Bodemenergie in complexe geologie op de Bartholomäberg
Een continu geothermische project van het separatus partnernetwerk
Voor een vakantiehuis op de Bartholomäberg in Montafon (AT) wordt een bodemenergiesysteem met zes separatus-bodemwarmtewisselaars gerealiseerd. De uitdagende geologie met een grondwaterlaag vereiste een zorgvuldig ontwerp en een aangepast boorproces.
Het project laat zien hoe de samenwerking binnen het partnernetwerk van separatus werkt. separatus verzorgde de thermische simulatie en dimensionering. Onze boorpartner Plankel voerde de boorwerkzaamheden en de installatie van de bodemwarmtewisselaars uit. Geser Erdwärme verzorgt de hydraulische aansluiting.
Zo ontstaat een integrale oplossing, van het ontwerp tot de volledig gerealiseerde ontsluiting.
Uitgangssituatie
Het vakantiehuis ligt op de Bartholomäberg in Montafon op ongeveer 734 meter boven zeeniveau. Voor de warmtevoorziening van het gebouw moet ondiepe geothermie worden gebruikt. In een eerste ontwerp waren globaal 6 verticale bodemwarmtewisselaars van elk 53 meter diep berekend.
separatus voor geringe sondediepten
Het separatus-systeem is bijzonder geschikt voor bodemenergieprojecten met geringe boordiepten. Aanvoer en retour zijn geïntegreerd in de compacte Splitpipe-buis. Daardoor ontstaan gunstige hydraulische omstandigheden, die bij korte bodemwarmtewisselaars doorslaggevend kunnen zijn voor een efficiënte warmteoverdracht.
Het verdelen van de benodigde totale boorlengte over meerdere korte boringen biedt bij uitdagende geologie een belangrijk voordeel. Bijzonder diepe en technisch risicovollere boortrajecten kunnen worden vermeden. Tegelijkertijd kan het veld met bodemwarmtewisselaars nauwkeurig aan de plaatselijke omstandigheden worden aangepast.
Thermische simulatie door separatus
Verticale bodemwarmtewisselaars moeten zorgvuldig worden afgestemd op de energiebehoefte van het gebouw, de klimaatomstandigheden, de eigenschappen van de ondergrond en de hydraulische omstandigheden.
Tijdens het detailontwerp voerde het ontwerpteam van separatus een thermische simulatie van het bodemenergiesysteem uit en controleerde het de projectspecifieke randvoorwaarden. Daaruit bleek dat het oorspronkelijk aangenomen algemene specifieke onttrekkingsvermogen voor deze locatie enigszins optimistisch was. Vanwege de klimaatomstandigheden op deze hoogte in Montafon en de plaatselijke geologie luidde het advies de sondelengte te vergroten om de efficiëntie van de installatie op lange termijn te optimaliseren. De installatie is uiteindelijk uitgevoerd met 6 verticale bodemwarmtewisselaars van elk 60 meter. De totale sondelengte bedraagt daarmee 360 meter.
De thermische simulaties lieten bovendien zien dat voor dit project met het separatus-systeem hogere brinetemperaturen te verwachten zijn dan met een conventionele dubbele U-bodemwarmtewisselaar. De belangrijkste reden hiervoor zijn de stromingsomstandigheden: bij dubbele U-bodemwarmtewisselaars zou door de projectspecifieke debieten voornamelijk laminaire stroming optreden, wat de warmteoverdracht in de sondebuis verslechtert. Onder dezelfde randvoorwaarden bereikt het separatus-systeem gunstigere hydraulische omstandigheden en daarmee een efficiëntere warmteoverdracht.
Met zes gelijkmatig gedimensioneerde verticale bodemwarmtewisselaars ontstaat een overzichtelijk boorveld. De gekozen configuratie combineert een beperkte boordiepte met het benodigde thermische vermogen.
Uitdagende geologie met een grondwaterlaag
De geologische omstandigheden stelden bijzondere eisen aan de uitvoering. In de ondergrond bevindt zich een grondwaterlaag. Het boorproces is aangepast aan de verschillende geologische zones.
