CLEVER KOMBINIERT: AKTUELLE GEOTHERMIEKONZEPTE SIND MULTIVALENT

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1 8. Norddeutsche Geothermietagung CLEVER KOMBINIERT: AKTUELLE GEOTHERMIEKONZEPTE SIND MULTIVALENT Dr.- Ing. Erik Bertram, Ingenieurgesellschaft Meinhardt Fulst

2 Ingenieurgesellschaft Meinhardt Fulst mbh Ca. 190 Mitarbeiter 7 Standorte Alle Gewerke der Versorgungstechnik (HKLSE) LP 1-9 LP10 Facility Management Konzepte und Nachsorge Versorgungstechnik für Gebäude und Industrie Prüfstandsbau Hannover 17 Mitarbeiter Essen 8 Mitarbeiter Goslar 35 Mitarbeiter Wolfsburg 4 Mitarbeiter Vienenburg 46 Mitarbeiter Braunschweig 55 Mitarbeiter Wolfenbüttel 24 Mitarbeiter 2

3 Inhalt 1. Multivalenz 2. Erdwärmepumpe + Solarthermie 3. Flow Chart 4. Drei aktuelle Planungsbeispiele 5. Zusammenfassung 3

4 Definition Multivalent Multivalent im Duden: mehrwertig, vielwertig; mehrere Deutungen bzw. Lösungen zulassend (von psychischen Eigenschaften, Tests o.ä.) HOAI / VDI 4640 (Entwurf): Wärmeerzeugung 1 Bedarf mehrere Erzeuger Im Vortrag: Mehrere Erzeuger oder Bedarfsarten 4

5 Systemjahresarbeitszahl Technische Gebäudeausrüstung Industrielle Versorgung Facility Management Schwimmbadtechnik Alternative Energien Beispiel Multivalenz: Solarthermie + Erdwärmepumpe (EWP) Solar-Combi Solar-TWW Ohne Solaranlage EWP + Solarthermie Simulation Einfamilienhaus [3] Systemarbeitszahlen bis 6 Bestätigung im Feldtest [1,2] Länge Erdwärmesonde in m [1] M. Miara et.al. ISE-Feldtest WP-Effizienz p. 106; 2011, wpeffizienz.ise.fraunhofer.de/download/wp_effizienz_endbericht_langfassung.pdf [2] Falk Auer et. al Energiegruppe Lahr; 2013; agenda-energie-lahr.de/wp-schlussbericht_ html [3] Bertram et.al.; 2014; Niedersächsisches Verbundvorhaben GeoSolar-WP ; AZ W ; isfh.de/institut_solarforschung/files/00_efre_w2_ pdf Internationale Energie Agentur Task 44/Annex 38 Solar and Heat Pump Systems ; task44.iea-shc.org Nieders. Verbundprojekt Geo-SolarWP (ISFH/Uni Gö/HS WF, u.v.a.m) z.b. isfh.de/institut_solarforschung/projektarchiv.php 5

6 Konventionelle Quellen Lokale Verbraucher Technische Gebäudeausrüstung Industrielle Versorgung Facility Management Schwimmbadtechnik Alternative Energien Einführung Square View Strukturierung Multivalente Systeme Regenerativen Quellen Systemkomponenten + Energieströme Monovalente Anlage Antriebsenergie Sole Kältemittel 6

7 Projekt Erweiterung Schlossküche Herrenhausen Steckbrief Erweiterung Schlossküche Herrenhäuser Gärten Bauherr: Herrenhausen Verwaltungs GmbH Gastronomie (HVGG) Quelle: NIBES Kartenserver Architekt: ASP Architekten Schneider Meyer Partnerschaft mbh 7

8 Projekt Erweiterung Schlossküche Herrenhausen Entwurf Erweiterung Schlossküche Herrenhausen; ASP Architekten 8

9 Monovalente Anlage Heizen Untergrund Luft Sonne Abwärme EWS Kühlung TWW Strom Speicher Wärmepumpe Raumheizung Fernwärme Anlage zum Heizen und Kühlen Antriebsenergie Sole Kältemittel 9

10 Heizen und Kühlen Indirekte Kühlung Untergrund Luft Sonne Abwärme EWS Speicher Kühlung TWW Strom Speicher Wärmepumpe Raumheizung Fernwärme Anlage zum Heizen und Kühlen Antriebsenergie Sole Kältemittel 10

11 Projekt Erweiterung Schlossküche Herrenhausen Multivalenter Erdwärmesondenbetrieb zum Heizen und Kühlen Untergrund EWS Luft Sonne Abwärme Regeneration = ausgeglichene Wärmebilanz: Speicher Kühlung TWW Übersaisonale Effekte entfallen Strom Fernwärme Anlage zum Heizen und Kühlen (direkt und indirekt) Speicher Antriebsenergie Sole Kältemittel Wärmepumpe Raumheizung Fernwirkung und Wechselwirkung entfällt 11

