Geothermiebohrungen
Der Projektablauf aus Sicht eines
Bohrunternehmers
22.03. 2015
agenda
• kurze Vorstellung
• Ausführung – 6 Schritte zur Erdwärme:
– Auslegung
– Beantragung
– Bohren und Sondeneinbau (+ ...
Die ASK Firmengruppe
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/3
Innovation seit 1860
• Die ASK Firmengruppe steht für 150 Jahre solide und
zuverlässige Arbeit im Tiefbau.
• Als Familienu...
unser Leistungsangebot
Beratung und Planung
• Auslegung über numerische Simulation
• Gesamtsystem im Blick
Erdwärmebohrung...
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 6
Geothermie
• Tiefe Geothermie
400m-4500m
80°C-250°C
Nutzung zur direkten
Beheizung
...
Ausführung
6 Schritte zur Erdwärme
Von der Idee zur fertigen Anlage
22.03.2015 9
6 Schritte zur Erdwärme
Genehmigung
1. Auslegung
2. Antragsverfahren
3. Bohren
4. Sondeneinbau
5. Verpressen ...
22.03.2015 10
Auslegung nach VDI4640
ASK Geotherm GmbH & Co. KG
22.03.2015 11
Auslegung über Simulation
Anforderung: keine Unterschreitung von -3°C am Austritt
Wärmepumpe in Richtung Son...
22.03.2015 12
Simulationsergebnisse (Bsp EED)
Jahr
5048464442403836343230282624222018161412108642
jährl.min-max-Fluidtempe...
Erdwärme - unendliche Quelle?
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/13
Wärmestrom zur Wärmepumpe
Geothermische Wärmeflüs...
Erdwärme - unendliche Senke?
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/14
Wärmeabgabe an das Gebirge
Wärmestrom von Kältemas...
22.03.2015 15
Auslegung
Heizleistung
Bohrmeter/Anlagengröße
System versagt
Auslegung zu klein
unwirtschaftlicher Betrieb
A...
22.03.2015 16
Ursachen für Fehlauslegung
Ursachen:
• Mangelnde Kenntnis der Geologie
• Falsche Annahme der Jahresarbeitstu...
22.03.2015 17
Antragsverfahren
Zu stellen bei der zuständigen
Stadtverwaltung oder
Landratsamt.
Benötigte Unterlagen:
•Geo...
22.03.2015 18
Antragsverfahren / Wasserrecht
ASK Geotherm GmbH & Co. KG
22.03.2015
Antragsverfahren / Geologie
ASK Geotherm GmbH & Co. KG fs/19
22.03.2015 20
Bohren
Genehmigung
1. Auslegung
2. Antragsverfahren
3. Bohren
4. Sondeneinbau
5. Verpressen der Bohrlöcher
6...
Bohrverfahren
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/21
Bohrgestänge
Spülungsführung
Bohrloch ϕ160mm
Bohrhammer
Bohrkrone...
Die Erdwärmesonde im Detail
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 22
Sondenvorlauf – von WP
Sondenrücklauf – zur WP
Bohrloc...
22.03.2015 23
Bohren / Sondeneinbau
ASK Geotherm GmbH & Co. KG
22.03.2015 24
Anbinden an Verteiler & WP
Genehmigung
1. Auslegung
2. Antragsverfahren
3. Bohren
4. Sondeneinbau
5. Verpres...
22.03.2015 25
Bohren / Verteilung
ASK Geotherm GmbH & Co. KG
22.03.2015 26
Anbindung an die WP
• Verlegung der Anschlußleitungen in einer Tiefe von
1,2m und Anbindung an einen Verteil...
Verteileranbindung / Befüllung
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/27
Anbindung mehrerer Sonden
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/28
Wärme- und Energiequellen in
der Systemgrenze
Hohe Effizienz ohne „Dämmwahn“
…Kombination von Wärmequellen
Fragestellung
• moderne Architektur
• Ca. 380m² Wohn- und Nutzfläche
• Hoher Anteil an Glasfassade
• Verzicht auf übermäßi...
Komponenten
• 18kW WP
• 4 x 110m Bohrungen
• 9,9kWp PV-Anlage
• 5kW Solarthermie
• Flächenheizung- und
Kühlung (Decken)
• ...
Einbindung Wärmequellen
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/32
Q-abwärme
Q-geoE- elktr.
