Geothermie

Oberflächennahe Geothermie

Die Oberflächennahe Geothermie stellt bis ca. 400 m Tiefe ein umfangreiches Potential für die Wärmeversorgung dar. Es bietet sich ein breites Anwendungsgebiet für kleine und   mittlere Anlagen an zur Bereitstellung von Wärmeenergie und Klimakälte für

  • Ein- oder Mehrfamilienhäuser, Wohnanlagen
  • Öffentliche Gebäude, Krankenhäuser, Schulen
  • Gewerbebetriebe

Im Gegensatz zur direkten Nutzung von heißem Wasser aus der Tiefe wird Wärme aus den flachen Formationen nur indirekt, d.h. mithilfe von Wärmepumpen genutzt.

Für den Einsatz von Wärmepumpen stehen verschiedene Wärmequellen bzw. Techniken zur Verfügung, um die Energie nutzen zu können. Die wichtigsten sind:

  • Förder- und Schluckbrunnen
  • Erdwärmekollektoren
  • Erdwärmesonden
  • Erdberührte Beton-Energiepfähle

Wasser/Wasser-System mittels Förder- und Schluckbrunnen

Grundwasser lässt sich über Brunnen mit direkter Zuleitung zum  Wärmepumpen- Verdampfer entnehmen. Über einen sog. Schluckbrunnen muss das Wasser wieder in den Untergrund geleitet werden. Grundwasserwärmepumpen können dauerhaft relativ hohe Quellentemperaturen nutzen. Bei größeren Anlagen ist dieses Wasser/Wasser System den Erdwärmesonden wirtschaftlich überlegen. Allerdings ist der Betrieb im Grundwasserbereich (offenes System) nicht immer möglich, z. B. wegen schlechter Grundwasserqualität. Genehmigungen der WWAs werden zunehmend weniger gewährt und ungeeignete Grundwässer erfordern einen wartungsintensiven Brunnenbetrieb.

 

Sole/Wasser-System mittels Erdwärmesonden

Solekreisläufe dienen dazu, entweder dem Boden Wärme zu entziehen oder Überschusswärme in den Boden abzuleiten. Das System wird üblicherweise mit kleinen Temperaturdifferenzen zwischen Vor- und Rücklauf von 2° – 4°C, jedoch hohen Solemengen (kg oder Liter pro Zeiteinheit) betrieben. Um die Jahresleistungszahl des Gesamtsystems niedrig zu halten, ist das Einhalten von kleinen Durchflusswiderständen unerlässlich. Die für das Gesamtsystem eingesetzten Umwälzpumpen leisten üblicherweise eine Förderhöhe von 7 m. Die Solegeschwindigkeit im Rohrsystem sollte deshalb im Bereich von 0,3 – 0,7 m/s liegen.

 

 Das STÜWA Erdwärme Ausbauprogramm

Abgestimmte Komponenten bieten sicheren Anlagenbetrieb und lange Lebensdauer.

 

  • STÜWA- GeoHeat®-Erdwärmesonden
  • STÜWA THERM® 2000 „Z“ (hochwärmeleitfähiges Verpressmaterial)
  • STÜWA-Verteiler/Sammler bzw. -Verteilerschächte
  • STÜWASOL L, STÜWASOL N und L (Erdwärmesole)
  • STÜWA-VAKUTEC®-Steigleitung (Tiefengeothermie)

Die von STÜWA ausgewählten Anlagenteile sind praxiserprobt und werden anwendungstechnisch immer weiter entwickelt.


 VDI 4640

Die Richtlinie VDI 4640 „Thermische Nutzung des Untergrundes“ besteht aus vier Blättern:

Blatt 1 Grundlagen, Genehmigungen, Umweltaspekte

Blatt 2 Erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen

Blatt 3 Unterirdische thermische Energiespeicher

Blatt 4 Direkte Nutzungen

Blatt 2 ist für die das Bohrunternehmen wichtige Arbeitsunterlage. Die Richtlinie umfasst neben den Erdsondenanlagen, z. B. auch Wasser-Wasser- und Erdwärmekollektor-Systeme.

Es gibt Informationen zur Auslegung, den Bohrarbeiten, Verlegetiefe- und -abstand, den zu verwendenden Materialien und den durchzuführenden Prüfungen.



Geothermie – Eine jederzeit zur Verfügung stehende Energiequelle

Dipl.-Ing. Dieter Schleuter, Wriedel*

Inhaltsvorschau:

- Allgemeines über Geothermie
- Oberflächennahe Geothermie
- Genehmigungsverfahren
- Anlagenarten
- Offene Systeme
- Geschlossene Systeme
- Erdwärmesonden Allgemein
- Bohrtechnik
- Tiefengethermie
- Thermal Response Test (TRT)


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Mehr Informationen bekommen Sie im Menü in unserer Rubrik "Geothermie", u.a. mit einer Liste der Genehmigungsbehörden und einer Sammlung aller Leitfäden aufgeteilt nach Bundesländern.