1© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
Geothermie:
Chancen für
Morgen. Seite 4
Geo-En Sondentechnologie
für höchste Leistung aus nur
einem Bohrloch . Seite 16
Die Lösung für die Innenstadt:
hohe Leistung und Effizienz für
maximale Einsparungen. Seite 28 Geo-En Technologie
2© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
Inhalt
1. Einleitung Geothermie
2. Systemtechnologie
3. Projektbeispiel
4. Geo-En Produkte und Dienstleistungen
3© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
1. Einleitung Geothermie
Geothermische Energie
Aufbau eines geothermischen Systems
Planungsgrundsätze
Was macht ein Geo-En System aus?
Wirtschaftlichkeit
4© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
1. Geothermische Energie
Mit zunehmender Tiefe erhöht sich die Erdtemperatur um
3° C / 100 m
Das Innere der Erde ist eine unerschöpfliche Energiezentrale
die den weltweiten Energiebedarf um ein Vielfaches abdecken
könnte
Mit einer Wärmepumpe ist es bereits ab Tiefen von 15m
wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll, größere Gebäude
geothermisch zu Heizen ...
… und zu Kühlen
im Gegensatz zu anderen regenerativen Energien wie Wind-
oder Solarenergie ….
… ist Geothermische Energie immer verfügbar. Ideal für die
Bereitstellung von Grundlastenergie…
Im Inneren der Erde herrschen
Temperaturen von über 6.000° C
99% der Erdmasse ist heißer als
1.000° C
Geothermische Energie ist immer
verfügbar
4Geo-En Technologie
5© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
Wärmepumpe
Gebäudeverteilung
Wärme/Kälte
Geo-En
SondeWärme
pumpe
Optimales Gesamtsystem
Für einen möglichst niedrigen Energieverbrauch
und möglichst niedrige Emissionen müssen alle
Systemkomponenten sorgfältig aufeinander
abgestimmt sein.
Gebäude mit
Heizungs- und
Kühlungs-
verteilungssystem
1. Aufbau eines Geothermischen Systems
Geo-En Sonde
System-
steuerung
© 2009, Geo-En GmbH, Berlin
6© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
1. Sorgfältige Planung reduziert Emissionen
und Energieverbrauch
Planungsgrundsätze
Die Wärmepumpe braucht elektrische Energie um die Temperatur einer
Wärmeträgerflüssigkeit, Wasser oder Sole (frostgeschützte Flüssigkeit),
mit Erdtemperatur auf das Temperaturniveau der Heizung anzuheben.
Temperaturunterschied : je kleiner, desto niedriger der
Energieverbrauch der Wärmepumpe
Moderne Gebäudeheizungen arbeiten mit Vorlauftemperaturen von 28-38°C
Offene Geothermiequellen (Grundwasser) » Quellentemp: 8 bis 12°C
Geschlossene Geothermiequellen » Quellentemp: - 4 bis 4°C
Für ein modernes Gebäude muss die Wärmepumpe folgende
Temperaturdifferenz (ΔT) überbrücken:
16-30°C im Falle eines offenen Geothermiesystems
24-40°C im Falle eines geschlossenen Geothermiesystems
Eine effiziente geothermische Heizung
spart Energie und reduziert gleichzeitig
CO2 Emissionen
Die Wassertemperatur der gebäude-
seitigen Heizungsverteilung sollte so
niedrig wie möglich sein.
Die Geothermiequelle sollte eine
möglichst hohe Temperatur liefern.
Temperatur Heizung
Temp.
Geothermiequelle
Ideales System ΔT
7© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
1. Bedeutung der Geothermiequelle für
Energie Einsparung und Emissionen
Für einen geringen Energieverbrauch des Geothermiesystems sollte die
Temperatur der Geothermiequelle dauerhaft so hoch wie möglich sein.
Eine hohe Temperatur der Geothermiequelle ermöglicht den Betrieb einer
Wärmepumpe mit höherer COP bzw. Leistungszahl, was eine deutliche
Reduzierung des Strombedarfs und der Betriebskosten bedeutet.
Geo-En Integralsonde
Patentiertes System mit 5-30 mal höherer
Energieausbeute aus einem Bohrloch bei ca.
10°C höheren Quelltemperaturen
8© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
1. Was macht ein Geo-En System aus?
Typisches Geo-En System
Sehr hohe Leistung pro Bohrung
(bis zu 25-fach), ideal für die Innenstadt
bzw. große Bauvorhaben.