Wärmemengen
Wärme ges. ca. 47.500 kWh
Heizwärme
43.500kWh
Strom 9.355kWh
Netz
4.800kWh
Eigen
4.555kWh
Geoth.
34.145kWh
War...
Ergebnis
• Strombedarf ca. 5.000kWh / Jahr für Heizung + WW
• Durch Smartgrid kostenfreier Bezug ca. 1.000kWh
• zu bezahle...
Fazit
• Geothermie ist umweltschonen, hocheffizient und
nachhaltig
• Wir bohren heute für uns und unsere Kinder
• Auslegun...
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 36
Dipl.-Ing. Florian Schneider
Tel. 09221-9746-30 Fax 09221-9746-99
f.schneider@ask-...
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Vortrag auf der "element e" zur 2. Energiemesse im Energiepark Hirschaid.

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  1. 1. Geothermiebohrungen Der Projektablauf aus Sicht eines Bohrunternehmers 22.03. 2015
  2. 2. agenda • kurze Vorstellung • Ausführung – 6 Schritte zur Erdwärme: – Auslegung – Beantragung – Bohren und Sondeneinbau (+ Verpressen) – Anschließen der Anlage • Wärme- und Energiequellen in der Systemgrenze • Fazit • kurze Vorstellung • Ausführung – 6 Schritte zur Erdwärme: – Auslegung – Beantragung – Bohren und Sondeneinbau (+ Verpressen) – Anschließen der Anlage • Wärme- und Energiequellen in der Systemgrenze • Fazit ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/2
  3. 3. Die ASK Firmengruppe ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/3
  4. 4. Innovation seit 1860 • Die ASK Firmengruppe steht für 150 Jahre solide und zuverlässige Arbeit im Tiefbau. • Als Familienunternehmen in fünfter Generation bieten wir ein breites Portfolio an Dienstleistungen im privaten und kommunalen Tiefbau • Als Anbieter von Erdwärmebohrungen stehen wir für die sorgfältige Erschließung Ihrer Erdwärmequelle inklusive aller anfallenden Tiefbauarbeiten bis hin zur Kernlochbohrung in Ihren Heizungskeller. • Die ASK Firmengruppe steht für 150 Jahre solide und zuverlässige Arbeit im Tiefbau. • Als Familienunternehmen in fünfter Generation bieten wir ein breites Portfolio an Dienstleistungen im privaten und kommunalen Tiefbau • Als Anbieter von Erdwärmebohrungen stehen wir für die sorgfältige Erschließung Ihrer Erdwärmequelle inklusive aller anfallenden Tiefbauarbeiten bis hin zur Kernlochbohrung in Ihren Heizungskeller. ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/4
  5. 5. unser Leistungsangebot Beratung und Planung • Auslegung über numerische Simulation • Gesamtsystem im Blick Erdwärmebohrungen • Sonden- und Brunnenbohrungen • Zertifizierte Qualität nach W120 Anschlussarbeiten • Qualität durch zertifizierte PE-Schweißer • Bis in den Heizkeller aus einer Hand ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 5
  6. 6. ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 6 Geothermie • Tiefe Geothermie 400m-4500m 80°C-250°C Nutzung zur direkten Beheizung und Stromerzeugung • Oberflächennahe Geothermie bis 400m 8°C-15°C Nutzung in Verbindung mit Wärmepumpe • Tiefe Geothermie 400m-4500m 80°C-250°C Nutzung zur direkten Beheizung und Stromerzeugung • Oberflächennahe Geothermie bis 400m 8°C-15°C Nutzung in Verbindung mit Wärmepumpe
  7. 7. Ausführung
  8. 8. 6 Schritte zur Erdwärme Von der Idee zur fertigen Anlage
  9. 9. 22.03.2015 9 6 Schritte zur Erdwärme Genehmigung 1. Auslegung 2. Antragsverfahren 3. Bohren 4. Sondeneinbau 5. Verpressen der Bohrlöcher 6. Anbindung an Verteiler und WP (3. Alternativen) Korb oder Flächenkollektor nein ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  10. 10. 22.03.2015 10 Auslegung nach VDI4640 ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  11. 11. 