Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe bedient sich der Wärmeenergie des Grundwassers.

Anders als bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe, welche als Quellenmedium die Umgebungsluft als thermische Energiequelle nutzt, stellt Grundwasser das ganze Jahr über eine fast gleichbleibende Quellentemperatur zwischen 8°C und bis zu 14°C bereit.

Zur Erschließung der Wärmequelle Grundwasser werden zwei Grundwasserbrunnen benötigt.

Der Förderbrunnen oder auch Saugbrunnen genannt, dient der Grundwassernentnahme.
 

Eine im Förderbrunnen installierte Tiefbrunnenpumpe, pumpt das warme Grundwasser, über eine Förderleitung zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe im Installationsraum des Wohngebäude.
 

Innerhalb der Wärmepumpe durchströmt das Grundwasser einen Plattenwärmetauscher (Primärkreislauf) und überträgt seine Wärmeenergie über den Plattenwärmetauscher auf die Wärmeträgerflüssigkeit (Sekundärkreislauf) und stellt diese der Wärmepumpe bereit.

Die Wärmepumpe erzeugt durch das Zusammenspiel aus Kältemittel, Verdampfer, Verdichter und Expansionsventil, aus der bereitgestellten thermischen Grundwasser-Wärmeenergie, die geforderte Vorlauftemperatur zum Heizen.

Nach dem thermischen Energieentzug wird das Kältemittel abgekühlt und an den Plattenwärmetauscher (Sekundärseitig) zurück geführt. Es nimmt erneut Wärmeenergie vom Primärkreislauf auf und kühlt gleichzeitig das durch den Primärkreis des Wärmetauschers strömende Grundwasser um ein Delta T (ΔT) ab (Temperaturspreizung).

Das abgekühlte Grundwasser wird anschließend dem Grundwasserleiter über einen Schluckbrunnen und Schluckleitung wieder zugeführt.

Eine geothermische Brunnenanlage muss dem Standort und dessen Grundwasserfließrichtung, Grundwasserentnahmemenge, Grundwasserwiedereinleitung und geologischen Verhältnissen entsprechend geplant werden und errichtet werden.
 

Um einen thermischen Grundwasserkurzschluss zu vermeiden, gilt es den Schluckbrunnen mit einem Abstand von min. 10-15m in Grundwasserfließrichtung hinter den Förderbrunnen zu planen.

Somit soll vermieden werden, dass das warme Grundwasser durch die Wiedereinleitung von abgekühltem Grundwasser aus der Wärmepumpe in seiner thermischen Energie negativ beeinflusst wird und durch den Förderbrunnen kein abgekühltes Grundwasser zur Wärmepumpe gefördert wird.

In der folgenden schematsichen Darstellung fließt das Grundwasser von rechts nach links. Dem entsprechend ist der Förderbrunnen rechts- und der Schluckbrunnen links angeordent.