Aufwändiges Engineering
Sehr hohe Effizienz
Leistungen ab 30 kW
Konventionelles Geothermiesystem
Die Mehrzahl der Geothermiesysteme sind
Kleinanlagen um 10 kW für Einfamilienhäuser
mit relativ großem Grundstück im Verhältnis
zur Wohnfläche.
Beispiel
Geo-En System in der
Berliner Innenstadt,
monovalent, mit 120 kW
Heizleistung und 100 kW
Kühlleistung aus einer
Bohrung.
Wohnfläche 2.850 m²
Baujahr: 2009/2010
Einsparungen gegenüber
Pellets + Klimaanlage: 52%
Erdgas + Klimaanlage: 57%
© 2009, Geo-En GmbH, Berlin 8Geo-En Technologie
9© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
1. Was macht ein Geo-En System aus?
Geringer Platzbedarf, Flexibilität
Platzverhältnisse und Bausubstanz in der Innenstadt fordern
flexible, kompakte Lösungen. Sei es im Hinterhof eines
Altbaus oder unter der Tiefgarage eines Neubaus.
Freie Dachgestaltung
Freie Dachgestaltung und ausreichende Kühlung: bis jetzt widersprüchliche
Anforderungen großer Gebäude in der Innenstadt. Die Lösung: Eine Geo-En Anlage
führt die bei der Kompressionskühlung freigesetzte Wärme ins Erdreich ab.
Der doppelte Nutzen: Das Dach bleibt frei und die großen Kältemaschinen
verrichten ihren Dienst lautlos im Keller. Abb: Geo-En Anlagen in der HafenCity, Hamburg, und Dresden (Altbau)
Geo-En Technologie 9© 2009, Geo-En GmbH, Berlin
10© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
1. Was macht ein Geo-En System aus?
Niedrige Betriebskosten, niedrige Emissionen
Eine Geo-En Anlage bezieht den größten Teil der Energie zum Heizen
oder Kühlen aus der Erde. Die exakten Einsparungen sind abhängig
von der Auslegung der Haustechnik, den Energiepreisen vor Ort und
den geologischen Gegebenheiten. Gerne unterbreiten wir Ihnen ein
maßgeschneidertes Angebot.
Grafik:
Einsparung der Energiekosten für ein Hochhaus in der HafenCity,
Hamburg.
Beispiel: Mehrfamilienhaus Berlin, 2.850 m²
Monovalentes Geothermiesystem mit 2 Wärmepumpen und einer
Bohrung, 45m tief.
Die Anlage versorgt das Haus mit 23 Wohneinheiten zu 100 % mit Wärme
für Heizung und Warmwasser sowie mit Direktkühlung für eine
angenehme Klimatisierung im Sommer.
10
© 2
009
, Geo
-En
Gm
bH
, Ber
lin
53%
37%
100% 100%
Geo-En Heiz- und Kühlanlage
Erdgas + Klimaanlage
CO2 Emissionen Energiekosten Geo-En Technologie
Projizierte Energiekosten pro Jahr für Heizung, Warmwasser + Kühlung gemäß Energiebedarfsberechnung
nach EnEv. Angaben ohne Gewähr. Kosten für das gesamte Gebäude inkl. 19% MwSt. Stand: Juni 2009
System
+ Kühlung + Kühlung
Heizung
Strom Wärmepumpe 12,30 Ct/kWh 6.326 Euro
Erdgas 5,30 Ct/kWh 11.778 Euro
Pellets (22 Ct/Kg) 4,64 Ct/kWh 10.322 Euro
Heizung Gesamt 6.326 Euro 10.322 Euro 11.778 Euro
Kühlung
Strom Wärmepumpe 12,30 Ct/kWh 384 Euro
Strom Normaltarif 19,00 Ct/kWh 3.800 Euro 3.800 Euro
Kühlung gesamt 384 Euro 3.800 Euro 3.800 Euro
Energiekosten gesamt 6.710 Euro 14.122 Euro 15.578 Euro
Geo-En Pellets Erdgas
11© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
1. Energieverbrauch eines Geo-En Systems nur 20-25%
Konventionelle Heizungssysteme brauchen zum Betrieb mehr Energie als sie als Nutzwärme erzeugen. Physikalisch ist es unmöglich, Wärme ohne Verlust zu produzieren.
Geo-En Systeme verbrauchen deutlich
weniger (elektrische) Energie. Der über-
wiegende Teil kommt aus der Erde.
Wärme- und Kältebedarf und die dafür benötigten Energiemengen für ein
typisches Bürogebäude im Laufe eines Jahres.
