Die Nutzung der Geothermie in Norddeutschland:

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1 Die Nutzung der Geothermie in Norddeutschland: Innovative Energiesysteme in Großgebäuden Dipl.-Ing. Stephan Oehlert Dipl.-Ing. Holger Kaiser ZENT-FRENGER GmbH 1

2 Die Nutzung von Geothermie in Norddeutschland: Innovative Energiesysteme in Großgebäuden T.I.M.E. Port II, 2

3 Bürogebäude Medac Energiekonzept Lage: Wedel BGF: 950m² Rosengarten 3

4 Bürogebäude Medac Energiekonzept Energieerzeugungsanlage: 16 EWS 99 m Wärmepumpe Geozent Profi Untergrund: Heizen Leistung: 73 kw Energie: 163 MWh Kühlen 67 kw 50 MWh bis 30 m Geschiebemergel bis 50 m Sand und Kies bis 99 m Ton und Geröll Deckung: 58% 78% 4

5 Bürogebäude Medac Energiekonzept Geschossdecken mit Betonkernaktivierung zum Kühlen und Heizen der Büroflächen im Vierleitersystem Konvektoren zur Spitzenlastdeckung und zur individuellen Regelung der Raumtemperatur Gründungspfähle als geothermische Energielieferanten Wärmepumpe mit hydraulischer Umschaltung Heiz-/Kühlbetrieb und Naturalkühlung Zusätzlich Gas-Heizkessel und Kältemaschine zur Spitzenlastdeckung 5

6 Bürogebäude T.I.M.E. Port II Energiekonzept Lage: BGF: 730 m² Barkhausenstrasse 6

7 Bürogebäude T.I.M.E. Port II Energiekonzept Energieerzeugungsanlage: 64 Energiepfähle Ø45cm; 23 m Wärmepumpe Geozent Untergrund: Heizen Leistung: 167 kw Energie: 217 MWh Kühlen 70 kw 107 MWh bis 1,5 m Auffüllung bis 18 m Torf, GW bis 23 m Sand, GW Deckung: 100% 100% 7

8 Bürogebäude T.I.M.E. Port II Energiekonzept Zweiflächen-Bauteilaktivierung mittels passiver Betonkerntemperierung und aktiver Randstreifenelemente Gründungspfähle als geothermische Energielieferanten Wärmepumpe mit hydraulische Umschaltung Heiz-/Kühlbetrieb und Naturalkühlung 8

9 Bürogebäude T.I.M.E. - Port II Energienutzung im Gebäude, Tag-/ Nachtverbraucher q [W/m 2 ] Gebäudebedarf q [W/m 2 ] BKT (Nachtverbraucher) Wh/m Wh/m t [h] t [h] q [W/m 2 ] Randstreifenelemente (Tagverbraucher) q [W/m 2 ] Geothermie Wh/m Wh/m 2 (inkl. Wärmepumpe) t [h] t [h] 9

10 Bürogebäude T.I.M.E. - Port II Energienutzung im Gebäude, Tag-/ Nachtverbraucher q [W/m 2 ] Gebäudebedarf q [W/m 2 ] BKT (Nachtverbraucher) Wh/m Wh/m t [h] t [h] q [W/m 2 ] Randstreifenelemente (Tagverbraucher) q [W/m 2 ] Geothermie Wh/m Wh/m 2 (inkl. Wärmepumpe) t [h] t [h] 10

11 Bürogebäude T.I.M.E. - Port II Energienutzung im Gebäude, Tag-/ Nachtverbraucher q [W/m 2 ] Gebäudebedarf q [W/m 2 ] BKT (Nachtverbraucher) Wh/m Wh/m t [h] t [h] q [W/m 2 ] Randstreifenelemente (Tagverbraucher) q [W/m 2 ] Geothermie Wh/m Wh/m 2 (inkl. Wärmepumpe) t [h] t [h] 11

12 Bürogebäude T.I.M.E. - Port II Energienutzung im Gebäude, Tag-/ Nachtverbraucher Tag RSE-Elemente System Batiso Plus Nacht Betonkerntemperierung System BATISO Betonfertigteil flink reagierend individuell regelbar Nutzt die positiven Speichereigenschaften eines Gebäudes mit großen Massen 12

