Die Nutzung von Grundwasser als Energiequelle ist aufwändig, bietet aber großes Potenzial. Wer eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe plant, stößt unweigerlich auf den Begriff „Brunnenanlage“. Was steckt dahinter, wie das System funktioniert und welche Vorschriften Sie dabei beachten müssen, erfahren Sie hier.

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Was ist eine Brunnenanlage für eine Wärmepumpe?

Eine Brunnenanlage besteht aus einem Förderbrunnen und einem Schluckbrunnen, die zusammen das Grundwasser für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzbar machen. Der Förderbrunnen entnimmt das Grundwasser und leitet es zur Wärmepumpe, während der Schluckbrunnen das abgekühlte Wasser zurück ins Erdreich leitet.

Wie funktioniert ein Saug- und Schluckbrunnen für Wärmepumpen?

Der Saugbrunnen fördert Grundwasser zur Wärmepumpe, wo es im Verdampfer seine Wärme an ein Kältemittel abgibt. Das verdampfte Kältemittel wird im Verdichter komprimiert, wodurch es stark erhitzt wird. Im Verflüssiger gibt es diese Wärme an das Heizsystem ab und kondensiert. Danach senkt das Expansionsventil den Druck des Kältemittels, bevor der Kreislauf von vorn beginnt. Das abgekühlte Grundwasser wird über den Schluckbrunnen zurück in den Boden geleitet.

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Aufbau von Saug- und Schluckbrunnen für Wärmepumpen

Ein Saug- und Schluckbrunnen für Wärmepumpen besteht jeweils aus einem senkrechten Rohrsystem, das ins Grundwasser reicht.

• Der Saugbrunnen enthält ein Förderrohr mit Tauchpumpe oder Unterwasserpumpe, das das Wasser zur Wärmepumpe leitet.
• Der Schluckbrunnen ist so aufgebaut, dass er das abgekühlte Wasser über ein offenes Rohrsystem wieder in den Boden zurückführt.

Beide Brunnen müssen hydraulisch wirksam sein, also ausreichend Wasserdurchfluss ermöglichen.

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Wie groß ist der nötige Abstand zwischen den Brunnen?

Der Abstand zwischen Saug- und Schluckbrunnen beträgt in der Regel 10 bis 15 Meter, damit das zurückgeleitete Kaltwasser nicht direkt wieder angesaugt wird und ein thermischer Kurzschluss vermieden wird. Dabei muss der Saugbrunnen immer in der Fließrichtung des Grundwassers vor dem Schluckbrunnen liegen.

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Wie tief muss ein Saug- oder Schluckbrunnen sein?

Ein Saug- oder Schluckbrunnen für eine Wärmepumpe ist in der Regel 5 bis 20 Meter tief, abhängig vom örtlichen Grundwasserspiegel. Entscheidend ist, dass der Saugbrunnen genug Wasser liefert – meist werden 250 bis 300 Liter pro Stunde pro Kilowatt Heizleistung benötigt.

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Genehmigung, Auflagen und rechtliche Anforderungen

Für eine Brunnenanlage mit Wärmepumpe ist eine wasserrechtliche Genehmigung durch die zuständige untere Wasserbehörde erforderlich. Die Genehmigung regelt, ob und in welchem Umfang Grundwasser entnommen und wieder eingeleitet werden darf.

Zu den Auflagen zählen unter anderem die Einhaltung des Mindestabstands zwischen Saug- und Schluckbrunnen, der Nachweis ausreichender Wassermenge und -qualität sowie die regelmäßige Wartung und Kontrolle der Anlage.

Rechtlich gilt, dass in Wasserschutzgebieten oder hydrogeologisch sensiblen Bereichen der Bau einer Brunnenanlage entweder stark eingeschränkt oder vollständig untersagt ist. Auch eine geologische Voruntersuchung ist in vielen Bundesländern vorgeschrieben.

