2018 | OriginalPaper | Buchkapitel
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Handbuch Oberflächennahe Geothermie
In Abhängigkeit des genutzten Systems – offene oder geschlossene Anlagen – ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die Beschaffenheit des Wärmeträgermediums. Die Grundwasserbeschaffenheit spielt besonders bei offenen Systemen eine wesentliche Rolle und beeinflusst Bau, Betrieb und die Lebensdauer bei brunnengekoppelten Anlagen. Aus diesem Grund sollten die Konzentrationen der relevanten Wasserinhaltsstoffe als auch die wesentlichen Vor-Ort-Parameter bekannt sein, da ungünstige hydrochemische Eigenschaften sich nachteilig auf die Förderleistung der Brunnen auswirken können. Die häufigste Ursache für eine frühzeitige Brunnenalterung ist die biologische Verockerung, die im Zusammenhang mit der Nutzung eisen- respektive manganhaltiger Grundwässer auftreten kann. Grundwässer, die über hohe Konzentrationen aggressiver Inhaltsstoffe verfügen, weisen einen korrosiven Charakter auf. Bei geschlossenen Systemen sollte neben der Kenntnis der Grundwasserbeschaffenheit auch die chemische Zusammensetzung synthetischer Wärmeträgermedien bekannt sein, da sie im Fall einer Leckage in das Grundwasser eintreten können. In der Praxis werden Erdwärmesondenanlagen üblicherweise mit einer Wasser-Glykol-Mischung im Verhältnis 4:1 befüllt. Die eingesetzten Glykole (vornehmlich Ethylenglykol aber auch Propylenglykol) gelten als schwach wassergefährdend. Die durch Erdwärmesonden induzierte Temperaturänderung im Untergrund ist vergleichsweise gering und wirkt sich nur unwesentlich auf die Grundwasserbeschaffenheit und Ökosystemfunktionen aus.
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Zurück zum Zitat Anagnostou, G., Pimentel, E., Serafeimidis, K.: Swelling of sulphatic claystones - some fundamental questions and their practical relevance. Geomechanics and Tunnelling 3(5), 567–572 (2010) CrossRef Anagnostou, G., Pimentel, E., Serafeimidis, K.: Swelling of sulphatic claystones - some fundamental questions and their practical relevance. Geomechanics and Tunnelling
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Zurück zum Zitat Arning, E., Kölling, M., Panteleit, B. et al.: Einfluss oberflächennaher Wärmegewinnung auf geochemische Prozesse im Grundwasserleiter. Grundwasser 1, 27–39 (2006) CrossRef Arning, E., Kölling, M., Panteleit, B. et al.: Einfluss oberflächennaher Wärmegewinnung auf geochemische Prozesse im Grundwasserleiter. Grundwasser
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Zurück zum Zitat Brielmann, H., Griebler, C., Schmidt, S. I. et al.: x Effects of thermal energy discharge on shallow groundwater ecosystems. FEMS Microbiol. Ecol. 68, 273–286 (2009) CrossRef Brielmann, H., Griebler, C., Schmidt, S. I. et al.: x Effects of thermal energy discharge on shallow groundwater ecosystems. FEMS Microbiol. Ecol.
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Zurück zum Zitat Brielmann, H., Lueders, T., Schreglmann, K. et al.: Oberflächennahe Geothermie und ihre potenziellen Auswirkungen auf Grundwasserökosysteme. Grundwasser 16, 77–91 (2011) CrossRef Brielmann, H., Lueders, T., Schreglmann, K. et al.: Oberflächennahe Geothermie und ihre potenziellen Auswirkungen auf Grundwasserökosysteme. Grundwasser
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Zurück zum Zitat Diao, N., Li Q, Fang, Z.: An analytical solution of the temperature response in geothermal heat exchangers with groundwater advection. Journal Shandong Inst. Archit. Engng. 18(3), 1–5 (2003) Diao, N., Li Q, Fang, Z.: An analytical solution of the temperature response in geothermal heat exchangers with groundwater advection. Journal Shandong Inst. Archit. Engng.
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Zurück zum Zitat DIN 4030-1 Beurteilung betonangreifender Wässer, Böden und Gase – Teil 1: Grundlagen und Grenzwerte. (2008) DIN 4030-1 Beurteilung betonangreifender Wässer, Böden und Gase – Teil 1: Grundlagen und Grenzwerte. (2008)
Zurück zum Zitat DIN EN 206-1 Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität (2001) DIN EN 206-1 Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität (2001)
Zurück zum Zitat DIN EN ISO 5667-3: Wasserbeschaffenheit – Probenahme – Teil 3: Anleitung zur Konservierung und Handhabung von Wasserproben (2004) DIN EN ISO 5667-3: Wasserbeschaffenheit – Probenahme – Teil 3: Anleitung zur Konservierung und Handhabung von Wasserproben (2004)
Zurück zum Zitat Fuchs, G., Schlegel, H. G.: Allgemeine Mikrobiologie, 8. Aufl. Thieme, Stuttgart (2006) Fuchs, G., Schlegel, H. G.: Allgemeine Mikrobiologie, 8. Aufl. Thieme, Stuttgart (2006)
Zurück zum Zitat Griebler, C., Kellermann, C., Stumpp, C. et al.: Auswirkungen thermischer Veränderungen infolge der Nutzung oberflächennaher Geothermie auf die Beschaffenheit des Grundwassers und seiner Lebensgemeinschaften – Empfehlungen für eine umweltverträgliche Nutzung. TEXTE 54/2015 Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. Umweltbundesamt. http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/texte_54_2015_auswirkungen_thermischer_veraenderungen_infolge_der_nutzung_obenflaechennaher_geothermie_0.pdf (2015). Zugegriffen: 08. Apr. 2016 Griebler, C., Kellermann, C., Stumpp, C. et al.: Auswirkungen thermischer Veränderungen infolge der Nutzung oberflächennaher Geothermie auf die Beschaffenheit des Grundwassers und seiner Lebensgemeinschaften – Empfehlungen für eine umweltverträgliche Nutzung. TEXTE 54/2015 Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. Umweltbundesamt.
