Sachverständigentag 18. September 2019: Heizen und Kühlen von Gebäuden: Geothermie in der Praxis Folie 1 Heizen und Kühlen von Gebäuden: Geothermie in der Praxis • Definitionen / Geogene Grundlagen • Geothermische Systeme: Quellen/Wärmepumpen • Baustellenansichten • Schlecht gelaufen – was schiefgehen kann • Fallbeispiel Gerichtsgutachten
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Heizen und Kühlen von Gebäuden: Geothermie in der Praxis
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Sachverständigentag 18. September 2019: Heizen und Kühlen von Gebäuden: Geothermie in der Praxis Folie 1
Heizen und Kühlen von Gebäuden: Geothermie in der Praxis
• Definitionen / Geogene Grundlagen
• Geothermische Systeme: Quellen/Wärmepumpen
• Baustellenansichten
• Schlecht gelaufen – was schiefgehen kann
• Fallbeispiel Gerichtsgutachten
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Oberflächennahe Geothermie
• Bis 400 m Tiefe ca. 390.000 Anlagen mit ca. 4.290 MW (2018)
• Beheizung von Gebäuden (aber auch Brücken, Weichen etc.)
• Meist in Verbindung mit einer Wärmepumpe
• Gebäudetemperierung (passive Kühlung)
Tiefe Geothermie
• Ab 400 m Tiefe
• 33 Heizwerke, 9 Kraftwerke, 5 Heizkraftwerke
• Installierte Wärmeleistung 336,51 MW
• Installierte elektr. Leistung 37,13 MW (2018)
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Geogene Grundlagen:
• Solarenergie
• Restwärme ErdentstehungGravitationsenergie verdichtete und erwärmte Staub und Gas (ca. 1/3)
• Radioaktiver Zerfall Insbesondere in der oberen Erdkruste der Kontinente (bis 12 - 15 km in Europa)Granit mit radiogener Wärmeleistung von etwa 2,5 μW/m3
(ca. 2/3)
Geothermischer Wärmestrom 0,065 W/m2, das sind etwa 40 Mio. TW – das 2,5-fache des Weltenergiebedarfs
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Geogene Grundlagen:Wärmefluss im Untergrund
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Geothermische Systeme: Die Wärmepumpe
Große Wärmetauscherflächen(Fußbodenheizung!) sichern hohe Effektivität
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Geothermische Kühlung
Passive (direkte) Kühlung• Die Sohle zirkuliert mit 8 bis 16°C z.B. in einer Kühldecke• Energieverbrauch nur etwa 35 - 50 W / kWh Kühlleistung
Keine Entfeuchtung möglich!
Aktive (indirekte) Kühlung• Wärmepumpe als Kältemaschine• Wie bei üblichen Klimaanlagen (6 / 12°C) sind alle Betriebs-• zustände möglich
Vorteil: Regeneration des Erdwärmesondenfeldes für denHeizbetrieb im Winter!
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Geothermische Kühlung
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Geothermische Quellensysteme (offen/geschlossen)
• Brunnendoubletten (offen / ohne thermische Rückwirkung) Probleme: Verockerung des Schluckbrunnens, Pumpenenergie
• Flächenkollektoren (geschlossen / mit thermischer Rückwirkung) Probleme: Flächenbedarf
• Betonteilaktivierung (geschlossen / mit thermischer Rückwirkung) Probleme: Einbautiefe, Beschädigungen
• ErdwärmesondenProbleme: Es werden Bohrungen notwendig, Platzbedarf
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Geothermische Quellensysteme: Flächenkollektor
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❖ In der Planung wurden die theoretisch max. erreichbaren Leistungen der Kollektoren angenommen
❖ Wegen Platzmangel wurden die empfohlenen Abstände von 4 m (Minimalabstand in NS) auf 2 m reduziert
❖ Die Rampenheizung blieb unberücksichtigt
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Also:
❖ Umfassende Planungen insbesondere bei größeren EW-Anlagen sind absolut notwendig❖ Die unterschiedlichen Komponenten und Varianzen beeinflussen sich gegenseitig❖ Der Untergrund ist von zentraler Bedeutung❖ Meist läuft auch eine schlecht geplante Anlage (nur nicht effektiv) der Übergang von
„geht“ zu „geht nicht“ ist fließend!
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