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Brunnen bohren: Ablauf und Bau einer Brunnenanlage

Der Bau einer Brunnenanlage für eine Wärmepumpe erfolgt in mehreren genau aufeinander abgestimmten Schritten – von der Planung über die Bohrung bis zum Anschluss an die Heiztechnik.

1. Geologische Voruntersuchung: Ein Fachunternehmen prüft den Standort auf Grundwasserverfügbarkeit, Bodenschichten und Fließrichtung. Diese Daten sind Grundlage für die Genehmigung und Planung der Brunnen.
2. Einholung der Genehmigung: Vor Beginn der Arbeiten muss eine wasserrechtliche Genehmigung bei der zuständigen Wasserbehörde eingeholt werden. Ohne diese ist keine Bohrung zulässig.
3. Bohrung des Saugbrunnens: Zunächst wird der Förderbrunnen gebohrt. Ein Bohrgerät treibt das Rohrsystem bis zur Grundwasser führenden Schicht. Dann wird das Brunnenrohr mit Filterstrecke und Kiespackung eingesetzt.
4. Installation der Pumpe: In den Saugbrunnen wird eine Tauch- oder Unterwasserpumpe installiert, die später das Grundwasser zur Wärmepumpe fördert.
5. Bohrung des Schluckbrunnens: Im vorgeschriebenen Abstand von 10 bis 15 Metern und in Fließrichtung hinter dem Saugbrunnen erfolgt die Bohrung des Schluckbrunnens. Auch hier wird ein offenes Rohrsystem eingebaut.
6. Pumpversuch und Prüfung: Beide Brunnen werden auf ihre Funktion geprüft. Dabei wird kontrolliert, ob ausreichend Wasser gefördert und wieder versickert werden kann, ohne Druckstau oder Rückfluss.
7. Anschluss an die Wärmepumpe: Saugbrunnen, Wärmepumpe und Schluckbrunnen werden hydraulisch miteinander verbunden. Das System wird in Betrieb genommen und fachgerecht dokumentiert.

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Wie viel kostet ein Brunnen für eine Wärmepumpe?

Ein Brunnen für eine Wärmepumpe kostet in der Regel zwischen 8.000 und 15.000 Euro, abhängig von Tiefe, Bodenbeschaffenheit und Aufwand. Pro Bohrmeter fallen etwa 80 bis 150 Euro an. Für die komplette Anlage mit Saug- und Schluckbrunnen, Wasser-Wasser-Wärmepumpe und Installation liegen die Gesamtkosten meist zwischen 25.000 und 40.000 Euro.

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Kann ich einen Brunnen für meine Wärmepumpe nutzen?

Ein vorhandener Brunnen kann nur dann für eine Wärmepumpe genutzt werden, wenn er ausreichend Wasser liefert, die Wasserqualität geeignet ist und ein zweiter Schluckbrunnen vorhanden oder nachrüstbar ist. Zudem muss die Nutzung als Energiequelle von der Wasserbehörde genehmigt werden.

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Vorteile und Nachteile der Brunnenanlage

Eine Brunnenanlage für Wärmepumpen bietet hohe Effizienz und geringe Betriebskosten, erfordert jedoch eine aufwändige Genehmigung und hohe Anfangsinvestitionen.

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Welche Alternativen zur Brunnenanlage gibt es?

Alternativen zur Brunnenanlage für Wärmepumpen sind vor allem Erdsonden, Flächenkollektoren und Luft-Wasser-Wärmepumpen. Erdsonden nutzen Erdwärme aus tieferen Bodenschichten über vertikale Bohrungen, während Flächenkollektoren oberflächennahe Wärme aus dem Erdreich über ein großflächiges Rohrsystem entziehen. Luft-Wasser-Wärmepumpen benötigen keine Erdarbeiten und gewinnen ihre Energie direkt aus der Umgebungsluft. Jede dieser Alternativen hat eigene Anforderungen, Vor- und Nachteile in Bezug auf Effizienz, Platzbedarf und Investitionskosten.

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