Post on 24-Jun-2022
von
Geothermie in öffentlichen Gebäuden- ein positiver Beitrag zur Wärmewende
Dipl.-Ing. Christian Lumm 18.11.2019
Grundlagen zu Geothermie
2Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Wärmepumpen-Prinzip
3Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Prinzipschema
4Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Übersicht Wärmequellensysteme
Erdwärmesonden
5Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Flächenkollektoren Brunnenanlagen
Heizen und Kühlen
• Heizen mit WP im Winter
• Abkühlen des Untergrundes
• Freie Kühlung im Sommer
• Eintrag bzw. Regeneration des Untergrundes
• Amortisationszeit sinkt
• Hocheffizientes System
• Kühlung als „Extra“ dazu
• „Untergrundspeicher“
• Muss nicht extra gebaut werden
6Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Rechtliche Grundlagen
7Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Rechtliche Grundlagen
• Lagerstättengesetz
• alle Bohrungen sind 2 Wochen vor Beginn anzuzeigen
• Mitteilung der Bohrergebnisse
• Bundesberggesetz
• Erdwärme ist ein „bergfreier Bodenschatz“
• Nutzung von Erdwärme in einem Grundstück
• Anzeige von Bohrungen >100m
• Wasserhaushaltsgesetz
• Erdwärmesonden bedürfen grundsätzlich einer wasserrechtlichen Erlaubnis
• Standortaufsuchungsgesetz
• gilt für alle Bohrungen >100m
8Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
LagerstG BBergG
WHG StandAG
Planungsphasen
9Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Planungsphasen orientieren sich an der HOAI
10Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
7 Schritte zur Erdwärme
11Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
möglicher Abbruch, da nicht
machbar
möglicher Abbruch, da ungünstige
Untergrundbedingungen
7 Anlage überwachen
2 Untergrund bewerten
5 Testarbeiten
3 Machbarkeit betrachten
1 Energiebedarf ermitteln
4 Anlage planen
6 Anlage errichten
Praxisbeispiel INeubau Verwaltungsgebäude Königs Wusterhausen
12Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Neubau Verwaltungsgebäude Königs Wusterhausen
• Neubaugebäude und z.T. Sanierung
• Jahresheizbedarf: 155 MWh/a
• Jahreskühlbedarf: 41 MWh/a
• Heizleistung der WP: 44 kW
• 20 Erdwärmesonden á 100m
• Aufgrund einer benachbarten
Geothermieanlage war die Erstellung eines 3D-
Modells notwendig, um die gegenseitige
nachbarschaftliche Beeinflussung zu prüfen
13Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Geothermische Testarbeiten zur Bestimmung der standortabhängigen Untergrundeigenschaften
14Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Ergebnisse des TRT
ungestörte Untergrundtemperatur Tmittel 10,7 °C
effektive Wärmeleitfähigkeit λ* 2,4 W/m,K
thermischer Bohrlochwiderstand Rb 0,08 K/W/m
Sondenlänge (berechnet aus TRT) lTRT 101 m
Dimensionierung der Anlagen mittels Fachsoftware
15Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Unterschiedlicher Anlagenbetrieb Heizen vs. Heizen/Kühlen
• unterschiedlicher Betrieb von
Geothermieanlagen möglich
• ausschließlich Heizen vs.
Heizen/Kühlen
16Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
17Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Herstellung der Erdwärmesonden
18Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Praxisbeispiel IINeu- und Erweiterungsbauten Berliner Schulen
19Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Zahlreiche Projekte in den letzten Jahren
20
Grundschule am Buntzelberg, Berlin
• Jahresheizbedarf: 91 MWh/a
• Heizleistung der WP: 65 kW
• 12 Erdwärmesonden á 99m
• Fläche komplett mit überbaut
21Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Planung und Durchführung des Bauablaufs
• Durchführung der Bohrungen und horizontalen Anbindung
nach Außenfertigstellung Schule
22Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Praxisbeispiel IIISeniorenzentrum Mittenwalde
23Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Seniorenzentrum Mittenwalde
• Jahresheizbedarf: 260 MWh/a
• Heizleistung der WP: 60 kW
• Jahreskühlbedarf: 75 MWh/a
• Kühlleistung (passiv): 90 kW
• 22 Erdwärmesonden á 100m
• Bivalentes System bestehend aus Nahwärme,
Gasbrennwertgerät, Wärmepumpe
24Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Bivalente Wärmeerzeugung
25Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
• Einbindung von Geothermie in komplexe Wärmeerzeugeranlagen möglich
• gezielte Steuerung der Anlagen notwendig
• Monitoring im laufenden Betrieb zum Abgleich von Soll- und Ist-Zustand
Monitoring
• Nachweis über den
korrekten Anlagenbetrieb
über Messung der
Untergrundtemperaturen
im An- und
Abstrombereich des
Geothermiefeldes
26Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Monitoring als wichtiges Messinstrument für den Anlagenbetrieb
27Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
Positives Fazit
28Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen
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