4 Wärmequelle Grundwasser

Grundwasser ist ein idealer Speicher für Sonnenwärme. Der Vorteil liegt in der ganzjährig konstanten Wassertemperatur. Selbst an kältesten Wintertagen besitzt das Wasser noch eine Temperatur von 7 °C bis 12 °C. Leider steht Grundwasser nicht überall und in ausreichender Menge und Qualität zur Verfügung. Wo aber Grundwasser als Wärmequelle genutzt werden kann, lohnt sich der Einsatz. Grundwasser bietet die besten Voraussetzungen für einen monovalenten Wärmepumpenbetrieb. Schema Grundwasser-Wärmepumpe

Bild: Schema einer Grundwasser-Wärmepumpe

Grundwasser-Wärmepumpe

Bild: Aufstellung Grundwasser-Wärmepumpe

Mit Hilfe einer Förderpumpe wird das Grundwasser zum Verdampfer der Wärmepumpe transportiert. Das Grundwasser wird durch die Wärmepumpe um bis zu 5 K abgekühlt. Das Wasser wird in seiner chemischen Beschaffenheit nicht verändert. Anschließend wird das abgekühlte Wasser über einen Schluckbrunnen wieder dem Grundwasser zugeführt.

Zu beachten ist: Aus wirtschaftlichen Gründen sollten für Ein- und Zweifamilienhäuser die Brunnen nicht tiefer als 15 bis 20 Meter sein. Für Gewerbe und Großanlagen können jedoch auch größere Fördertiefen sinnvoll sein. Der Abstand zwischen den beiden Brunnen sollte mindestens 10 bis 15 Meter betragen. Entnahme und Wiedereinleitung muss in Grundwasserfließrichtung erfolgen, damit ein Strömungskurzschluss ausgeschlossen werden kann.

Ein Pumpversuch gibt Auskunft darüber, ob die erforderliche Wassermenge zur Verfügung gestellt werden kann. Die Messung der Wassertemperatur und die Bestimmung der Wasserqualität erfolgt während des Pumpversuches. Nach Fertigstellung soll der Brunnen ca. 48 Stunden gespült werden, um eine spätere Verschmutzung im System zu vermeiden.

Eine Wasseranalyse sollte in jedem Fall durchgeführt werden, um die Verträglichkeit des Grundwassers mit den Materialien für den Wärmetauscher der Elektro-Wärmepumpe zu ermitteln. Bestimmte Grundwasser neigen zur Verockerung. Die Ursachen dafür liegen im chemischen und biologischen Bereich. Bei stark eisen- und manganhaltigem Wasser fallen diese Stoffe in Verbindung mit Luftsauerstoff aus und verstopfen dann hauptsächlich den Schluckbrunnen. Damit wird die Wiedereinleitung des Grundwassers erheblich behindert.

Grundwasser-Wärmepumpe

Bild: Schema einer Oberflächenwasser-Wärmepumpe

Die Planung und der Bau der Brunnenanlage sollten einem erfahrenen Brunnenbauer überlassen werden. Es gibt geschlagene, gebohrte und gegrabene Brunnen. Die Ausführung hängt ab von der Bodenqualität und der Grundwassertiefe.

Genehmigung: Das Vorhaben muss bei der zuständigen Kreisverwaltungsbehörde (Landratsamt) angezeigt werden und eine entsprechende Erlaubnis eingeholt werden. Der Bauherr ist Antragsteller. Die Angaben über die erforderliche Grundwasserfördermenge, die Abkühlung, die Wärmepumpenleistung usw. sind in den Produktinformationen der Hersteller zu finden.

Übersicht Wärmequelle Grundwasser
Grundwassertemperatur 7 °C bis 12 °C
Grundwasserbedarf ca. 150 bis 180 I/h je kW Heizleistung der Wärmepumpe
Verfügbarkeit Ganzjährig
Betriebsweisen vorzugsweise monovalent; aber auch monoenergetisch
Erschließung Genehmigungsverfahren, 2 Brunnen, Pumpversuch, Wasserqualität/Wasseranalyse, Brunnenpumpe, Erdarbeiten und Baumaßnahmen
Sonderanwendungen Oberflächenwasser aus Flüssen und Seen, Kühlwassernutzung

Bei der Nutzung von Oberflächenwasser wird in der Regel die indirekte Verdampfung genutzt. Dies bedeutet, dass sich innerhalb der Wärmequelle ein Wärmeaustauscher befindet. Bei Kühlwassernutzung kann die direkte Verdampfung gewählt werden, wenn die Qualität des Kühlwassers den Materialien der Elektro-Wärmepumpe entspricht.