Energieeffizientes Heizen und Kühlen mit Grundwasser – mit einer Wasseraufbereitungsanlage von FERMANOX®
Fast 90 Prozent des Energiebedarfs eines Haushalts entfallen auf Heizung und Warmwasser. Auch in Gewerbe und Industrie wird ein erheblicher Teil der Primärenergie für die Temperierung von Gebäuden und Prozessen benötigt. Die steigenden Kosten für fossile Energieträger und die hohen CO₂-Emissionen unterstreichen die Notwendigkeit einer möglichst effizienten Energienutzung.
Im Rahmen der kommunalen Wärmeplanung spielt die Nutzung von Grundwasser als nachhaltige Energiequelle eine zunehmend wichtige Rolle. Städte und Gemeinden stehen vor der Herausforderung, langfristig tragfähige Wärmekonzepte zu entwickeln, die sowohl ökologische als auch ökonomische Aspekte berücksichtigen. Die Einbindung von Wasser-Wasser-Wärmepumpen in bestehende oder neu geplante Wärmenetze kann einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung leisten.
Grundwasser stellt eine konstante Temperaturquelle dar und ist damit ideal für den Betrieb von Wärmepumpen geeignet. In Verbindung mit einer FERMANOX®-Wasseraufbereitungsanlage kann dieses Potenzial optimal genutzt werden, um Gebäude nachhaltig zu heizen und zu kühlen.
Die Vorteile:
- Hohe Energieeffizienz durch konstante Wassertemperaturen
- Reduzierung von CO₂-Emissionen und Schonung natürlicher Ressourcen
- Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern und steigenden Energiepreisen
Mit innovativer Wasseraufbereitung und nachhaltiger Technologie ermöglicht FERMANOX® eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Nutzung von Grundwasser zur Wärmeversorgung.
Grundwasser als effizienter Wärmeträger für Heizung und Kühlung
Grundwasser ist eine herausragende Energiequelle für Heiz- und Kühlsysteme, da es das ganze Jahr über mit einer nahezu konstanten Temperatur von etwa 10 °C zur Verfügung steht. Diese Eigenschaft macht es zu einem idealen Wärmeträger für die Gebäudetechnik.
Direkte Kühlung mit Grundwasser – Effizienz ohne Umwege
Wo die Temperatur von 10 °C direkt für Kühlzwecke genutzt werden kann, bietet die Grundwasserkühlung die effizienteste Lösung. Ohne aufwendige mechanische Kältemaschinen lassen sich Gebäude und Maschinen mit minimalem Energieeinsatz klimatisieren – eine besonders nachhaltige und wirtschaftliche Alternative zur herkömmlichen Klimatisierung.
Wärmepumpen – maximale Effizienz durch hohe Quellentemperaturen
Auch für den Heizbetrieb ist Grundwasser hervorragend geeignet. In Kombination mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe kann die gewonnene Energie mit geringem Primärenergieeinsatz auf ein nutzbares Temperaturniveau angehoben werden, beispielsweise auf 35 °C für eine Fußbodenheizung. Hierbei wird das Grundwasser aus einem Förderbrunnen entnommen, in der Wärmepumpe um 4 – 6 °C abgekühlt und über einen Schluckbrunnen in den gleichen Grundwasserleiter zurückgeführt.
Der Vorteil gegenüber anderen Wärmequellen ist signifikant: Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit einer Antriebsleistung von 1 kW kann zusammen mit der Energie aus dem Grundwasser eine Heizleistung von insgesamt 5 kW bereitstellen, was einer hervorragenden Arbeitszahl von 5 entspricht. Zum Vergleich: Luft-Wasser-Wärmepumpen oder Sole-Wasser-Wärmepumpen arbeiten mit niedrigeren Quellentemperaturen, insbesondere im Winter, wodurch ihre Effizienz geringer ausfällt.
Nachhaltige Wärmenutzung mit Grundwasser
Der Einsatz von Grundwasser als Wärmequelle reduziert den Verbrauch fossiler Energieträger erheblich und trägt dazu bei, CO₂-Emissionen zu senken. Zudem sorgt die hohe Effizienz dieser Technologie für niedrige Betriebskosten und langfristige Wirtschaftlichkeit.
Für Gebäude mit entsprechendem Zugang zu Grundwasser bietet diese Technik eine der effizientesten und nachhaltigsten Lösungen zur Wärmeversorgung – sei es für Kühlung im Sommer oder Heizung im Winter.
