Vortrag auf der "element e" zur 2. Energiemesse im Energiepark Hirschaid.

1. Geothermiebohrungen
Der Projektablauf aus Sicht eines
Bohrunternehmers
22.03. 2015

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. Die ASK Firmengruppe
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/3

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. 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. 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. Ausführung

8. 6 Schritte zur Erdwärme
Von der Idee zur fertigen Anlage

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. 22.03.2015 10
Auslegung nach VDI4640
ASK Geotherm GmbH & Co. KG

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. 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. Erdwärme - unendliche Quelle?
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/13
Wärmestrom zur Wärmepumpe
Geothermische Wärmeflüsse
Heizbetrieb

14. Erdwärme - unendliche Senke?
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/14
Wärmeabgabe an das Gebirge
Wärmestrom von Kältemasch.Kühlbetrieb

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. 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. 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. 22.03.2015 18
Antragsverfahren / Wasserrecht
ASK Geotherm GmbH & Co. KG

19. 22.03.2015
Antragsverfahren / Geologie
ASK Geotherm GmbH & Co. KG fs/19

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. Bohrverfahren
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/21
Bohrgestänge
Spülungsführung
Bohrloch ϕ160mm
Bohrhammer
Bohrkrone
Verrohrung in Lockerüberdeckung
Gebirge
Unterflurhammerbohrverfahren mit Druckluftspülung

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. 22.03.2015 23
Bohren / Sondeneinbau
ASK Geotherm GmbH & Co. KG

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. 22.03.2015 25
Bohren / Verteilung
ASK Geotherm GmbH & Co. KG

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. Verteileranbindung / Befüllung
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/27

28. Anbindung mehrerer Sonden
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/28

29. Wärme- und Energiequellen in
der Systemgrenze
Hohe Effizienz ohne „Dämmwahn“
…Kombination von Wärmequellen

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. 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. Einbindung Wärmequellen
ASK Geotherm GmbH & Co. KG22.03.2015 fs/32
Q-abwärme
Q-geoE- elktr.

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. 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. 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. 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
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