Wärmepumpen mit Grundwasser

Gewerbehaus Florastrasse Uster

Bei günstigen Grundwasserverhältnissen können zur Gewinnung von Erdwärme Grundwasserbrunnen verwendet werden. Das Grundwasser wird dabei über einen Förderbrunnen erschlossen, direkt über eine Wärmepumpe geleitet und in einem Schluckbrunnen dem Grundwasservorkommen wieder zugeführt. Bei einer solchen Grundwasser-Wärmepumpen-Anlage sind daher in der Regel zwei Brunnen notwendig. Förder- und Schluckbrunnen müssen in ausreichendem Abstand zueinander in Grundwasserfließrichtung liegen, um einen “Temperaturkurzschluss” und eine damit verbundene Abnahme der Wärmeentzugsleistung zu verhindern.

Aufgrund der ganzjährig konstanten Grundwassertemperaturen von rd. 8 - 11 Grad C ist Grundwasser als Wärmequelle besonders geeignet. Bei einer Grundwasser- Wärmepumpen-Anlage wird ausserdem das Grundwasser direkt als Wärmeträger- Medium genutzt, daher entstehen nur geringe Wärmetauscherverluste. Diese Voraussetzungen ermöglichen hohe Jahresarbeitszahlen der Grundwasser- Wärmepumpe (bis über 5) und besonders bei Anlagen über 10 kW einen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber Erdwärmesonden oder Erdwärmekollektoren. Es empfiehlt sich deshalb die Wärmegewinnung mittels einer Grundwasser-Wärme- pumpe, sobald oberflächennah geeignete Grundwasserverhältnisse vorliegen. Kühlen bzw. Gebäudeklimatisierung ist mit dem Einsatz von Grundwasser problemlos möglich.

Für ein Einfamilienhaus mit einer Heizleistung von 15 kW ist beispielsweise eine Grundwasser-Förderrate von 1 l/s ausreichend. Um einen sicheren Betrieb der Grundwasser-Wärmepumpe gewährleisten zu können, ist die Erfassung hydro- geologischer Parameter (Durchlässigkeit des Untergrunds, Brunnenleistung und Fließrichtung des Grundwassers) notwendig. Mit diesen Daten kann die erforderliche Distanz zwischen Förder- und Schluckbrunnen oder die Ausbreitung von Temperaturfeldern berechnet werden. Zusätzlich muss eine chemische Analyse des Grundwassers durchgeführt werden, um die Verträglichkeit des Wassers für den Verdampfer der Wärmepumpe feststellen zu können.

Die Grundwassernutzung für geothermische Zwecke erfordert nach Wasserhaushalts- Gesetz eine wasserrechtliche Erlaubnis. In Wasser- oder Heilquellenschutz- gebieten wird der Betrieb einer Grundwasser-Wärmepumpe in der Regel nicht genehmigt.

Nach den ersten Besprechungen mit dem Bauherren war sehr schnell klar das wir, wenn irgendwie möglich, die Energie des reichlich vorhandenen Grundwasser zum heizen und kühlen unseres Gebäudes verwenden möchten.

In Unserem speziellen Fall liegt der Grundwasser Mittelstand ca. 1.5m unter dem fertigen Boden des Erdgeschosses wobei der Grundwasser Höchststand auch schon Pfützen vor dem Eingang des bestehenden Gebäudes verursacht hat. Somit haben wir ein enormes Grundwasservorkommen aus welchem nach 2 Monatiger Dauermessungen im Durchschnitt ca. 200l/min für Wärmegewinnung genutzt werden kann.

Auch die Angaben der chemischen Analyse waren bedenkenlos und somit stand das Projekt für Wärmegewinnung aus dem Grundwasser.

Ich musste jedoch feststellen dass die Realisierung so eines Projektes nicht nur an der Quantität und Qualität des Grundwassers scheitern könnte.

Der Ganze Ablauf zur Festlegung der Hausinstallationen war wie folgt:

1. Besprechung mit Bauherren (festhalten Seiner Vorstellungen und wünsche)
2. Internetseite http://www.gis.zh.ch/ zur Abklärung ob wir uns in diesem bereich im Grundwasserschutzgebiet aufhalten und ob somit das Grundwasser für Energiegewinnung genutzt werden darf.
3. Erste Besprechung mit einem Fachplaner welcher uns auf die verschiedenen Auflagen aufmerksam machte.
4. Behördengang für die Abklärung der Auflagen und den nötigen Eingaben.
5. Offertenanfragen der Verschiedenen Unternehmer um die Kosten für so eine anlage abzuschätzen.

Leider scheiterte unser Vorhaben am Punkt der Kostenzusammenstellung. Alle Kosten für die Heizung lagen in einem machbaren Rahmen, doch leider konnte uns die Stadt Uster nicht genügend Elektrischen Strom für unsere Anlage liefern. Wir hätten eine Leitung aus einer ca. 300m entfernt liegenden Trafostation zum unserem Gebäude hin verlegen müssen und die Kosten für diese Leitung hätten den Rahmen unseres Budgets gesprengt.

Da wir an unserem Grundstück jedoch auch mit Gas erschlossen sind prüfen wir im Moment die Möglichkeit einer bivalenten Anlage. Wobei an Spitzentagen ein Gaskessel die Fehlende Energie Nachliefert.

18.05.08 M. Kadriu