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Kategorie: > Technik > Brunnen / Quellen / Pumpen
Dimensionierung Brunnen für Wärmepumpe
klayman
(Mailadresse bestätigt)

  22.07.2016

Hallo zusammen,

für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpenanlage benötigen wir eine Saug- und Schluckbrunnen, sind uns aber unsicher woran wir gute Angebote erkennen können. Vielleicht könnt Ihr uns ein paar grundlegende Fragen zu Tiefe, Durchmesser, usw. beantworten:

WP-Anlage
- Heizlast 13 kW
- Fördermenge GW min. 3.5m/h

Bodenaufbau (v.o.n.u.)
- 3-5m Schluff, Sand (Auen- und Hochflutlehm, Löss, Fließerde)
- 13-15m Sand, Kies (Niederterrasse, hohe durchlässigkeit)
- Anschließend Ton, Schluff

Eisen und Mangan sind kein Problem. Meine Vermutung wäre hier gute 6m Brunnenrohrmit anschließender Filterstrecke von 13m und 1m Sumpfrohr. Damit wären wir bei einer Tiefe von 20m und hätten fast das gesamte GW-Stockwerk gefiltert. Welchen Durchmesser für Bohrung und Brunnen würdet Ihr uns empfehlen, reicht ein Ausbau auf DN125 mit einer Bohrung von 250mm? Bei der Pumpe bin ich mir inzwischen wieder unsicher und würde aus Effizient- und Haltbarkeitsgründen 4 Zoll vorziehen. Aber das wäre bei DN125 schon extrem knapp...

Viele Grüße,
Klayman



Anzahl der unterhalb stehenden Antworten: 14
ABC
(Mailadresse bestätigt)

  12.08.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Brunnenbaumeister vom 22.07.2016!  Zum Bezugstext

Ich würde auch nicht bis 20 bohren.
Brunnenbaumeister
(Mailadresse bestätigt)

  30.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von klayman vom 29.07.2016!  Zum Bezugstext

Rein technisch reichen schon 3-4cm Filterkies. Allerdings ist es schwierig das sicher zu stellen. Als Trockenbohrung ist 273mm wohl das Minimum, 324mm sind besser. Bei einer Spülbohrung sollten es mindestens 300mm sein. Größer ist wie gesagt immer besser.
Ich habe schon kleine Bohrgeräte auf einem älteren Unimog gesehen, die sind kaum größer als ein Sprinter. Können allerdings auch nur Druckspülbohrungen.

Möglich wäre auch unten 2m Filter, dann 1m Vollrohr und dann wieder 2m Filter. Dann brauchst du keinen Kühlmantel und DN125 reicht aus.

Letztendlich muss der Brunnenbauer das vor Ort entscheiden. Vielleicht liegt ja auch ein grober Sand/Kies an. Dann gibt es überhaupt keine Probleme.

Der Brunnenbauer kann ja erst den Schluckbrunnen bohren. Selbst wenn dieser nur 3000l/h leistet, hast du genug Auffüllhöhe damit 5000l/h geschluckt werden. Und dann kann der Brunnenbauer für die Saugbohrung was verändern. Oder er zieht die Brunnenrohre wieder und optimiert direkt auch den Schluckbrunnen. Es ist vieles möglich.
klayman
(Mailadresse bestätigt)

  29.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Brunnenbaumeister vom 28.07.2016!  Zum Bezugstext

Vielen Dank für den Hinweis, dann könnte es ja doch noch funktionieren und das Sumpfrohr unter dem GW-Leiter liegen. Welchen Durchmesser sollte bei einem 150er Ausbau denn die Bohrung haben, bzw. wie breit sollte die Schicht aus Filterkies sein? Problem: Ich kann nur so ein fahrbahres Bohrgerät aufs Grundstück schaffen, ein ganzer LKW mit Bohrgerät passt nicht :-(

Viele Grüße,
Klayman
Brunnenbaumeister
(Mailadresse bestätigt)

  28.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von klayman vom 27.07.2016!  Zum Bezugstext

Das ist in der Tat etwas ungünstig. Dann baust du unten 2m Sumpfrohr mit ran und hängst die Pumpe da rein. Allerdings wird dann ein Kühlmantel benötigt. Das wird mit einem 125er Ausbau aber nichts. Da muss der schon mit DN150 ausgebaut werden. Gleichzeitig sinkt beim 150er wieder die Absenkung. Es müsste also funktionieren.
Im Übrigen gilt je größer der Bohrdurchmesser, desto geringer die Absenkung.
klayman
(Mailadresse bestätigt)

