19 | 11 | 2019

Grundwassererkundung bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen

Soll die im Grundwasser steckende thermische Energie mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe genutzt werden, sind für die Planung und die einzureichenden wasserrechtlichen Genehmigungsunterlagen hydraulische Grundwasseruntersuchungen erforderlich. 

Wird die Wärmepumpe mit Grundwasser betrieben, ist eine Grundwassermessstelle zu errichten, über die das Grundwasser aus dem Untergrund erschlossen wird - der Entnahmebrunnen- und eine weitere Grundwassermessstelle erforderlich, über die das Grundwasser wieder in den Grundwasserleiter zurückgeleitet wird - der Schluckbrunnen-. Um sicherzustellen, dass dauerhaft der erforderliche Energieentzug aus dem Grundwasser gewährleistet ist, ist für die Auslegung der Wasser-Wasser-Wärmepumpenanlage die Kenntniss über

  • das Grundwasserergiebigkeit
  • Aquiferparameter wie die Durchlässigkeit und Porosität des Aquifers
  • Grundwasserfließrichtung
  • Hydrochemische Eigenschaften des Grundwassers

erforderlich. 

In diesem Zusammenhang werden folgende Messdienstleistungen angeboten:

Pumpversuche mit Grundwasserprobenahme

Die Ergebnisse von Pumpversuchen geben Aufschluss über das Grundwasseraufkommen, das heißt mit welcher maximalen Entnahmerate kann dem Grundwasserleiter Grundwasser entommen werden, die dann auch wieder über den Schluckbrunnen in den Grundwasserleiter zurückgeführt werden kann. Oder muß wegen einer erforderlichen höheren Energieentzugsleistung der Wasser-Wasser-Wärmepumpen-Anlage das geförderte Grundwasservolumen über zwei oder mehr Schluckbrunnen reinfiltriert werden.

Die Grundwasserbeprobung ist erforderlich, um die hydrochemischen Eigenschaften des Grundwassers zu bestimmen. Damit kann bereits im Vorfeld abgeschätzt werden, ob mit der Grundwasserentnahme hydrochemische Reaktionen, die zum Beispiel zu Ausfällung von Eisen führen könnten, zu erwarten sind, die den Betrieb der Wasser-Wasser-Wärmepumpenanlage beeinträchtigen könnten. Gegebenenfalls ist es dann hilfreich, bereits in der Planung technische Vorkehrungen zu treffen, um den zukünftigen störungsfreien Betrieb der Wasser-Wasser-Wärmepumpe sicherzustellen.  

Stichtagsmessung

Mit der Stichtagsmessung wird zum einen die Grundwasserfließrichtung sowie das Gefälle des fließenden Grundwassers - der Gradient - bestimmt. An Hand dieser Daten wird der Entnahmebrunnen und in dessem Abstrom der Schluckbrunnen platziert. Dabei ist darauf zu achten, dass der Schluckbrunnen außerhalb der Entnahmereichweite des Entnahmebrunnens liegt. So wird sichergestellt, dass das bereits abgekühlte Grundwasser nicht im Kurzschluss wieder in den Entnahmebrunnen gelangt und folglich die Leistungsfähigkeit der Wasser-Wasser-Wärmepumpenanlage im Laufe der Zeit spürbar nachläßt.  

Temperatur-Monitoring

Im Abstrom des Schluckbrunnens bildet sich eine Temperaturanomaliefahne aus. Die Ausdehnung und Ausprägung der Temperaturanomalie können beobachtet werden. Damit werden den für das Wassrecht zuständigen Behörden Daten für die geordnete Bewirtschaftung des Grundwassers zur Verfügung gestellt.

Dazu werden im Abstrom über einfache Grundwasseraufschlüsse im Rahmen einer Langzeitmessung mit Temperaturloggern die Grundwassertemperaturen aufgezeichnet.