0
5
10
15
20
25
Th
erm
isch
e E
ne
rgie
(M
Wh
)
Wärmebedarf
Kältebedarf
Energiebedarf konventionell
Energiebedarf Geothermie
Jan Feb Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Dez
12© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Technologie
Geothermiesysteme -Übersicht-
Erdsonden
Saug- Schluckbrunnen
Geo-En Integralsonde
Geo-En Aktivsonde
Systemvergleich
13© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Geothermie Systeme - Übersicht -
Relevante Systeme für Gebäudeheizung und -Kühlung sind:
Geschlossene Systeme
Geo-En Aktivsonde
Erdsonde
Energiepfähle (Gebäudefundamente)
Horizontale Kollektoren
Offene Systeme
Geo-En Integralsonde, 1 Bohrloch
Saug- Schluckbrunnen, 2 Bohrlöcher
SCW (Standing Column Well) hauptsächlich USA, Süd Korea
Geschlossene Systeme zirkulieren eine Flüssigkeit (Wasser oder
Sole) in einem geschlossenen Rohrsystem zwischen Erdreich und
Wärmepumpe.
Offene Systeme zirkulieren Grundwasser aus der Erde zur Wärme-
pumpe und zurück.
Warum Geothermie?
Der Energieverbrauch einer geo-
thermischen Wärmepumpe ist
niedriger als der Energieverbrauch
einer Luftwärmepumpe:
Im Winter, wenn die Außentemperatur
niedrig ist, ist die Erdtemperatur hoch im
Vergleich zur Lufttemperatur.
Im Sommer, wenn die Außentemperatur
hoch ist, ist die Erdtemperatur niedrig im
Vergleich zur Lufttemperatur.
Geo-En System (offen) Erdsonden (geschlossen)
14© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Erdsonde (geschlossenes System)
Typisches
Erdsonden System7 vertikale, U-förmige Erdsonden
Leistung: 30 kW Heiz-/Kühllast
Vorteile Erdsonden
+ fast überall einsetzbar
+ wartungsfrei
Nachteile Erdsonden
- niedrige Temp. der Wärmequelle
- geringe Kapazität pro Bohrung
- hoher Preis (für große Systeme)
- großes Grundstück notwendig
Heizungssystem
Temp. 35°C
Geothermiequelle
Temp. 0°C
35°C
Sehr hoher Tempe-
raturgradient (10° C)Sole - PE - Bentonit - Erde
ErdsondeDetailansicht
Effizienz und CO2 Reduzierung nur
mäßig wegen der niedrigen Temp.
des Erdsondensystems
5°C
-5° C
So
le*
PE R
oh
r
Fü
llm
itte
l (B
en
ton
it)
Erd
e
* Sole = frostgeschützte
Flüssigkeit
15© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Saug- Schluckbrunnen (offenes System, auch Dublette genannt)
Saug- Schluckbrunnen
Vorteile
+ hohe Quellentemperaturen
+ relativ niedrige Investition
Nachteile
- Brunnenwartung notwendig
- Geologie: benötigt Aquifer
(Grundwasserleiter)
- anfällig für schwankende Wasserqualität
(z. B. Verockerung)
- Grundwasserpegelschwankungen
Typische Saug-
Schluckbrunnen Anlage2 vertikale Brunnen
(1 saug / 1 schluck)
ab 30 kW Heiz- bzw. Kühllast
Effizienz und CO2 Reduzierung hoch wegen
der hohen Quellentemp. dieses Systems
Heizungssystem
Temp. 35°C
Geothermiequelle
Temp. 10°C
25°C
16© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Geo-En Integralsonde(offenes System)
Geo-En Integralsonde
Vorteile
+ sehr hohe Kapazität pro Bohrung
+ geringer Platzbedarf
+ hohe Temperatur der Geoquelle
Nachteile
- Geologie: benötigt Aquifer
(Grundwasserleiter)
- aufgrund von Regulierungen nicht immer
realisierbar
Geo-En’s patentierte Integralsonde
benötigt nur eine Bohrung. Sie bietet
nahezu identische energetische Werte
wie ein Saug- Schluckbrunnen auf
wesentlich kleinerem Raum, ohne
Anfälligkeit für Grundwasser
Reaktionen wie z. B. Verockerung.
Effizienz, CO2 Reduzierung hoch wegen hoher
Temperatur dieses Geo-En Systems
Heizungssystem
Temp. 35°C
Geothermiequelle
Temp. 10°C
25°C
Geo-En Integralsonde
1 integrierte, vertikale Quelle in
einer Bohrung = weniger Platzbedarf
Kapazität: >30 kW Heiz- bzw. Kühllast
17© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Geo-En Integralsonde
Ein patentiertes, offenes geothermisches System das Grundwasser
durch eine Wärmepumpe zirkuliert.