  27.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Brunnenbaumeister vom 27.07.2016!  Zum Bezugstext

Hi, aus elwasweb.nrw.de, dort der Grundwasserkörper 27_10 östlich des Rheins zwischen Düsseldorf und Duisburg. Der dort abrufbare Schnitt geht ziemlich genau durch den Ortsteil mit unserem Grundstück. Der Schnitt deckt sich auch grob mit dem Schichtenverzeichnis der umliegenden Bohrungen (bohrungen.nrw.de). GW-Spiegel ebenfalls aus elwasweb.nrw.de von den umliegenden Messstellen. Das ist sicher keine genaue Wissenschaft, aber damit weiß ich zumindest schonmal was mich erwartet und wie tief ich ungefähr bohren muss...
Brunnenbaumeister
(Mailadresse bestätigt)

  27.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von klayman vom 26.07.2016!  Zum Bezugstext

Woher hast du denn die Daten zu den Wasserständen und den Schichtenaufbau?
klayman
(Mailadresse bestätigt)

  26.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Brunnenbaumeister vom 26.07.2016!  Zum Bezugstext

Erstmal herzlichen Dank für Deine Antworten!! Den Abstand zwischen den Brunnen kann ich auf gute 17m bringen, allerdings will ich ihn wegen des Absenktrichters nicht zu nah am Haus haben.
Aber da fällt mir was anderes ein: Wenn ich zwischen Allzeittief und Beginn der Filterstrecke nur 1,45m habe und der Wasserspiegel beim Pumpen um 2-3m absinkt, dann *muss* die Pumpe ja in die Filterstrecke, oder?? Ich dachte das sei aufgrund des Ansaugens von Sand nicht zu empfehlen...

VG,
Klayman
Brunnenbaumeister
(Mailadresse bestätigt)

  26.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von klayman vom 25.07.2016!  Zum Bezugstext

Der Absenktrichter hängt von der Durchlässigkeit des Bodens ab. Pauschal kann man da wenig sagen.

Die Anordnung der Brunnen in der Zeichnung ist doch gut. Wichtig ist so weit wie möglich auseinander und z.B. alle 3 Jahre die Brunnen einmal wechseln. Also Pumpe einmal umhängen und in den ehemaligen Saugbrunnen pumpen. Das wechseln macht nur Sinn, wenn die Strömung von beiden Brunnen weg führt, so wie bei dir. Ansonsten in Strömungsrichtung saugen und schlucken.

13m Abstand sind etwas knapp, aber wenns nicht anders geht muss das reichen.

Die Filterstrecke und die Filterkiesschüttung muss beim Bohren festgelegt werden. Wenn du nicht gerade reinen Feinsand hast, reichen 5m.

Im Mittelsand hättest du bei 250mm/DN125 und 5m Filter so ca. 2-3m Absenkung bei 4000l/h.
klayman
(Mailadresse bestätigt)

  25.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von klayman vom 24.07.2016!  Zum Bezugstext

Ein Thema hab ich noch. Naiverweise habe ich angenommen, die GW-Fließrichtung verläuft von den Grenzen des Wasserschutzgebiets in Richtung des Wasserwerks ziemlich südlich von mir. Da die Fließrichtung aber auch auf dem Antrag angegeben werden muss, dachte ich mir, guckste mal besser nach. Und siehe da, über die Methode des hydrologischen Dreiecks komme ich jetzt auf eine Fließrichtung von ca. 250, also in Richtung des Rheins (zeichnerisch ermittelt). Wie wirkt sich das auf Saug- und Schluckbrunnen aus die gut 16m voneinander entfernt stehen? Auf den ersten Blick würde ich sie tauschen. Leider müssen sie aus baulichen Gründen jedoch an der nordöstlichen Grundstücksgrenze liegen. Wie weit reicht eigentlich der Absenktrichter, kann man den Radius ungefähr abschätzen?

Danke,
Klayman


klayman
(Mailadresse bestätigt)

  24.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Hydrogeotest vom 24.07.2016!  Zum Bezugstext

Hi, Deine Antwort interpretiere ich jetzt mal als Kompliment ;-) Die Tonsperre ist in der Tat außerhalb des Brunnenrohrs. Leider kann ich im CAD die Länge des Schnitts bzw. des daraus erzeugten Details nicht stauchen. Kürzer zeichnen ist auch blöd, weil dann die ganze Bemaßung nicht mehr stimmt...
Ich habs auf Deinen Hinweis hin nochmal angepasst und komme jetzt zu folgendem Brunnenausbau. Gibts dazu noch Kommentare?
Komme ich für 3,5 bis 4m mit den 5m Filterstrecke hin? Zwischen Anfang der Filterstrecke und Allzeit-Tief habe ich 1,5m, zum 10 Jahrestief um die 3,5m. Reicht das um die Pumpe außerhalb des Filters zu positionieren oder soll ich die Filterstrecke lieber 1m tiefer beginnen lassen und dann mit 4m leben?