12 Projekt Erweiterung Schlossküche Herrenhausen Regeneration Erdwärmesondenfeld Erweiterung Schlossküche Herrenhäuser Gärten Nachbaranlage Herrenhäuser Schloss Quelle: NIBES Kartenserver Regeneration (ausgeglichene Wärmebilanz) verhindert Wechselwirkungen zwischen einzelnen EWS 12

13 Projekt VGH Neubau Prinzenareal Bauherr: VGH Projekt GmbH & Co. Prinzenareal KG Architekten: Martienssen Architekten + Ingenieure O.M. Architekten 13

14 Projekt VGH Neubau Prinzenareal 14

15 Kälte(-) und Wärme(+)energie in MWh Technische Gebäudeausrüstung Industrielle Versorgung Facility Management Schwimmbadtechnik Alternative Energien Projekt VGH Neubau Prinzenareal Energiekonzept Fernwärme Energiekonzept Low E- Ingenieure, Prof. Dr.-Ing Lars Kühl 80% Wärme Erdwärmepumpe 75% Kälte Kältemaschine (Luftwärmetauscher) 15

16 Projekt VGH Neubau Prinzenareal Untergrund Luft Sonne Abwärme EWS Speicher Kühlung TWW Strom Speicher Wärmepumpe Raumheizung Anlage zum Heizen und Kühlen (direkt und indirekt) Antriebsenergie Sole Kältemittel 16

17 Projekt VGH Neubau Prinzenareal Untergrund EWS Luft Luft-WT Sonne Abwärme Optimierung Betriebskosten Investition Strom Fernwärme Kältemas chine Projekt VGH Neubau Prinzenareal Multivalente Wärme und Kälteversorgung Speicher Speicher Antriebsenergie Sole Kältemittel Kühlung TWW Wärmepumpe Raumheizung Ökologischer Anspruch: DGNB Gold EWS-Standort: - Untergrund - Wechsel-. wirkungen 17

18 Projekt Gemeinde Schwülper Kindergarten Sanierung Kindergarten Schwülper Bauherr: Gemeinde Schwülper Architekt: hmp Architekten 18

19 Projekt Gemeinde Schwülper Kindergarten Ausgangspunkt Untergrund Luft Sonne Abwärme EWS Kühlung TWW Strom Speicher Wärmepumpe Raumheizung Anlage zum Heizen und Kühlen Antriebsenergie Sole Kältemittel 19

20 Projekt Gemeinde Schwülper Kindergarten Variante Erdwärmepumpe und PV Untergrund Luft Sonne Abwärme Jahresarbeitszahl nur Heizen ca. 4 EWS PV El. Last Solare Deckung ca. 30% Strom Anlage zum Heizen und Kühlen (direkt und indirekt) mit PV Anlage Speicher Antriebsenergie Sole Kältemittel Kühlung TWW Wärmepumpe Raumheizung Systemjahresarbeitszahl JAZ reg mit Bezug zum Stromnetz JAZ reg = Q Heiz P el,netz = (1 0,30) = 5,7 20

21 Projekt Gemeinde Schwülper Kindergarten Variante Erdwärmepumpe und PV + Batterie Untergrund EWS Luft Sonne PV Batterie Abwärme El. Last Kühlung Erhöhung der PV Eigennutzung durch Batterie Vorsicht bei Kennzahlen TWW Strom Speicher Wärmepumpe Raumheizung Anlage zum Heizen und Kühlen (direkt und indirekt) mit PV Anlage und Batterie Antriebsenergie Sole Kältemittel 21

22 Zusammenfassung Drei aktuelle Geothermieprojekte: 1. Heizen + Kühlen (direkt + indirekt) 2. Heizen + Kühlen (direkt + indirekt) + konventioneller Spitzenlast (bivalent) 3. Heizen + Kühlen (direkt + indirekt) + PV + Batterie 22

23 Zusammenfassung Multivalente Geothermiesysteme sind vielseitig und erlauben maßgeschneiderte Lösungen erreichen hohe regenerative Anteile nutzen Komponenten mehrfach führen zu Kostenoptimierung verbessern Versorgungssicherheit und Systemstabilität mit EWS- Regeneration führen zu weniger Wechselwirkungen und erlauben nachhaltigen Betrieb 23

24 Danksagung + Fragen Danke für die Aufmerksamkeit! Besonderer Dank für die kurzfristige Unterstützung und das ausgesprochene Vertrauen durch alle beteiligten Institutionen, Firmen, Büros und beteiligte Personen. Fragen? 24

25 Kontakt Für Fragen stehen wir Ihnen gern zur Verfügung: Erik Bertram Ingenieurgesellschaft Meinhardt Fulst GmbH Völgerstr Hannover Tel: / Fax: / info-h@i-mf.de 25