Die Geo-En Integralsonde saugt am Fuß der
Bohrung über eine lange Filterstrecke
Grundwasser aus tief gelegenen Erdformationen
an und fördert es durch ein isoliertes
Thermorohr zur Wärmepumpe.
Diese entnimmt dem Grundwasser
Wärmeenergie indem sie es um 3-5°C abkühlt
und auf die Heizungstemperatur hochverdichtet.
Das abgekühlte Grundwasser wird durch die
Diffusorstrecke wieder in den Grundwasserleiter
zurückgeführt und dort gleichmäßig durch die
vorhanden Erdwärme erwärmt.
Abgekühltes Wasser fließt von der
Wärmepumpe zurück zum Diffusor.
Von dort sickert es gleichmäßig und
mit niedriger Fließgeschwindigkeit
zurück in die Erde und nimmt deren
thermische Energie auf.
Warmes Grundwasser wird durch die
Filterstrecke angesaugt und nach
oben zur Wärmepumpe transportiert.
18© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Geo-En Aktivsonde(geschlossenes System)
Typisches Geo-En Aktivsonden System
mehrere integrierte vertikale Quellen, wenig Platz, hohe Leistung:
>30 kW Heiz- / Kühllast pro Bohrung
Geo-En Aktivsonde
Vorteile
+ Sehr hohe thermische Kapazität pro
Bohrung
+ geringer Platzbedarf
+ hohe Temp. Geothermiequelle
Nachteile
- Geologie: Benötigt Aquifer
(Grundwasserleiter)
Die Geo-En Aktivsonde
kombiniert Elemente von offenen und geschlossenen Systemen. Dieses patentierte
System ist die ideale Lösung für grundwasserreiche Gebiete mit einer
problematischen Geologie, wo z. B. kein Grundwasser an die Oberfläche gefördert
werden darf oder chemische Reaktionen auftreten können (Verockerung).
Heizungssystem
Temp. 35°C
Geothermiequelle
Temp. 8-9°C
26 - 27°C
Effizienz und CO2 Reduzierung hoch wegen
der hohen Temp. der Geo-En Aktivsonde
© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935
19© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Geo-En Aktivsonde
Kombination offener und geschlossener geothermischer Systeme
mit aktiver Grundwasserzirkulation. Es wird kein Grundwasser nach
oben gefördert.
Die Geo-En Aktivsonde arbeitet mit zwei
Kreislaufsystemen, die energetisch in Kontakt
stehen.
Am Fuß der Bohrung saugt eine Pumpe über
eine lange Filterstrecke Grundwasser aus tief
gelegenen Erdformationen an und führt es
entlang einem Wärmetauscher im Aktivsonden-
modul.
Hier wird Wärme mit dem zweiten Kreislauf-
system ausgetauscht. Anschließend wird das
Grundwasser in der darüber liegenden Diffusor-
strecke wieder in den Grundwasserleiter
zurückgeführt.
Hohe Effizienz: Die hohe Wassertemperatur
führt zu einem niedrigen Energieverbrauch der
Anlage.
Kaltes Wasser, abgekühlt durch den
Wärmetauscher, strömt durch den
Diffusor zurück in die Erde. Dort sickert
es langsam und gleichmäßig nach
unten und wird wieder aufgewärmt.
Dieser Kreislauf gewähreistet eine
maximale Energieaufnahme aus einem
großen Bereich um die Bohrung
herum.
Warmes Grundwasser wird durch den
Filter nach oben zum Wärmetauscher im
Aktivsondenmodul gepumpt. Dort gibt
es seine Wärme ab.
20© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
System:
Entzugsleistung / Effizienz
Geringer Flächenbedarf
Resistenz Verockerung
Erdsonden Aktivsonde / Integralsonde (Saug + Schluckbrunnen)
Geo-En Dublette
2. Vergleich Geothermie-Systeme
Geo-En/Dublette, 10° C
Heizungstemp. 35° C
Erdsonden, Temp. 0° C
Temp.-Differenz
© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935
21© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
Leistungsfähigkeit
auch für Geologien in denen nicht
ausreichend wasserführende Lockergesteine
vorliegen.
Bohrtiefen in der Regel von 500 bis 2.000
Meter.
Durch die Zirkulation von Wasser an einer
offenen Bohrwand ist die thermische
Anbindung dieses Systems sehr gut.