Danke,
Klayman


Hydrogeotest
hydrogeotestgmail.com
(Mailadresse bestätigt)

  24.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von klayman vom 23.07.2016!  Zum Bezugstext

Hallo,

wenn es sich in der Praxis auch so darstellt, so sieht es doch sehr gut aus.
Voraussetzung natürlich, dass die Bodenverhältnisse im Untergrund homogen sind.

Bzgl. Ausbau: die Zeichnung für einen Teil des Ausbaus, ist aber falsch. Die Tonsperre kommt nicht in das Brunnenrohr, sondern dichtet den Ringraum ab.

Wo die Tonsperren gesetzt werden hängt von den angetroffenen Gegebenheiten ab. Grundsätzlich über dem Grundwasserleiter, bzw. zwischen unterschiedlichen Grundwasserleitern, auch wenn diese nicht durch einen Stauer (undurchlässige Schicht)getrennt sind. Meist haben diese einen unterschiedlichen Chemismus, so dass es bei Durchmischung dann zur Ausfällung kommen kann. Gerade in fluviatilen Sedimenten (Auelehm usw.) können lokal Eisen-/Manganverbindungen vorhanden sein, welche dann durch die Absenkung im Brunnen nach unten gezogen werden. Dadurch kann es auch zur Verockerung kommen, selbst wenn im eigentlich genutzten Grundwasserleiter keine Eisen-/Manganverbindungen vorkommen.
Da die Lagerungsdichte im Ringraum, auch bei Verwendung von Füllmaterial welches von der Korngröße dem erbohrtem Material entspricht, nicht wie ursprüngliche vorhanden wiederhergestellt werden kann, so ist dort die Wegsamkeit aufgrund der größeren Durchlässigkeit gegeben.
Durch den Einbau von Tonsperren lässt sich dies verhindern. Ich würde hier mindestens 1 m oberhalb bis 1m unterhalb des Überganges vom Schluff, Sand zur Niederterrasse (also dem genutzten Grundwasserleiter) eine Tonsperre einbauen. Ebenso, wie in der Ausbauzeichnung, 1 m oberhalb der Filterstrecke.
Alternativ könnte man auch die gesamte Vollrohrstrecke ab 1 m oberhalb der Filterstrecke mit Quellton hinterfüllen, dann sind auch Rohrundichtigkeiten an den Verschraubungen ausgeschlossen. Nur die obersten 2 - 3 m mit Füllmaterial auffüllen, da 1. es eine riesen Sauerei mit dem Quellton ist, wenn man dann den Schacht setzt und 2. damit in selbigem sich ansammelndes Wasser auch ungehindert nach unten abfließen kann.
klayman
(Mailadresse bestätigt)

  23.07.2016
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Brunnenbaumeister vom 22.07.2016!  Zum Bezugstext

Hi, vielen Dank für Eure Antworten. Dann ist DN125 ja gar nicht so verkehrt. Ich habe mir die Tage mal die Schichtverzeichnisse der umliegenden Bohrungen angeschaut und für unser Grundstück interpoliert. Ich denke es sieht in etwa so aus wir im Geländeschnitt dargestellt. Demnach würde ich folgenden Brunnenausbau vermuten, was haltet Ihr davon?

Viele Grüße,
Klayman


Hydrogeotest
hydrogeotestgmail.com
(Mailadresse bestätigt)

  23.07.2016

Was für Bodenschichten sind zwischen 5 und 13m?
Brunnenbaumeister
(Mailadresse bestätigt)

  22.07.2016

Du schreibst bis 15m Sand/Kies und danach Ton. Also warum bis 20m bohren? Oder wie ist dein Schichtenverzeichnis zu verstehen?

Für diese kleine Fördermenge sollten 5m Filter locker reichen. 250mm bei einem 125er Ausbau passt.

Eine 4" Pumpe in DN125 ist absolut unproblematisch, da ist gar nichts knapp. Größtenteils werden die 4" Pumpen in DN100 eingebaut, das ist knapp...



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