22.03.2015 11 Auslegung über Simulation Anforderung: keine Unterschreitung von -3°C am Austritt Wärmepumpe in Richtung Sonde in 50 Jahren Anforderung: keine Unterschreitung von -3°C am Austritt Wärmepumpe in Richtung Sonde in 50 Jahren Nur über Simulation fassbar Einflussfaktoren auf die Bohrtiefe sind: •Kälteleistung der Wärmepumpe •Anzahl der Jahresarbeitsstunden •Warmwasserbedarf •Vorhandenes Gestein •Verwendete Ausbaumaterialien •Sondenabstand und Sondenverteilung •Förderstrom der Solepumpe ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  12. 12. 22.03.2015 12 Simulationsergebnisse (Bsp EED) Jahr 5048464442403836343230282624222018161412108642 jährl.min-max-Fluidtemperatur[°C] 10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -0,5 -1 -1,5 Jahr 5048464442403836343230282624222018161412108642 jährl.min-max-Fluidtemperatur[°C] 10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -0,5 -1 -1,5 ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  13. 13. Erdwärme - unendliche Quelle? ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/13 Wärmestrom zur Wärmepumpe Geothermische Wärmeflüsse Heizbetrieb
  14. 14. Erdwärme - unendliche Senke? ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/14 Wärmeabgabe an das Gebirge Wärmestrom von Kältemasch.Kühlbetrieb
  15. 15. 22.03.2015 15 Auslegung Heizleistung Bohrmeter/Anlagengröße System versagt Auslegung zu klein unwirtschaftlicher Betrieb Auslegung zu groß! ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  16. 16. 22.03.2015 16 Ursachen für Fehlauslegung Ursachen: • Mangelnde Kenntnis der Geologie • Falsche Annahme der Jahresarbeitstunden • Falsche Durchströmung der Sonde • U.v.a. • Die richtige Dimensionierung der Bohrungen ist wie die Auswahl einer Batterie – sie muss passen! Bohren ist Vertrauenssache! Ursachen: • Mangelnde Kenntnis der Geologie • Falsche Annahme der Jahresarbeitstunden • Falsche Durchströmung der Sonde • U.v.a. • Die richtige Dimensionierung der Bohrungen ist wie die Auswahl einer Batterie – sie muss passen! Bohren ist Vertrauenssache! ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  17. 17. 22.03.2015 17 Antragsverfahren Zu stellen bei der zuständigen Stadtverwaltung oder Landratsamt. Benötigte Unterlagen: •Geologische Prognose + PSW •Katasterauszug mit Eigentumsnachweis •Flurkarte 1:1000 •Antragsunterlagen nach Leitfaden des jew. Bundeslandes Genehmigung 1. Auslegung 2. Antragsverfahren 3. Bohren 4. Sondeneinbau 5. Verpressen der Bohrlöcher 6. Anbindung an Verteiler und WP ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  18. 18. 22.03.2015 18 Antragsverfahren / Wasserrecht ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  19. 19. 22.03.2015 Antragsverfahren / Geologie ASK Geotherm GmbH & Co. KG fs/19
  20. 20. 22.03.2015 20 Bohren Genehmigung 1. Auslegung 2. Antragsverfahren 3. Bohren 4. Sondeneinbau 5. Verpressen der Bohrlöcher 6. Anbindung an Verteiler und WP Baubegleitende Abnahme durch PSW ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  21. 21. Bohrverfahren ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/21 Bohrgestänge Spülungsführung Bohrloch ϕ160mm Bohrhammer Bohrkrone Verrohrung in Lockerüberdeckung Gebirge Unterflurhammerbohrverfahren mit Druckluftspülung
  22. 22. Die Erdwärmesonde im Detail ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 22 Sondenvorlauf – von WP Sondenrücklauf – zur WP Bohrloch ϕ160mm Verfüllter Ringraum Sondenfuß Lockerüberdeckung Gebirge