Eerst werd met de spoelboormethode een verbuizing met een diameter van 160 millimeter aangebracht. De verbuizing stabiliseert het bovenste deel van het boorgat en maakt een gecontroleerde voortzetting van het boorwerk mogelijk. Vervolgens werd binnen de verbuizing overgeschakeld op de down-the-holehamermethode. Met een boordiameter van 132 millimeter werden de boringen voortgezet tot een diepte van 60 meter.
De combinatie van beide boormethoden maakte een gecontroleerde uitvoering mogelijk die was aangepast aan de ondergrond.
Boring en installatie van de bodemwarmtewisselaar door Plankel
De boorwerkzaamheden en installatie van de separatus-bodemwarmtewisselaars zijn uitgevoerd door onze ervaren boorpartner Plankel.
De uitvoering omvatte:
- 6 boringen van elk 60 meter diep
- in totaal 360 meter aan verticale bodemwarmtewisselaars
- Aanbrengen van een verbuizing van 160 millimeter met de spoelboormethode
- daaropvolgende boring met een down-the-holehamer van 132 millimeter
- Installatie van de separatus-bodemwarmtewisselaars
- Opvullen van de boorgaten met Fischer GeoSolid
Vooral bij complexe geologische omstandigheden zijn ervaring, geschikt materieel en de juiste combinatie van boormethoden doorslaggevend. Plankel bracht deze competenties in het project in en voerde de geplande oplossing vakkundig uit op de bouwplaats.
Hydraulische aansluiting door Geser Erdwärme
Na de installatie van de verticale bodemwarmtewisselaars verzorgt Geser Erdwärme de hydraulische aansluiting van de installatie.
De afzonderlijke bodemwarmtewisselaars worden op het verdeelsysteem aangesloten en in het totale systeem geïntegreerd. Een zorgvuldige hydraulische uitvoering is belangrijk, zodat alle bodemwarmtewisselaars gelijkmatig worden doorstroomd en het geplande vermogen betrouwbaar kunnen leveren.
Door het ontwerp, de boring en de aansluiting vroegtijdig op elkaar af te stemmen, zijn de raakvlakken tussen de betrokken bedrijven duidelijk vastgelegd.
Drie gespecialiseerde partners voor één gezamenlijke oplossing
Het project op de Bartholomäberg toont het nut van een goed afgestemd partnernetwerk.
Elk bedrijf verzorgt het onderdeel waarvoor het over de juiste ervaring beschikt. Zo krijgt de opdrachtgever één integrale oplossing. De afzonderlijke projectfasen worden niet los van elkaar beschouwd, maar technisch op elkaar afgestemd.
Dit is belangrijk bij uitdagende projecten. Een goede simulatie alleen volstaat niet als de geplande oplossing niet bij de beschikbare boortechniek past. Ook de hydraulische aansluiting moet worden afgestemd op het ontwerp en de werkelijke configuratie van het boorveld.
Het partnernetwerk van separatus verbindt deze deskundigheden.
Projectgegevens in één oogopslag
- Object: vakantiehuis
- Regio: Bartholomäberg in Montafon
- Sondesysteem: separatus-bodemwarmtewisselaars
- Aantal boringen: 6
- Sondediepte: 60 meter
- Totale sondelengte: 360 meter
- Diameter hamerboring: 132 millimeter
- Verbuizing: 160 millimeter
- Geologische bijzonderheid: grondwaterlaag
- Ontwerp en simulatie: separatus
- Boring en installatie van de bodemwarmtewisselaar: Plankel
- Hydraulische aansluiting: Geser Erdwärme
Conclusie
Het project laat zien dat bodemenergie ook bij geringe sondediepten en uitdagende geologische omstandigheden betrouwbaar kan worden gerealiseerd. Doorslaggevend is een oplossing waarbij thermisch ontwerp, boortechniek en hydraulische aansluiting op elkaar zijn afgestemd.
Met zes separatus-bodemwarmtewisselaars van elk 60 meter ontstaat een compact bodemenergiesysteem met in totaal 360 meter sondelengte. Het aangepaste boorproces met spoelboring, verbuizing en daaropvolgende down-the-holehamerboring houdt rekening met de bijzondere omstandigheden van de ondergrond.
Tegelijkertijd toont dit referentieproject de kracht van het partnernetwerk van separatus. Van de simulatie en het boren tot de hydraulische aansluiting brengen gespecialiseerde bedrijven hun expertise samen in één oplossing.
