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 Grundlegendes

 

Unter den Erneuerbaren Energien gewinnen geothermische Nutzungen zunehmend an Bedeutung. Angesichts steigender Energiepreise und drohendem Klimawandel hat sich die Erdwärmenutzung zur wirtschaftlichen Alternative zu herkömmlichen Heiz- und Kühltechnologien entwickelt. Im Gegensatz zu anderen regenerativen Energien wie Windkraft oder Solarenergie ist Erndwärme jederzeit verfügbar, eine Grundlastversorgung ist also stets gewährleistet.

Formen geothermischer Nutzung:

  • Oberflächennahe Geothermie bis ca. 400 m Tiefe zum Heizen, Kühlen, Speichern
  • Tiefe Geothermie ab 400 m Tiefe zum Heizen, zur Stromerzeugung und für balneologische Zwecke

Geothermische Energie wird genutzt zu:

  • Gebäudeklimatisierung (Heizen/Kühlen)
  • Warmwasserbereitung (Haushalt, Industrie)
  • Gewinnung von Prozesswärme/-kälte (Industrie)
  • Speicherung von Wärme/Kälte (Haushalt, Industrie)
  • Stromerzeugung

Oberflächennahe Geothermie

Die Nutzung der oberflächennahen Geothermie erfolgt zumeist über erdgekoppelte Wärmepumpen, die zum Heizen oder Kühlen eingesetzt werden. Diese bringen die Temperatur aus der Erde auf das im Haus benötigte Niveau. Eine Kühlung kann auch direkt ohne Wärmepumpe erfolgen (free cooling). Bei fachgerechter Planung, korrekte Auslegung und qualifizierter Ausführung macht sich der Invest in wenigen Jahren bezahlt.

Wir unterstützen Ihr Geothermieprojekt von der Planung bis zur Ausführung der Anlage.

Bild Geysir

Bildquelle: Wikipedia

Bild Standortbewertung Bild Standortbewertung
Bild Bohrung Erdwärmesonde Bild Erdwärmesonde

 

Grundwasserbrunnen

Bei diesen Systemen wird das Grundwasser mit einem oder mehreren Förderbrunnen aus dem Untergrund gepumpt, direkt der Wärmepumpe zugeführt und zum Heizen und/oder Kühlen verwendet. Das von der Wärmepumpe abgekühlte oder erwärmte Grundwasser wird sodann über einen oder mehrere Schluckbrunnen in den Grundwasserleiter zurückgeleitet. An geeigneten Standorten ist die energetische Effizienz dieser sogenannten offenen Systeme bei vergleichbarem Invest deutlich höher als bei geschlossenen Systemen (s.u.). Auch ist der Platzbedarf deutlich geringer. Vorraussetzung für offene Systeme sind geeignete hydrogeologische und hydrochemische Randbedingungen. Diese sind im Rahmen einer Standortbewertung genauer zu untersuchen.

Im Rahmen der Standorterkundung sind die geohydraulischen Eigenschaften des Grundwasserleiters zu ermitteln. Die realisierbare Wärmeleistung und die Temperaturveränderung des Grundwasserleiters (Kälte-/Wärmefahne) werden mit Spezial-Softwareprogrammen berechnet. In unserem Büro wird die Software Modflow/PMWIN in Verbindung mit SHEMAT hierzu eingesetzt.

Bild Brunnenstube Bild Brunnenstube

Erdwärmesonden, Kollektoren, Energiekörbe

Bei diesen sogenannten geschlossenen Systemen wird die Erdwärme indirekt über ein Trägermedium (Sole) aus dem Untergrund entnommen bzw. eingespeichert. Die energetische Effizienz hängt v.a. von den natürlichen Untergrundeigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, Wärmespeichervermögen, Grundwasserfluss) ab. Entscheidend für die langfristige Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der Anlage sind die richtige Auswahl des Anlagentyps sowie die korrekte Auslegung des Wärmetauschers und der Wärmepumpe.

Bei größeren Anlagen (lt. VDI 4640 ab 30 kW) werden die geothermischen Untergrundeigenschaften meist über einen Geothermal Response Test (GRT) ermittelt. Die Auslegung erfolgt über Spezial-Software (z.B. Earth Energy Designer, EED oder TRNSYS). Der thermische Einfluss auf den Grundwasserleiter ist über eine Wärmetransport-Berechungen nachzuweisen. In unserem Büro wird dafür die Software SHEMAT (V 7.1) eingesetzt.

Bild Einbau Sonde
 

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