Das Grundwasser als Wärmequelle für Erdwärmepumpen

Es besteht die Möglichkeit, das Grundwasser als Wärmeenergiequelle zu nutzen. 

Die drei gängigen Wärmequellen für die Nutzung von Umgebungswärme sind

• die Luft

• das Erdreich

• das Grundwasser
  

Grundwasser als Wärmequelle für Wärmepumpen

Die Luft weist je nach Witterung, Jahres- und Tageszeit die höchsten Schwankungen auf. Das Erdreich schwankt bei geringer Tiefe zwischen – 5 und 15 Grad. Eine höhere Tiefe wirkt sich in konstanteren Temperaturen aus. Das Grundwasser scheint mit Schwankungen von 8 bis 12 Grad Celsius optimal für die Wärmepumpentechnik. Selbst im Winter bleibt dieser Wert konstant, was eine hohe Nutzung über das Jahr verspricht. Ähnlich wie bei den Erdsonden ragen zwei Rohre vertikal ins Erdreich. Über einen Förderbrunnen wird das Grundwasser zur Wärmepumpenanlage gepumpt, die Wärme wird getauscht und das kalte Wasser zurück ins Erdreich über das zweite Rohr geführt.

Für ein normales Familienhaus werden bis 2 m³ Wasser dem Grundwasser entnommen. Die Entscheidung für ein solches Wärmepumpensystem kann jedoch nicht vom Bauherren allein getroffen werden. Es ist eine Analyse der Menge des Grundwassers und dessen Beschaffenheit notwendig. Auf Grund dieser Untersuchung wird eine wasserrechtliche Genehmigung erteilt oder verweigert.

Für die Nutzung von Grundwasser muss genügend Grundwasser zur Verfügung stehen. Zudem bedarf es einer Grundwasseranalyse und der Genehmigung der Wasserwirtschaftsbehörde. Da die Trinkwasserversorgung besondere Wichtigkeit hat, wird die Genehmigung ungern erteilt und orientiert sich eher auf die Erneuerung bestehender Anlagen. Es gibt mehrere Versagungsgründe, die eine Verweigung der Genehmigung nach sich ziehen. So darf das Trinkwasser nicht beeinträchtigt werden, Grundwasser von Wasserschutzgebieten und Thermalwasser nicht verwendet werden, etc. Die Grundwasseranalyse gibt darüber Aufschluss, ob einer dieser Gründe vorliegt. Weiterhin ist darauf zu achten, dass keine für das System schädlichen Stoffe im Grundwasser vorhanden sind, wie z. B. Eisen, Kalk oder Mangan. 

Die Leitungen müssen frostsicher und schwitzwasserisoliert sein und mit Gefälle zum Brunnen in der Art verlegt werden, dass die Fließgeschwindigkeit für eine ideale Wärmeabgabe weniger als 0,8 m/sec beträgt.

Während Erdwärmepumpen über einen geschlossenen Kreislauf verfügen, besitzen Grundwasserwärmepumpen in der Regel einen offenen Kreislauf. Wenn das Bohrloch nicht angemessen groß ist (> 15 cm), fließt konstant genug Wasser nach, was zu Unregelmäßigkeiten bei Druck und Fluss führt. Wichtig ist vor allem, regelmäßig die Schmutzfänger zu reinigen, um einen optimalen Durchfluss zu gewährleisten. Ein weiterer Punkt, der bei der Wahl zwischen Grundwasser- und Erdwärmepumpe beachtet werden sollte, ist der Wert der Leistungsaufnahme. Grundwasserpumpen arbeiten mit höheren Watt-Werten.

Fazit zu den Grundwasser-Wärmepumpen:

Im Ergebnis weisen Grundwasser-Wärmepumpen wegen der höheren Grundwassertemperatur gegenüber Erdwärmepumpen bessere Ausgangsbedingungen auf, die aber im praktischen Einsatz wieder aufgebraucht werden. Die Jahrensarbeitszahlen fallen damit unter dem Wert von Erdwärmepumpen.