Erdwärmebohrungen

In den 70er und 80er Jahren sind viele Brunnen in 4“ und 6“ Ausführung für Wasser/Wasser Wärmepumpen hergestellt worden. Der 4“ Brunnen ist der Entnahmebrunnen, je nach erforderlicher Leistung wurde eine entsprechende Unterwasserpumpe installiert für die Entnahme des Wassers. Das Grundwasser hat immer eine Temperatur von ca. 9 – 11 Grad. Aus der Wärme des Wassers werden dann 5 – 8 Grad entnommen und über eine Wärmepumpe wird das Heizungswasser auf eine Heiztemperatur von maximal 50 Grad hoch gepumpt. Das abgekühlte Grundwasser wird anschließend in einen Schluckbrunnen dem Grundwasserleiter wieder zugeführt.

Bei einer Brunnenanlage für die Entnahme von Grundwasser für die Herstellung von Wärme für eine Wärmepumpe muß immer das gebrauchte Wasser in die Wasser führenden Schichten zurück geführt werden. Der Rücklaufbrunnen oder auch Schluckbrunnen muß so erstellt werden, dass diese Schichten nicht miteinander korrespondieren können, bzw. muß der Schluckbrunnen abströmig vom Entnahmebrunnen liegen. Sonst würde der Entnahmebrunnen irgendwann das erkaltete Wasser vom Schluckbrunnen fördern. Der gewünschte Effekt des Wärmeentzuges wäre nicht mehr möglich, da nicht mehr 9 – 11 Grad warmes Wasser hoch gepumpt wird, sondern die Temperatur nur noch 3 – 5 Grad beträgt (Kommend vom Schluckbrunnen).

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Wasserqualität. Es sollte möglichst wenig Eisen und Mangan im Wasser vorhanden sein. Beim Eisen können es bis zu 0,6 mg/ccm und bei Mangan bis zu 0,2 mg/ccm sein, wobei die die oberen Grenzwerte sind. Besser wären natürlich geringere Werte.

Vorteil bei dieser Art der Erdwärmenutzung ist die hohe Effektivität. Bei einem aufgewendeten Kilowatt Strom für den Betrieb der Wärmepumpe haben Sie eine Heizleistung von 5 bis 5,5 Kilowatt.

Da viele Brunnenanlagen für die Wärmeerzeugung nicht zu gebrauchen waren, weil sie zu alt waren oder die Wasserqualität zu schlecht ist, suchte man nach Alternativen und kam dabei auf die Herstellung von Erdwärmesonden. Die VDI Vorschriften geben uns, dem Brunnenbauer vor, in welcher Tiefe aus den verschiedenen Erdschichten Wärme über einen Erdwärmesonde gezogen werden kann. Für die einfache Kalkulation kann mit einem Durchschnitt von 45 – 50 Watt pro Meter gerechnet werden.

Kommen wir zu einem Beispiel: bei einem Haus von 120 qm Wohnfläche ist die Kälteentzugsleistung der Erdwärmesonden beim Altbau 120 x 70 Watt/m² = 8400 Watt. Diese Energie muß der Wärmepumpe über die Erdwärmesonde zur Verfügung gestellt werden, damit das Haus entsprechend geheizt werden kann. Diese errechneten 8400 Watt werden dann durch oben genannte durchschnittliche Entzugsleistung von 50 Watt pro Meter geteilt und man erhält die erforderlichen Bohrmeter: 8400 : 50 = 168 m, d.h. es müssen 168 Meter gebohrt werden. Man würde sich hier für die Bohrung von zwei Erdwärmesonden von jeweils 85 Meter entscheiden.

In der Praxis läuft es so ab, dass uns der Heizungsbauer seine vorab gemachten Bereichungen zum Wärmebedarf mitteilt wie auch die genauen Daten der Wärmepumpe. Daraus und aus den von uns angeforderten Schichtprofilen aus Bohrungen in der Nähe werden dann die erforderlichen Bohrmeter errechnet. Bei einer vorgegebenen Kälteentzugsleistung der Wärmepumpe von 7,5 KW ist die Bereichnung wie folgt: 7500 : 50 = 150, d.h. es müssen 150 Meter gebohrt werden.

Man würde sich hier für 2 Bohrungen von jeweils 75 Meter entscheiden. Eine Doppel U Sonde aus PE würde in das Loch eingebracht und mit eines speziellen Suspension für Erdwärmesonden verpresst werden (z.B. Thermocem von der Firma Heidelberg Zement). Es erfolgt noch der Anschluß an die Wärmepumpe. Somit erhalten Sie ein geschlossenes System unter der Erde, wovon nach Abschluß der Arbeiten nichts mehr zu sehen ist.