Bereits in den 1980er Jahren erkannte man das enorme Potenzial der Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Die Nutzung von Grundwasser als Energiequelle bot herausragende Effizienzvorteile, da es ganzjährig mit nahezu konstanter Temperatur zur Verfügung steht. Doch während die Technologie einen Boom erlebte, traten in der Praxis zunehmend Probleme auf:
Herausforderung: Verockerung und Betriebsstörungen
Grundwasser enthält oft gelöstes Eisen und Mangan, die sich bei Kontakt mit Sauerstoff als Ablagerungen in Wärmetauschern und Brunnen niederschlagen. Dies führte zu einer schrittweisen Verschlechterung der Systeme:
- Ablagerungen im Wärmetauscher reduzierten den Wärmeübergang und erhöhten den Energiebedarf.
- Förderbrunnen verstopften durch Verschlammung, wodurch die Wasserentnahme erschwert wurde.
- Schluckbrunnen verloren an Aufnahmekapazität, was im schlimmsten Fall zu einem Überlaufen führte.
Die Lösung: Nachhaltige Wasseraufbereitung mit FERMANOX®
Mit dem innovativen FERMANOX®-Verfahren lassen sich genau diese Probleme dauerhaft vermeiden. Durch eine gezielte unterirdische Wasseraufbereitung werden Eisen, Mangan und andere unerwünschte Stoffe bereits vor der Entnahme aus dem Grundwasser entfernt. Das Ergebnis:
- Betriebssichere Wasser-Wasser-Wärmepumpen ohne Ablagerungen oder Verockerung
- Maximale Effizienz durch gleichbleibend hohe Wärmeübertragungsraten
- Langlebige Brunnenanlagen mit stabiler Förderleistung und zuverlässiger Schluckbrunnenfunktion
Mit dieser Lösung wird die Wasser-Wasser-Wärmepumpe zur optimalen Wahl für eine nachhaltige, effiziente und wirtschaftliche Wärmeversorgung. Dank FERMANOX® lassen sich die Vorteile des Grundwassers voll ausschöpfen – ohne die früheren Betriebsrisiken.
Die unterirdische Enteisenung und Entmanganung (UEE) mit FERMANOX® nutzt die natürlichen Prozesse des Grundwasserleiters, um Eisen und Mangan bereits vor der Förderung zu entfernen. Dadurch wird das Wasser direkt in hoher Qualität bereitgestellt – ohne nachträgliche Filtration oder chemische Behandlung.
Effizienz durch natürliche Prozesse
Im Grundwasser gelöstes Eisen und Mangan sind häufige Herausforderungen bei der Nutzung als Prozess- oder Trinkwasser. Während konventionelle Verfahren eine aufwendige Filtration mit regelmäßiger Rückspülung und Entsorgung von Filterrückständen erfordern, setzt FERMANOX® auf eine nachhaltige, ressourcenschonende Lösung:
- Der natürliche Aufbereitungsprozess wird direkt im Grundwasserleiter aktiviert.
- Eisen- und Mangankonzentrationen werden bereits vor der Förderung auf Trinkwasserniveau gesenkt.
- Ablagerungen und Verockerungen in Brunnen, Pumpen und Rohrleitungen werden effektiv verhindert.
Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit in perfektem Gleichgewicht
FERMANOX® bietet nicht nur eine technisch ausgereifte, sondern auch eine besonders nachhaltige Lösung für die Wasseraufbereitung:
✔ Kein Filtermaterial – Reduzierter Wartungsaufwand und keine Entsorgungskosten.
✔ Kein Abwasser oder Abfall – Umweltfreundlich und ressourcenschonend.
✔ Minimaler Energiebedarf – Besonders wirtschaftlicher Betrieb.
✔ Längere Lebensdauer der Bohrbrunnen – Kein Wartungsaufwand und höhere Betriebssicherheit.
Mit der FERMANOX®-Technologie wird Grundwasser zur idealen Quelle für eine nachhaltige Wasserversorgung – ob für Trinkwasser, industrielle Prozesse oder die effiziente Nutzung in Wärmepumpensystemen.
Die FERMANOX®-Technologie nutzt die natürlichen Prozesse im Grundwasserleiter, um Eisen, Mangan und weitere unerwünschte Stoffe bereits vor der Förderung zu entfernen. Durch die gezielte Einleitung von mit Luftsauerstoff angereichertem Wasser wird ein effektiver Wasseraufbereitungsprozess im Untergrund aktiviert.
