Grundwasser Wärmepumpe
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe benutzt die im Grundwasser enthaltene Wärme, um damit zu heizen. Da Grundwasser im Jahresverlauf eine konstant hohe Temperatur aufweist, ist es als Wärmequelle hervorragend geeignet.
Funktionsweise
Bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe wird zunächst ein sogenannter Förderbrunnen gebohrt. Die Tiefe der Bohrung richtet sich nach der Höhe des Grundwasserspiegels. Aus diesem Förderbrunnen wird das Grundwasser nach oben gepumpt und durch Rohre zur eigentlichen Wärmepumpe geleitet. Hier wird dem Grundwasser über ein Kältemittel, das einen sehr niedrigen Siedepunkt aufweist, die Wärme entzogen. Das Kältemittel wird verdichtet und gasförmig zu einem Wärmetauscher geführt. Im Wärmetauscher wird die Wärme wiederum an das Heizungswasser weitergegeben. Das Grundwasser wird durch den Wärmeentzug durchschnittlich um rund fünf Grad kälter. Das kalte Grundwasser wird sodann über Rohre in den zweiten Brunnen zurückgeleitet. Wasserschutzvorschriften verlangen normalerweise, dass es in die gleiche Tiefe gepumpt wird, aus der es entnommen wurde. Der zweite Brunnen heißt bezeichnenderweise Schluckbrunnen und nimmt das abgekühlte Wasser auf.
Voraussetzungen und Planung
Bei der Nutzung des Grundwassers als Wärmequelle müssen die gesetzlichen Vorschriften des Gewässerschutzes unbedingt beachtet werden. Eine Genehmigung muss grundsätzlich eingeholt werden. Bei der Planung der Anlage muss ein Mindestabstand zwischen den beiden Brunnen eingeplant werden, der bei circa zehn bis fünfzehn Metern liegt. Die Brunnen sollten nicht viel tiefer als fünfzehn Meter gebohrt werden. Ansonsten benötigen die Pumpen zu viel Energie. Zudem muss das Grundwasser eine bestimmte Qualität aufweisen. Enthält das Grundwasser am geplanten Standort zu viel Mangan oder Eisen, kann die Wärmepumpe nicht betrieben werden. Es käme zu der sogenannten Verockerung, bei der sich Oxide in den beiden Brunnen ablagern. Auch der Wärmetauscher könnte durch die Ablagerungen nicht mehr richtig funktionieren. Das Grundwasser sollte also vorher eingehend analysiert werden.
Vor- und Nachteile
Der Aufwand für eine Wasser-Wasser Wärmepumpe ist relativ groß. Die beiden Brunnenbohrungen verursachen vergleichsweise hohe Kosten. Außerdem ist eine zusätzliche Pumpe für das Grundwasser notwendig. Durch den Stromverbrauch dieser Pumpe kann sich die Effizienz der gesamten Anlage verschlechtern. Andererseits brauchen Wasser-Wasser Wärmepumpen vergleichsweise wenig Platz auf dem Grundstück. Auch ist die Wirtschaftlichkeit bei einer hohen Grundwassertemperatur hoch. Desweiteren können Wasser-Wasser-Wärmepumpen wegen der konstanten Temperatur des Grundwassers gut ausgelegt und exakt berechnet werden. Ein großer Vorteil ist auch die Möglichkeit, die Wärmepumpe im Sommer zum Kühlen zu nutzen. Zudem sind Wärmepumpenanlagen die Grundwasser nutzen, ideal für den sogenannten monovalenten Betrieb. Das bedeutet, dass nur mit der Wärmepumpe geheizt wird und keine klassische Heizung zusätzlich betrieben wird.
Fazit
Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen als Wärmequelle Grundwasser. Die Voraussetzungen für die Installation und den Betrieb sind relativ komplex. Neben der Erlaubnis der Behörden müssen der Grundwasserspiegel und die Wasserqualität stimmen. Aufgrund der konstanten Grundwassertemperatur erreichen sie bei der Jahresarbeitszahl (JAZ) gute Werte. Ein weiterer Vorteil ist die ganzjährige Nutzbarkeit, also auch zur Kühlung im Sommer.