13 Bürogebäude T.I.M.E. - Port II Energienutzung im Gebäude, Tag-/ Nachtverbraucher Tag RSE-Elemente System Batiso Plus Nacht Betonkerntemperierung System BATISO Betonfertigteil flink reagierend individuell regelbar Nutzt die positiven Speichereigenschaften eines Gebäudes mit großen Massen 13

14 Klimahaus Lage: Bremen Keilstrasse BGF: 1800 m² 14

15 Klimahaus Energiekonzept 15

16 Büro- und Wohngebäude Holzhafen Lage: Hamburg Große Elbstraße BGF: 6200m² 16

17 Büro- und Wohngebäude Holzhafen Energiekonzept Energieerzeugungsanlage: ca.900 Energiepfähle ~11 m Wärmepumpe: Geozent Dual cooling Untergrund: Heizen Leistung: 650 kw Energie: 70 MWh Kühlen 1000 kw 126 MWh bis 5 m Auffüllung bis 12,7 m Geschiebemergel bis 16,5 m Sand bis 20 m Geschiebemergel bis 22,5 m Sand > 4 W/(mK) mit TRT Deckung: 77% 40% 17

18 Büro- und Wohngebäude Holzhafen Energiekonzept Betonkernaktivierung zum Kühlen und Heizen der Büroflächen Lüftunssystem zur Lastdeckung und zur individuellen Regelung der Raumtemperatur Nachkühlung auf niedrigeren Niveau Gründungspfähle als geothermische Energielieferanten Wärmepumpe mit hydraulischer Umschaltung Heiz-/Kühlbetrieb, Naturalkühlung, Dualbetrieb Heiz- und Kühlbetrieb, Heisgasauskopplung zur Brauchwassererzeugung Energiezentrale regelt geothermische Nutzung, Fernwärmeversorgung und Glykolkühler zur Deckung der Last zum optimalen Betrieb 18

19 Büro- und Wohngebäude Holzhafen 19

20 Büro- und Wohngebäude Holzhafen Fernwärme Geothermie 20

21 Büro- und Wohngebäude Holzhafen Glykolkühler Geothermie 21

22 Büro- und Wohngebäude Holzhafen Fernwärme Glykolkühler Geothermie 22

23 Büro- und Wohngebäude Holzhafen Geothermie 23

24 Monitoring Belastbare Daten über das Betriebsverhalten der Gesamtanlage: Geothermie (EWS) Energiebereitstellung (WP) Energienutzung (BKT/KHD) Funktionalität der Gesamtanlage Optimierungsmöglichkeit des Gesamtsystems 24

25 Monitoring Sicherstellung der Funktion, respektive der Gebrauchstauglichkeit des Gesamtsystems im Bereich der Geothermie. Beispiel: Messung der VL/RL-Temperatur Geothermie im Heizfall 100% Sicherheit vor Einfrieren der Energiepfähle Sicherstellen des Potentials für einen etwaigen Naturalkühlbetrieb Jahresarbeitszahl β 25

26 Solution Paradigmenwechsel Ortsunabhängige Web-basierende-Lösung Visualisierung des Gesamtsystems Monitoring!!! 26

27 FedEx, Genf Durch die Web-basierende Konfiguration, Bedienung, Überwachung und Wartung des Gesamtsystems des FedEx-Gebäudes in Genf konnten erhebliche Kosten bei der Inbetriebnahme sowie Konfiguration der Anlage eingespart werden! Auf Basis der Messdaten konnte: Optimierung der Anlage (hohe Temperatur im Untergrund) bzw. die Funktionalität (Naturalkühlung) sichergestellt, sowie die Effizienz des Gesamtsystems nachgewiesen werden! 27

28 Zusammenfassung Nur ganzheitliche Planungskonzepte schaffen den gewünschten Nutzeffekt Bessere Anlagentechnik liefert Potenzial zur Senkung der Betriebskosten und Erhaltung der Wirtschaftlichkeit und Geothermie hilft Emissionen zu senken! 28

29 Gesellschaft für Gebäudetechnik mbh Kühl-/ Heizdecken Betonkerntemperierung Geothermisch Heizen/Kühlen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Zentrale und Niederlassung Mitte Büro Heppenheim Schwarzwaldstraße 2 D Heppenheim Telefon Telefax Niederlassung Nord Büro Hamburg Kantstraße 6 A D Neu Wulmstorf Telefon Telefax Niederlassung Süd Büro Stuttgart Maybachstraße 7 D Leonberg Telefon Telefax Niederlassung Süd Büro München Freischützstraße 77 D München Telefon Telefax

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