Effiziente Wasseraufbereitung durch kontrollierte Oxidation
Im natürlichen Grundwasser sind Eisen und Mangan oft gelöst, da es dort unter reduzierenden Bedingungen vorliegt. Die Einbringung von Sauerstoff erhöht das Redoxpotenzial im unmittelbaren Umfeld des Brunnens und bewirkt eine gezielte Oxidation dieser Stoffe. Dadurch werden sie in eine feste, nicht lösliche Form überführt und an anderer Stelle im Grundwasserleiter dauerhaft abgelagert.
Neben der Entfernung von Eisen und Mangan ermöglicht das FERMANOX®-Verfahren weitere positive Effekte:
✔ Nitrifikation von Ammonium – Reduzierung von Stickstoffverbindungen für eine bessere Wasserqualität.
✔ Abbau organischer Verbindungen – Verringerung leicht oxidierbarer organischer Substanzen.
✔ Reduzierung von Arsen – Bindung und Entfernung kritischer Schadstoffe.
Dynamisches Brunnenmanagement für eine kontinuierliche Aufbereitung
Die unterirdische Enteisenung und Entmanganung erfordert ein Wechselspiel zwischen mindestens zwei Brunnen, die abwechselnd als Förder- oder Infiltrationsbrunnen betrieben werden. Die Größe des Reaktionsraumes um die Brunnen wird durch die Infiltrationsmenge und die geohydraulischen Eigenschaften des Grundwasserleiters bestimmt.
Jede Anlage wird individuell ausgelegt, um eine optimale Wasserqualität bei minimalem Energie- und Wartungsaufwand zu gewährleisten. FERMANOX® bietet damit eine nachhaltige, wirtschaftliche und wartungsarme Alternative zur konventionellen Wasseraufbereitung – frei von chemischen Zusatzstoffen, ohne Filtermaterialien und ohne Abwasserentsorgung.
Mit dieser innovativen Technologie lässt sich Grundwasser in höchster Qualität bereitstellen – ressourcenschonend, effizient und langfristig zuverlässig.
Nachhaltige Wärmeversorgung mit aufbereitetem Grundwasser – Ein Beitrag zur kommunalen Wärmeplanung
ODER –> Kommunale Wärmeplanung mit nachhaltiger Grundwasserwärme – die Rolle der unterirdischen Wasseraufbereitung
Die Wärmeversorgung in Deutschland macht mehr als 50 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs aus und verursacht einen erheblichen Anteil der CO₂-Emissionen. Derzeit stammen rund 80 Prozent der Wärme aus fossilen Brennstoffen wie Gas und Öl (BMWK, 2024). Um diesen Anteil zu reduzieren, wurde mit dem Wärmeplanungsgesetz eine gesetzliche Grundlage geschaffen, um eine flächendeckende, systematische Wärmeplanung einzuführen. Ziel ist es, die Wärmeversorgung schrittweise auf erneuerbare Energien oder unvermeidbare Abwärme umzustellen und langfristig Planungssicherheit für Wärmenetzbetreiber, Gewerbe- und Industriebetriebe sowie Gebäudeeigentümer zu schaffen (Deutscher Bundestag, 2023).
Grundwasser als Energiequelle für die Wärmeplanung
In diesem Kontext spielt Grundwasser als effizienter und nachhaltiger Wärmeträger eine zentrale Rolle. Mit einer fast konstanten Temperatur von etwa 10 °C bietet es eine ideale Energiequelle für Wärmepumpensysteme, die mit geringem Primärenergieeinsatz hohe Heizleistungen erzeugen können (Fraunhofer IEG, 2022). Zudem ermöglicht die direkte Kühlung mit Grundwasser in Gewerbe und Industrie eine äußerst energieeffiziente Alternative zu herkömmlichen Kühlsystemen.
Die Herausforderung: Wasserqualität und Betriebssicherheit
Trotz der vielen Vorteile war der Einsatz von Grundwasserwärmepumpen in der Vergangenheit oft mit technischen Problemen verbunden. Hohe Eisen- und Mangankonzentrationen im Rohwasser führten zu Ablagerungen und Verockerungen in Brunnen, Wärmetauschern und Rohrleitungen. Diese Betriebsrisiken erschwerten die breite Anwendung dieser nachhaltigen Technologie (DVGW, 2023).