http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/texte_54_2015_auswirkungen_thermischer_veraenderungen_infolge_der_nutzung_obenflaechennaher_geothermie_0.pdf (2015). Zugegriffen: 08. Apr. 2016
Zurück zum Zitat Gümpel, P., Kreikenbohm, R., Neumann, K.: Betrachtungen über mikrobiell induzierte Korrosionsvorgänge und deren biologischen Hintergrund. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 27(3), 122–128 (1996) CrossRef Gümpel, P., Kreikenbohm, R., Neumann, K.: Betrachtungen über mikrobiell induzierte Korrosionsvorgänge und deren biologischen Hintergrund. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
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Zurück zum Zitat Klotzbücher, T.: Risikoeinschätzung bezüglich des Einsatzes von Glykol in Wärmeträgerflüssigkeiten bei der Gewinnung von oberflächennaher Geothermie – Untersuchungen zum anaeroben Abbau von Glykolen. Diplomarbeit, Universität Tübingen (2006) Klotzbücher, T.: Risikoeinschätzung bezüglich des Einsatzes von Glykol in Wärmeträgerflüssigkeiten bei der Gewinnung von oberflächennaher Geothermie – Untersuchungen zum anaeroben Abbau von Glykolen. Diplomarbeit, Universität Tübingen (2006)
Zurück zum Zitat Klotzbücher, T, Kappler, A, Straub, K. L. et al.: Biodegradability and groundwater pollutant potential of organic anti-freeze liquids used in borehole heat exchangers. Geothermics, 36, 348–361 (2007) CrossRef Klotzbücher, T, Kappler, A, Straub, K. L. et al.: Biodegradability and groundwater pollutant potential of organic anti-freeze liquids used in borehole heat exchangers. Geothermics,
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Zurück zum Zitat Kölbel, T.: Grundwassereinfluss auf Erdwärmesondenanlagen: Geländeuntersuchungen und Modellrechnungen. Dissertation, KIT (2010) Kölbel, T.: Grundwassereinfluss auf Erdwärmesondenanlagen: Geländeuntersuchungen und Modellrechnungen. Dissertation, KIT (2010)
Zurück zum Zitat Scheiber, J., Schwotzer, M., Kölbel, T. et al.: Detektion von Anhydrit in Bohrklein – Vergleich verschiedener Analysekonzepte. bbr Sonderheft 2011, 18–27 (2011) Scheiber, J., Schwotzer, M., Kölbel, T. et al.: Detektion von Anhydrit in Bohrklein – Vergleich verschiedener Analysekonzepte. bbr Sonderheft 2011, 18–27 (2011)
Zurück zum Zitat Sutton, M., Nutter, D., Couvillion, R.: TA ground resistance for vertical bore heat exchangers with groundwater flow. J Energ Resour-Asme 125, 183–188 (2003) CrossRef Sutton, M., Nutter, D., Couvillion, R.: TA ground resistance for vertical bore heat exchangers with groundwater flow. J Energ Resour-Asme 125, 183–188 (2003)
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Zurück zum Zitat Thronocker, O., Szewzyk, U.: Verockerungsanalytik für eine längere Brunnenlebensdauer. bbr 10, 70–73 (2013) Thronocker, O., Szewzyk, U.: Verockerungsanalytik für eine längere Brunnenlebensdauer. bbr
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Zurück zum Zitat Tostmann, K-H., Korrosion: Ursachen und Vermeidung, 1. Aufl. Wiley-VCH, Weinheim (2001) Tostmann, K-H., Korrosion: Ursachen und Vermeidung, 1. Aufl. Wiley-VCH, Weinheim (2001)
Zurück zum Zitat VDI 4640: Thermische Nutzung des Untergrundes, Blatt 2: Thermische Nutzung des Untergrundes: Erdgekoppelte Wärmepumpenanlage. Beuth, Berlin (2001) VDI 4640: Thermische Nutzung des Untergrundes, Blatt 2: Thermische Nutzung des Untergrundes: Erdgekoppelte Wärmepumpenanlage. Beuth, Berlin (2001)
Zurück zum Zitat VwVwS: Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Wasserhaushaltsgesetz über die Einstufung wassergefährdender Stoffe in Wassergefährdungsklassen. Bundesanzeiger 51(98a) (1999) VwVwS: Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Wasserhaushaltsgesetz über die Einstufung wassergefährdender Stoffe in Wassergefährdungsklassen. Bundesanzeiger 51(98a) (1999)
Zurück zum Zitat Walker-Hertkorn, S., Tholen, M.: Arbeitshilfen Geothermie: Grundlagen für oberflächennahe Erdwärmesondenbohrungen, 1. Aufl. Wirtschafts- u. Verlagsges. Gas u. Wasser, Bonn (2007) Walker-Hertkorn, S., Tholen, M.: Arbeitshilfen Geothermie: Grundlagen für oberflächennahe Erdwärmesondenbohrungen, 1. Aufl. Wirtschafts- u. Verlagsges. Gas u. Wasser, Bonn (2007)
- Titel
- Auswirkungen der Grundwasserbeschaffenheit auf Bau und Betrieb Oberflächennaher Geothermieanlagen
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-662-50307-2_6
- Autoren:
-
Lena Eggeling
Jochen Schneider
- Verlag
- Springer Berlin Heidelberg
- Sequenznummer
- 6
- Kapitelnummer
- 6