Aus TGA 12: Kolumne : Grundwasser als Wärmequelle für Wärmepumpen

Grundwasser ist im Vergleich eine der effektivsten Wärmequellen für eine Wärmepumpe. Da es ganzjährig Temperaturen höher als 5 °C aufweist, arbeitet die Wärmepumpe konstant im hocheffizienten Bereich und kann dadurch sehr hohe Jahresarbeitszahlen von 5 oder mehr erreichen. Auch die Möglichkeit der passiven Kühlung macht Grundwasserwärmepumpen besonders im mehrgeschossigen Wohnbau und im Gewerbebereich unschlagbar attraktiv.

Prinzip der Grundwassernutzung mit einer Wärmepumpe

Für den Betrieb einer Grundwasserwärmepumpe werden ein Förderbrunnen (auch Saugbrunnen genannt) und ein Schluckbrunnen oder Sickerschacht benötigt. Das Grundwasser wird dem Förderbrunnen mittels Brunnenpumpe entnommen und zum Wärmetauscher der Wärmepumpe geleitet. Hier wird dem Grundwasser von der Wärmepumpe Wärme entzogen, es wird also abgekühlt.

Das so abgekühlte Grundwasser wird dann dem Schluckbrunnen oder Sickerschacht, der in Grundwasserflussrichtung, wieder zugeführt. Der Schluckbrunnen sollte dabei die gleiche Wassermenge aufnehmen können, wie dem Förderbrunnen entnommen wird. Die Entnahmemenge richtet sich nach der Heizleistung der Wärmepumpe.

Voraussetzung für den Betrieb von Grundwasser-Wärmepumpen ist das Vorhandensein der erforderlichen Wassermenge in der richtigen Qualität und Temperatur. Bei nicht ausreichender Wasserqualität, z. B. zu viel Eisen (Eisenkonzentrationen > 0,2 mg/l) oder Mangan im Grundwasser, ungünstiger Sauerstoffgehalt (positives Redoxpotenzial) und pH-Wert > 5, können Ablagerungen (Verockerung, Verschlammung) vor allem im Wärmetauscher der Wärmepumpe und dem Förder- und Schluckbrunnen auftreten. Es wird immer wieder die Frage gestellt, ob vorhandene Hausbrunnen genutzt werden können. Die Erfahrung zeigt aber, dass die vorhandenen Brunnen oft nicht die nötige Wassermenge erbringen oder bei konstantem Entzug Sand oder anderes Erdmaterial durch den verstärkten Zufluss eingespült wird. Daher ist die Nutzung des vorhanden Hausbrunnens oft kritisch zu sehen. Letztlich kann diese Frage jedoch nur vom Brunnenbauer und dem Anlagenplaner abgeklärt werden.

Wir empfehlen Grundwasser-Wärmepumpen im Bereich der Einfamilienhäuser erst ab einer Heizleistung von größer 10 kW. Bei kleinen Leistungen bspw. im Neubau von privaten Einfamilienhäusern empfehlen wir die Erschließung der Wärmequelle mittels Sondenbohrung oder Flachkollektor. Für größere Leistungen und bei Kühlanwendungen ist der Einsatz einer Grundwasser-Wärmepumpe eine hervorragende Lösung. Jeder Installateur sollte einen Brunnenbauer als Partner haben, um auf Anfragen von Kunden kompetent antworten und reagieren zu können.