Der Ausbau mit einem Spezialrohrsystem
und einer stabilisierenden Ringraumfüllung
schützt gegen Verschmutzung durch Einfall
der Bohrlochwand und sich lösende
Sedimente und sorgt für Langzeitstabilität.
2. Geo-En Koaxialsonde(Festgesteinslösung / Tiefenlösung)
Geo-En Koaxialsonde
Vorteile
+ Sehr hohe thermische Kapazität pro
Bohrung
+ geringer Platzbedarf
+ hohe Temp. Geothermiequelle
Nachteil
- Hohe Investitionskosten
- Direktkühlung nicht immer möglich
Heizungssystem
Temp. 35°C
Geothermiequelle
Temp. 12-30°C
5 - 33°C
22© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
Die Geo-En Koxialsonde verfügt über einen mit
einem porösen Medium gefüllten Ringraum für
eine dauerhafte Stabilisierung der Bohrlochwand.
Die Durchlässigkeit der Gesteinsporen sowie den
durchteuften Rissen und Klüften vergrößern die
effektive Wärmetauscherfläche und
bewerkstelligen eine Erhöhung der Effektivität
dieses Erdwärmetauschers.
Hohe Effizienz: Die hohe Wassertemperatur
führt zu einem niedrigen Energieverbrauch der
Anlage.
2. Geo-En Koaxialsonde(Festgesteinslösung / Tiefenlösung)
Wasser zirkuliert an der offenen Bohrungswand nach
unten und nimmt dabei thermische Energie auf.
Durch eine poröse Füllung wird die Bohrungswand der
Koaxialsonde dauerhaft stabilisiert.
23© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
2. Geo-En Quelle: mechanischer Aufbau
Merkmale
Immer zugänglich, z.B. für
Wartung oder Tausch eines
defekten mechanisches Teiles
wie der Zirkulationspumpe
Kann auch unterhalb eines
Gebäudes, z.B. unterhalb einer
Tiefgarage, platziert werden
Filter- und Diffusorstrecke aus
Edelstahl
Ausbau der Bohrung mit
Glaskugeln für gleichmäßige
Strömungsverhältnisse
Brunnenschacht
Zirkulationspumpe
Zuleitungen
Filterstrecke
Wärmetauscher
Die Geo-En Aktivsonde mit Brunnenschacht und Zuleitungen
Diffusorstrecke
© 2009, Geo-En GmbH, Berlin
24© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
3. Leistungskennzahlen
Begriffe (COP, Leistungszahl, JAZ)
Anlagenoptimierung
Praxisbeispiel
25© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
3. COP (Leistungszahl) & JAZ (Jahresarbeitszahl)
JAZ = Jahresarbeitszahl, besagt, wie viel thermische Energie
mit einer Einheit elektrischer Energie erzeugt wird:
Achtung: Der JAZ Wert gemäß VDI 4650 orientiert sich stark
an den Prüfstandswert COP und sagt nichts über die
Wirtschaftlichkeit einer Anlage im Praxisbetrieb aus.
Geo-En Systeme arbeiten mit einer JAZ ≥ 4.
Kennzahl COP JAZ
berücksichtigt Leistungszahl JahresArbeitsZahl
Stromverbrauch Wärmepumpe
Stromverbrauch Quellenpumpen
Alle Betriebstemperaturen
Start / Stop Phasen
Begriff berücksichtigt
COP (Leistungszahl): nur Stromverbrauch der
Englisch: Wärmepumpe (WP) bei
Coefficent of Performance konstanter Abgabetemp.
ohne Start-Stopp-Phasen
(Prüfstandswert)
JAZ (Jahresarbeitszahl): Stromverbrauch der WP
und der Quellenpumpe
über ein ganzes Jahr, auch
bei hohen Heizungs-
temperaturen und häufigen
Start-Stopp-Phasen
Nur der im Laufe eines Jahres gemessene JAZ-Wert ist für die Betriebs-
kosten relevant, ähnlich wie der tatsächliche, in der Praxis gemessene,
Kraftstoffverbrauch beim Auto.
Beispiel (Heizung) JAZ = 4
Erzeugte Wärmeenergie: 100.000 kWh / Jahr
Stromverbrauch Gesamtanlage: 25.000 kWh / JahrDie JAZ bezieht sich auf den tatsächlichen Stromverbrauch
einer Gesamtanlage über ein ganzes Jahr.
26© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
3. Wärme: Schritte zur höheren Effizienz (1)Höhere Eingangstemperatur = höhere Effizienz
1. Standardsystem mit 0°C Quellentemperatur
Temperaturdifferenz (ΔT) = 35°C
d.h. 1 kWh elektrische Energie ergibt
4,3 kWh Wärmeenergie
(3.3 kWh aus der Erde, 1 kWh elektrische Energie)
2. Geo-En System mit 10°C Quellentemperatur
Temperaturdifferenz (ΔT) = 25°C
-> 28% höhere Effizienz!
d.h. 1 kWh elektrische Energie ergibt
5,5 kWh Wärmeenergie
(4.5 kWh aus der Erde, 1 kWh elektrische Energie)
0
10
20
30
40
50
60
70
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
COP
ΔT1. ΔT 35°C -> COP 4.3
0
10
20
30
40
50
60
70
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
COP
ΔT2. ΔT 25°C -> COP 5.5
1
mittelniedrig hochEffizienz
CO2 Einsparung
1
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0
10
20
30
40
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60
70
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
3. Wärme: Schritte zur höheren Effizienz (2)Bessere Regelung = höhere Effizienz
3. Standardregelung
1 kWh elektrische Energie ergibt
5,5 kWh Wärmeenergie
(4.5 kWh aus der Erde, 1 kWh elektrische Energie)
4. Geo-En: Erweiterte elektronische Regelung
-> 10% höhere Effizienz!
1 kWh elektrische Energie ergibt
6,0 kWh Wärmeenergie
(5,0 kWh aus der Erde, 1 kWh elektrische Energie)
mittelniedrig hochEffizienz
CO2 Einsparung
COP
ΔT3. Standard -> COP 5.5
0
10
20
30
40
50
60
70
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ΔT
COP
4. E-Regelung -> COP 6.0
2
28© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
3. Wärme: Schritte zur höheren Effizienz (3)Die Summe der Wärmepumpenmaßnahmen
0
10
20
30
40
50
60
70
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ΔT
COP
Geo-En: COP 4.3 -> 6.0
1 2
Die Geo-En Wärmepumpe
im Geo-En System =
1. Höhere Quellentemperatur
+
2. Erweiterte Regelung
= 40% Effizienz-plus !
29© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie 29 © G
eo-E
n G
mb
H, B
erlin
, 200
7 -
2008
3. Geo-En Integralsonde / 50% Einsparung Energiekosten
29
29
Gebäude: Büro, 4 Stockwerke, Fläche 2.400 m²
Geologie: Aquifer / Keuper / Bohrtiefe: 30 m
Grundwasserleiter 18-20 m
Geo-En Lösung: 3 Geo-En Integralsonden, @ 25 kW
Investition: Geo-En 100,000 € / alternatives,
konventionelles System 40,000 €
29 © G
eo-E
nG
mb
H, B
erlin
, 200
7 -
2008
© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 29Geo-En Technologie
30© 2009, Geo-En GmbH, Berlin, Rev935 Geo-En Technologie
3. Geo-En System / Einsparung Energiekosten
Die Mehrkosten (60.000 Euro) für die Geo-En Anlage amortisieren sich in 8 Jahren.
Das Geo-En System ist bereits im ersten Jahr kostensparend. Die Einsparung bei
den Betriebskosten ist höher als die Mehrausgaben für Zinsen und Tilgung.
Jahr 1 Jahr 5 Jahr 15 Jahr 162009 2013 2023 2024
6.132
7.615
12.86713.546
5.828 5.828 5.828
0
Einsparung Betriebskosten
Mehrausgaben Finanzierung
Betriebskostenvergleich (ohne MwSt.)
