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Geothermische Nutzung von Horizontalfilterbrunnen

Eines der Einsatzgebiete von Horizontalfilterbrunnen ist die Versorgung von Kälteanlagen mit Grundwasser zum Rückkühlen. Anhand von zwei Beispielen aus der Praxis - einem aktuellen Neubauprojekt aus Österreich und einer schon seit Jahren erfolgreich betriebenen Anlage in Dresden - werden die Vorteile dieser umweltfreundlichen Anwendungen aufgezeigt.

Mit Horizontalfilterbrunnen (HFB) wird Grundwasser oder Uferfiltrat in der Regel aus dem oberen Grundwasserleiter gefördert. Aufgrund ihrer im Vergleich zu Vertikalbrunnen vorteilhaften Eigenschaften bieten in einem geeigneten Aquifer platzierte HFB die Möglichkeit, große Wassermengen aus nur einem Betriebspunkt zu gewinnen. Dies ist besonders dann wichtig, wenn das Energiepotenzial von Grundwasser genutzt werden soll: Trotz der jahreszeitlich bedingten Schwankungen herrschen im Aquifer recht gleichmäßige Temperaturbedingungen, die in etwa mit der Jahresmitteltemperatur der Luft korrelieren. In Deutschland sind dies ca. 10 °C. In Städten und Siedlungen führt der Einfluss unterirdischer Bauwerke zwar zur Erhöhung dieses Wertes; dennoch bietet sich hiermit ein stabiles Energiepotenzial, welches z. B. zur direkten Kühlung oder zur Rückkühlung in Kälteanlagen optimal genutzt werden kann.

Anhand von zwei Praxisbeispielen, bei denen Grundwasser bzw. Uferfiltrat mithilfe von Horizontalfilterbrunnen gewonnen, geothermisch genutzt und anschließend in offenen Kreisläufen in die Vorflut eingeleitet wird, soll diese umweltfreundliche, weil ressourcenschonende Anwendung von Horizontalfilterbrunnen erläutert werden.

Geothermie im Spezialtiefbau: Praxis mit BIM
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2017)
Ab 2020 werden öffentliche Großprojekte in Deutschland nur noch mit Building Information Modeling (BIM) neu geplant, gebaut und betrieben. So sieht es der Stufenplan Digitales Planen des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vor.

Depothermie - Geothermale Nutzung von Deponien und Altablagerungen zur Wärmegewinnung und -speicherung
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Dem Ausbau der Geothermie, insbesondere der oberflächennahen Geothermie zur Heizung und Kühlung von Wohn- und Industriegebäuden, wird zukünftig eine steigende Bedeutung zukommen, da durch die Energiewende und den beschlossenen Klimaschutzplan 2050 die Umstellung von einer kohlenstoffbasierten auf eine regenerative Energieerzeugung forciert werden wird.

Europäische Normung für den Brunnenbau nimmt Fahrt auf
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Die umfangreichen Vorbereitungen für eine gute Ausgangsposition der deutschen Expertise bei der Normung des Brunnenbaus tragen nun erste Früchte. Die strikte Trennung der Themenkomplexe 'oberflächennahe Geothermie' und 'Brunnenbau' wurde auf der konstituierenden Sitzung des CEN TC 451 'Water wells and borehole heat exchangers' durchgesetzt.

Anlagendimensionierung zur Unterschreitung des in Hessen für EWS geforderten Mindestabstandes zur Grundstücksgrenze
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Die hessischen Anforderungen des Gewässerschutzes an Erdwärmesonden (EWS) vom 21. März 2014 geben einen im Regelfall einzuhaltenden Mindestabstand zwischen EWS und Grundstücksgrenze von 5 m vor. Bei Einhaltung dieses Abstandes wird für EWS-Anlagen mit einer Heizleistung bis 30 kW davon ausgegangen, dass es in der Regel zu keiner thermischen Beeinflussung außerhalb des Grundstücks kommt und somit keine Gewinnung von Erdwärme im Sinne des Bundesberggesetzes (BBergG) erfolgt.

Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Ein praktischer Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart am gleichen Standort unter gleichen Beanspruchungsbedingungen ist bisher nicht bekannt.