  23. 23. 22.03.2015 23 Bohren / Sondeneinbau ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  24. 24. 22.03.2015 24 Anbinden an Verteiler & WP Genehmigung 1. Auslegung 2. Antragsverfahren 3. Bohren 4. Sondeneinbau 5. Verpressen der Bohrlöcher 6. Anbindung an Verteiler und WP (3. Alternativen) Korb oder Flächenkollektor •Anbindeleitungen die im Erdreich verlegt werden müssen geschweißt und mit dem Gesamtsystem abgedrückt werden •Verschraubungen im Erdreich sind nicht zulässig ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  25. 25. 22.03.2015 25 Bohren / Verteilung ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  26. 26. 22.03.2015 26 Anbindung an die WP • Verlegung der Anschlußleitungen in einer Tiefe von 1,2m und Anbindung an einen Verteiler inkl. Verschweißen der einzelnen PE-Leitungen • Befüllen des gesamten Systems mit Sole • Übergabepunkt an den Installateur: Verteilerschacht oder Kugelhahn im Heizungsraum • Verlegung der Anschlußleitungen in einer Tiefe von 1,2m und Anbindung an einen Verteiler inkl. Verschweißen der einzelnen PE-Leitungen • Befüllen des gesamten Systems mit Sole • Übergabepunkt an den Installateur: Verteilerschacht oder Kugelhahn im Heizungsraum WP Sonde Verteiler Frostgrenze ASK Geotherm GmbH & Co. KG
  27. 27. Verteileranbindung / Befüllung ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/27
  28. 28. Anbindung mehrerer Sonden ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/28
  29. 29. Wärme- und Energiequellen in der Systemgrenze Hohe Effizienz ohne „Dämmwahn“ …Kombination von Wärmequellen
  30. 30. Fragestellung • moderne Architektur • Ca. 380m² Wohn- und Nutzfläche • Hoher Anteil an Glasfassade • Verzicht auf übermäßige Dämmung • Keine kontrollierte Wohnraumlüftung • moderne Architektur • Ca. 380m² Wohn- und Nutzfläche • Hoher Anteil an Glasfassade • Verzicht auf übermäßige Dämmung • Keine kontrollierte Wohnraumlüftung ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/30 Aber: geringe Energiekosten - ein Widerspruch? Aber: geringe Energiekosten - ein Widerspruch?
  31. 31. Komponenten • 18kW WP • 4 x 110m Bohrungen • 9,9kWp PV-Anlage • 5kW Solarthermie • Flächenheizung- und Kühlung (Decken) • Regenerierung der Sonden durch Solarthermie und Abwärme • 18kW WP • 4 x 110m Bohrungen • 9,9kWp PV-Anlage • 5kW Solarthermie • Flächenheizung- und Kühlung (Decken) • Regenerierung der Sonden durch Solarthermie und Abwärme ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/31
  32. 32. Einbindung Wärmequellen ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/32 Q-abwärme Q-geoE- elktr.
  33. 33. Wärmemengen Wärme ges. ca. 47.500 kWh Heizwärme 43.500kWh Strom 9.355kWh Netz 4.800kWh Eigen 4.555kWh Geoth. 34.145kWh Warmwasser 4.000kWh Strom 1.000kWh Netz 200kWh Eigen 200kWh Geoth. + Solarth. 3.600kWh ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/33
  34. 34. Ergebnis • Strombedarf ca. 5.000kWh / Jahr für Heizung + WW • Durch Smartgrid kostenfreier Bezug ca. 1.000kWh • zu bezahlen damit ca. 4.000kWh = 1.100,- € • Abzgl. Einspeisung von ca. 3.600kWh ins Netz bei ca. 0,13 €/kWh • Strombedarf ca. 5.000kWh / Jahr für Heizung + WW • Durch Smartgrid kostenfreier Bezug ca. 1.000kWh • zu bezahlen damit ca. 4.000kWh = 1.100,- € • Abzgl. Einspeisung von ca. 3.600kWh ins Netz bei ca. 0,13 €/kWh ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/34 = 632,- € pro Jahr
  35. 35. Fazit • Geothermie ist umweltschonen, hocheffizient und nachhaltig • Wir bohren heute für uns und unsere Kinder • Auslegung und Ausführung bedürfen solider Planung • Wo Wärme ist, da ist auch Kälte Nutzung von Quellen und Senken gleichzeitig möglich! • Geothermie ist umweltschonen, hocheffizient und nachhaltig • Wir bohren heute für uns und unsere Kinder • Auslegung und Ausführung bedürfen solider Planung • Wo Wärme ist, da ist auch Kälte Nutzung von Quellen und Senken gleichzeitig möglich! ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 35
  36. 36. ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 36 Dipl.-Ing. Florian Schneider Tel. 09221-9746-30 Fax 09221-9746-99 f.schneider@ask-gruppe.de Dipl.-Ing. Florian Schneider Tel. 09221-9746-30 Fax 09221-9746-99 f.schneider@ask-gruppe.de ASK Geotherm GmbH & Co. KG Am Goldenen Feld 27 – 95326 Kulmbach www.ask-geotherm.de Fragen?

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