Wärmepumpenprinzip mit Grundwasser

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Das Prinzip funktioniert ähnlich dem eines Kühlschranks. Es gibt einen sogenannten Solekreislauf, welchen ich gerade erläutert habe. Das Kühlmittel wird in den Boden gepumpt und wird dabei um etwa 3° C erwärmt. Die Wärme wird an einen weiteren Kreislauf, den Wärmetauscher abgegeben. Die dort enthaltene Flüssigkeit wird zusätzlich komprimiert,  wodurch sich Druck und Temperatur erhöht um eine höhere Endtemperatur zu erhalten. Diese Wärme wird dann an den Heizungskreislauf abgeben und Flüssigkeit im Wärmetauscher wird wieder dekomprimiert und kann dann erneut durch den Solekreislauf erwärmt werden. Für die Kompression muss natürlich zusätzlicher Strom der Wärmepumpe zugeführt werden.

(Quelle: http://www.dimplex.de/fileadmin/dimplex/downloads/animationen/waermepumpe.swf)

Durch die Kompression wird Strom verbraucht - kann man mit diesen nicht gleich zum Heizen verwenden?

Umso höher die Differenz zwischen linker und rechter Seite der Wärmepumpe beim Wärmetauscher ist, desto mehr elektrische Energie muss aufgewendet werden. Trotzdem ist der Wirkungsgrad hierbei höher als bei anderen Geräten, die elektrische Energie in Wärme umwandeln, wie beispielsweise einem Radiator.

Wie kann die genutze Erdwärme maximiert werden?

Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder man bohrt deutlich tiefer, um eine höhere Temperaturdifferenz zu erzeugen, was natürlich einen hohen technischen und bürokratischen Aufwand verursacht. Oder man erhöht das Volumen, durch die die Leitungen des Solekreislaufs verlaufen.

Und was ist die neue Idee der WeRobots bei dieser Technologie?

Wir von der WeRobots GmbH haben folgende Idee: Wir wollen das geförderte Grundwasser als Alternative zum Solekreislauf nutzen. Da dies aus einer Tiefe von ca. 80m kommt, hat es auch eine Temperatur von etwa 10°C, wodurch der Energieaufwand für die Kompression in der Wärmepumpe sinkt. Im Wasserwerk in Sachsendorf werden am Tag ungefähr 14.000 m³ Trinkwasser gefördert. Wenn man die Temperatur des Wassers im Wärmetauscher um 2°C senken würde, kann man damit theoretisch über 150 GJ Wärme nutzen. Dabei ist zu beachten, dass nur ein kleiner Teil dieser Wärme verwendet werden kann, da ein Teil der Energie während des Prozesses verloren geht. Wir würden diese Technologie gerne bei der Grundwasserförderung integrieren, da es bisher nur bei Abwasser oder in Privathaushalten bestehende Lösungen gibt. Wir haben zur Veranschaulichung unserer Idee ein kleines Modell gebaut:

Was wird mit dem warmen Wasser des Heizungskreislaufs im Wasserwerk gemacht?

Das Wasser kann man, wie bisher weiterhin zum Heizen verwenden. Beim Wasserwerk Cottbus Sachsendorf könnte man den großen Wärmeüberschuss sogar dafür nutzen um den BTU Campus Sachsendorf zu heizen. Dabei hat man gleich den Vorteil, dass wenig Wärme durch den kurzen Transport verloren geht.

Warum wird diese Idee bisher noch nicht angewendet und wissen Experten bereits von dieser Idee?

Das liegt zum großen Teil an den Bedenken der Wasserbetriebe. Sie haben Angst, dass das Grundwasser, und damit das spätere Trinkwasser durch das Kühlmittel verunreinigt werden könnte. Allerdings verläuft das Kühlmittel sicher vom Grundwasser getrennt, da die Kühlleitung um das Rohr herum verläuft.
Wir haben unsere Idee unseren Experten, wie beispielweise Herrn Tobias Lindscheid von der Firma HTI, Vertretern der LWG (unter anderem Herr Grimm) und der Firma Frank vorgestellt. Weiterhin informieren wir über unsere Idee hier auf unserer Webseite und beantworten Fragen zu unserer Idee auch gerne per Mail unter werobots@web.de.