1. Geo-En System 2. konventionelles System E r s p a r n i s Jahr Kühlung Summe Kühlung Summe pro Jahr kumuliert
1 2009 4.333 572 4.905 2.491 11.037
5 2013 4.690 619 5.309 2.696 12.924
8 2016 4.977 657 5.634 2.861 14.567
15 2023 5.717 755 6.472 3.287 19.339
Summen 15 J: 74.926 9.893 84.819 43.078 222.049 = 62%
20 2028 6.312 833 7.145 3.629 23.754
25 2033 6.969 920 7.889 4.007 29.248
33 2041 8.165 1.078 9.243 4.694 40.991
Summen 33 J: 199.785 26.379 226.164 114.863 750.486 = 70%
178.971 137.229
10.228
21.360 309.276
212.432
36.296 31.748 524.323
635.623 524.323
8.546
Heizung
16.052
11.706
137.229
34.278
59.718
6.132
12.867
25.242
20.125 16.609
Heizung
6.132
7.615
8.933
Gesamtausgaben, Vorschau 16 Jahre
Betriebskosten und Finanzierung
100% Finanzierung, Annuitätendarlehen 15 J, 6% Effektivzins)
Betriebskosten Jahr 1 Jahr 5 Jahr 15 Jahr 16
Geo-En 4.905 5.309 6.472 6.601
Konventionell 11.037 12.924 19.339 20.147
Einsparung 6.132 7.615 12.867 13.546
Ausgaben Finanzierung (Zinsen + 100% Tilgung)
Geo-En 9.713 9.713 9.713 0
Konventionell 3.885 3.885 3.885 0
Diff. Finanzierung 5.828 5.828 5.828 0 Jahr 1 Jahr 5 Jahr 15 Jahr 16
Preise / Gebäudekennzahlen
Preise ohne MwSt. Stand: 2009
Preise (Ct/kWh) Gas / Strom WP / Strom: 4,8 10,3 15,9
Erw. Preissteigerung Gas / Strom / Allg.: 4,7% 2,0% 2,0%
Gesamt Gebäudefläche (m²)
Gebäudelast (in kW) Wärme / Kälte 70 70
Jahresbedarf (in MWh) Wärme / Kälte 154 56
Jahresbedarf pro m² (in kWh) Wärme / Kälte 77,0 28,0
Investition Geo-En / Erdgas + Klimaanlage 100.000 / 40.000
2.000
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3. Energiekosten Deutschland 1992 - 2008
Immer höhere Preise für fossile Energieträger machen alternative Energien
zunehmend attraktiver.
Obwohl der kWh-Preis von Strom noch deutlich höher ist als der kWh-Preis
von Öl oder Gas, sind die Gesamtenergiekosten einer Geo-En Anlage im
Schnitt über 50% niedriger als bei konventionellen Anlagen: Denn der
Energieverbrauch eines Geo-En Systems beträgt lediglich 20-25% einer
konventionellen Heizung oder Kühlung
Energieversorger bieten i.d.R. einen günstigen Wärmepumpen-Stromtarif an.
Energiepreise Haushalte Deutschland 1993 - 2008
Durchschnittspreise Preisanstieg
Energie Einheit 1993 2008 * 15 Jahre pro Jahr
Heizöl €/100 l 24,77 58,63 * 137% 5,9%
Erdgas Ct/kWh 3,55 7,10 100% 4,7%
Fernwärme Ct/kWh 4,42 7,82 77% 3,9%
Strom Ct/kWh 15,89 21,43 35% 2,0%
Quelle: Bundesmisterium f. Wirtschaft u. Technologie. Preise inkl. aller Steuern und Abgaben.
* Aufgrund der turbulenten Ölpreisentwicklungen in 2008 wurde der Ölpreis für 2007 angesetzt.
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3. Einsparung CO2 Emissionen mit einer Geo-En Heizung
Beim Betrieb einer Geo-En Heizung mit Erdgas-Strom reduzieren sich die CO2 Emissionen
um 60% gegenüber einer Erdgasheizung!
Bei der Gebäudekühlung sind die Einsparungen noch höher!
CO2 Emissionen (37,8 t) bei Verfeu-
erung von Erdgas in
einem Heizkessel
CO2 Emissionen (15,3 t) bei Verwen-
dung von Erdgas für
die Stromerzeugung.
Heizenergie Endenergie Primärenergie CO2 Emissionen
Heizkessel * Heizkessel Heizkessel
Endenergie Primärenergieverbrauch (Faktor 1,1) CO2 Emissionen
Gaskessel: 171.111 kWh Erdgas: Gaskessel 37,8 t
Ölkessel: 181.176 kWh Heizöl: Ölkessel 53,0 t
Geo-En System (JAZ 4,0) Geo-En System Geo-En System
Primärenergieverbr. (wenn Strom aus:)** CO2 Emiss., wenn Betrieb mit:
Strom 38.500 kWh Gas-Kombikraftwerk: Erdgas-Strom 15,3 t
Kohlekraftwerk: Kohle-Strom 37,7 t
Ökostrom Strommix D 20,8 t
CO2 Emissionen
(kg/kWh) lt. KfW 2006
Erdgas: 0,201 * Jahresnutzungsgrad Heizkessel: ** Wirkungsgrad moderner Kraftwerke: Strommix Deutschland:
Heizöl: 0,266 Gaskessel: 90% Kohlekraftwerk: 43% Kombikr.-w: 60% CO2 Emissionen pro kWh-el.