FERMANOX® – Die Lösung für eine nachhaltige Wärmeversorgung
Mit dem FERMANOX®-Verfahren steht eine bewährte Lösung zur Verfügung, um Grundwasser effizient für die kommunale Wärmeversorgung nutzbar zu machen. Die unterirdische Enteisenung und Entmanganung (UEE) entfernt bereits im Grundwasserleiter Eisen- und Manganbestandteile durch natürliche Prozesse, bevor das Wasser überhaupt gefördert wird. Dies führt zu mehreren entscheidenden Vorteilen:
- Hohe Betriebssicherheit durch reduzierte Ablagerungen
- Geringere Wartungskosten und längere Lebensdauer der Brunnen
- Nachhaltigkeit durch Vermeidung von Filtermaterialien und chemischen Zusätzen
- Maximale Energieeffizienz durch saubere Wärmetauscher und konstante Wasserqualität
Fazit: FERMANOX® als Schlüsseltechnologie für die kommunale Wärmeplanung
Die Umsetzung des Wärmeplanungsgesetzes erfordert skalierbare, effiziente und klimafreundliche Wärmelösungen. Grundwasser ist hierfür eine zukunftsfähige Ressource, die mit einer FERMANOX®-Wasseraufbereitungsanlage zuverlässig nutzbar gemacht werden kann. Die Kombination aus nachhaltiger Wasseraufbereitung und effizienter Wärmenutzung ermöglicht es, fossile Brennstoffe in der Wärmeversorgung Schritt für Schritt zu ersetzen und einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung der Wärmenetze zu leisten.
Das FERMANOX®-Wasseraufbereitungsverfahren garantiert eisen-, mangan- und ammoiumfreies Wasser – direkt aus dem Brunnen. Das ideale Verfahren zum Heizen & Kühlen!
FERMANOX® – Pionier und Marktführer für unterirdische Wasseraufbereitung
Seit mehr als vier Jahrzehnten steht FERMANOX® für innovative und nachhaltige Wasseraufbereitungslösungen. Als Pionier und Marktführer im Bereich der unterirdischen Enteisenung und Entmanganung verfügt das Unternehmen über tiefgehendes Know-how zur hydrogeologischen und wasserchemischen Analyse sowie zur optimalen Auslegung von Wasseraufbereitungsanlagen.
Bewährte Technologie mit jahrzehntelanger Betriebssicherheit
Bereits 1983 wurde die erste FERMANOX®-Anlage in Betrieb genommen – mit beeindruckendem Erfolg. Das behandelte Grundwasser enthielt ursprünglich 6,7 mg/l Eisen, das 33,5-fache des heutigen Grenzwertes der Trinkwasserverordnung. Trotz dieser extremen Ausgangsbedingungen läuft die Anlage bis heute störungsfrei, und das bei einem Bohrbrunnen, der inzwischen über 60 Jahre alt ist.
Nachhaltigkeit und Effizienz in der Praxis
Mit über 10.000 erfolgreich installierten Anlagen weltweit hat FERMANOX® bewiesen, dass eine zuverlässige und wartungsarme Wasseraufbereitung ohne aufwendige Filtertechnik möglich ist. Die unterirdische Aufbereitungstechnik sorgt für dauerhaft hohe Wasserqualität und schützt gleichzeitig Brunnen, Pumpen und Rohrleitungen vor Ablagerungen und Verockerung. Ob Trinkwasserversorgung, industrielle Prozesse oder die Nutzung von Grundwasser als Energiequelle – FERMANOX® steht für eine ressourcenschonende, wirtschaftliche und zukunftssichere Lösung in der Wasseraufbereitung.
Ein entscheidender Schritt bei dem Neubau oder der Modernisierung ist die verfahrenstechnische Planung der Wasseraufbereitung. Für die Verfahrensauswahl zwischen oberirdischer und unterirdischer Enteisenung und Entmanganung lohnt sich ein Vergleich beider Alternativen anhand von Effizienz und Wirtschaftlichkeit.
Vergleicht man eine unterirdische Enteisenung und Entmanganung mit einem offenen Kiesfilter ohne Zusatzstoffe (d.h. ohne Aufhärtung oder Zudosierung von Hilfsstoffen etc.), ergibt sich qualitativ folgendes Bild:
- Konzeptvergleich FERMANOX im Vergleich zum Kiesfilterverfahren