Steinkohle: 0,356 Ölkessel: 85% Leitungsverluste Stromnetz: 7% 541g (Quelle: BDEW)
199.294 kWh
154.000 kWh
105.901 kWh
75.896 kWh
188.222 kWh
Heizwärmebedarf
konventionell
erzeugt ->
mit Geo-En
erzeugt ->
0 kWh
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4. Geo-En Produkte und Dienstleistungen
Geothermische Heiz- und Kühlsysteme
Komplettlösungen
Geothermische Simulation / Engineering
Geothermische Quelle
Wärmepumpe
Internet Fernsteuerung / Überwachung
Wartung / Service
Geologische Erdtemperatur Messsysteme
Temperatur Mess- und Logsysteme
bis zu 150 m Tiefe
Auflösung: 0,1°C / Temperatur-
messung pro Meter für eine
exakte Beobachtung der
geothermischen Verhältnisse
Engineering / Monitoring
Offene geothermische Systeme
Geschlossene geothermische Systeme
Komplette geothermische Großanlagen
in Festgestein bis zu 1.500 m Tiefe, inkl.
Langzeitsimulation
Langzeit Simulation von geo-
thermischen Systemen in Kombination
mit anderen Energiequellen wie
Solarthermie, Gas oder Öl
Langzeit Überwachung und
Dokumentation von geothermischen
Systemen
3 Geo-En Messketten
1 Geo-En Integralsonde
Bibliothek in Ansung, S. Korea: Engineering der geothermischen
Heizung und Kühlung, 2 Festgesteinssonden 500 m, Geo-En System
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Kundenanfrageformular
1. Konzept-Angebot (basierend auf Kundeninfo und Geodatenbank)
inkl. wirtschaftliche und ökologische Betrachtung
2. Detailliertes Angebot (ggf. kostenpflichtig)
detailliertes Angebot, basierend auf geologische Auskunft und
ggf. auf Probebohrung sowie auf Gebäudelastprofil
3. Engineering und Projektplanung
geologische Langzeitsimulation, Beantragung und Begleitung der
behördlichen Genehmigung, Engineering der Geothermiequellen, der
Anlagenhydraulik und Anlagensteuerung
3. Projekt Realisierung
inkl. Inbetriebnahme
5. Wartung und Service
4. Geo-En Projektablauf
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Moderne Energiequelle: Keine Emissionen vor Ort / Unabhängigkeit von Gas und Öl.
Komfortabel und preiswert: Zusätzliche Gebäudekühlung nahezu zum Nulltarif.
Umweltschonend: Erhebliche Reduzierung von CO2 Emissionen durch Reduzierung des Primärenergieverbrauchs.
75% der Energie kommt aus der Erde, 25% aus Strom.
Wirtschaftlich:Überragende Effizienz von Geo-En Systemen: Entwicklung von auf einander abgestimmten Gesamtsystemen mit
Jahresarbeitszahlen, JAZ, von 4 (Heizen) bis 6 (Heizen und Kühlen) für niedrige Betriebskosten.
Flexibel:Unterschiedliche Technologien für unterschiedliche Geologien / Verfügbar für neue und alte Gebäude /
Kombinierbar mit anderen (regenerativen) Energiequellen wie z. B. Solarthermie oder auch Gas.
Geringer Platzbedarf: Nur eine oder wenige Bohrungen notwendig / Installation in einem Standardkeller.
Anlagenlebensdauer > 30 Jahre: Einfache Technik, mechanische Teile (auch unterirdisch) austauschbar.
4. Auf einen Blick: Geo-En Systemvorteile
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Geo-En, Ihr Partner.
Von der Planung bis zum Komplettsystem.
Geo-En beschäftigt Geologen, System Ingenieure,
Projektmanager, Planer, Wirtschaftler und EDV
Spezialisten.
Geo-En arbeitet mit Architekten, Heizungs- und
Klimaspezialisten, Energieberatern, Brunnenbauern und
Wärmepumpenherstellern zusammen. Wir sind in Berlin
ansässig und betreuen Projekte in Deutschland, Europa
und Übersee.
Geo-En ’s Erfahrung basiert auf einer „Knowledge Base“
von über 400 Installationen.
Wir freuen uns auf Ihre Anfrage.
Einleitung Technologie Projektbeispiel Geo-En
Geo-En: innovative Heizung und Kühlung
36Geo-En Technologie
Focus 7/2009: „…eine neue Technologie
macht geothermische Energie auch in
dicht bebauten Städten nutzbar…“
FAZ Sep/2009: „..sogar die Klimatisierung,
sonst oft ein energetischer Sündenfall, wird mit
sauberer Energie aus der Tiefe betrieben…“
Geo-En Energy Technologies GmbH
Hauptstrasse 65, 12159 Berlin
T: 030.859.946.946 www.Geo-En.de
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