Uitgangssituatie
Voor de renovatie van een installatie met meerdere vakantieappartementen in Clavadel bij Davos in het kanton Graubünden werd een geothermische oplossing gezocht. Het perceel ligt op 1660 meter boven zeeniveau en is ingebed in een berglandschap.
Oorspronkelijk was het de bedoeling meerdere dubbele U-bodemwarmtewisselaars met een buisdiameter van 40 millimeter en een diepte van elk 200 meter te installeren. Uit de eerste boringen bleek echter al dat uitvoering op deze schaal niet mogelijk was vanwege artesisch grondwater onder druk vanaf ongeveer 42 meter diepte.
Er moest snel worden gereageerd. In samenwerking met separatus kon MR Erdwärme snel en eenvoudig een praktisch uitvoerbaar alternatief aanbieden. Door het systeem te gebruiken dat gespecialiseerd is in korte bodemwarmtewisselaars, kon het project succesvol worden aangepast en gerealiseerd. Het ontwerp en de uitvoering zijn gewijzigd naar separatus-bodemwarmtewisselaars van 40 meter diep.
Uitvoering van het bodemenergiesysteem
TRT-test separatus
Om het benodigde aantal separatus-bodemwarmtewisselaars van 40 meter diep voor het project te bepalen, is in de eerste boring een separatus-bodemwarmtewisselaar geïnstalleerd met opvulmateriaal met een warmtegeleidingsvermogen van 2 W/(mK). Acht dagen na de installatie is in juli 2025 een Thermal Response Test (TRT) uitgevoerd.
In het eerste deel van de test is een ongestoorde gemiddelde bodemtemperatuur van 9,8 graden Celsius gemeten. In het tweede deel is de bodemwarmtewisselaar gebruikt met een specifiek warmteafgiftevermogen van 76 watt per meter. De thermische belastingsfase duurde 139 uur en overtrof daarmee de internationaal aanbevolen minimumeisen.
Tijdens de test bedroeg de gemiddelde warmteafgifte 3,8 kilowatt. Het gemeten debiet was gemiddeld 617 liter per uur. Het effectieve warmtegeleidingsvermogen van de ondergrond is vastgesteld op 2 W/(mK) en komt overeen met de plaatselijk bekende hydrogeologische opbouw van moreneafzettingen. Daarnaast kon een ondergrondse waterafvoersnelheid volgens Darcy van 2,1 × 10⁻⁶ meter per seconde worden aangetoond.
Dimensionering
Het bodemenergiesysteem is gedimensioneerd met de ontwerpsoftware GHEtool. Als basis voor de simulatie zijn de bodemparameters gebruikt die met de TRT zijn bepaald.
Het gebouw heeft een jaarlijkse verwarmingsbehoefte van 27’200 kilowattuur. Daarnaast bedraagt de behoefte aan warm water 2’800 kilowattuur per jaar. Voor de zomermaanden is een jaarlijkse koelbehoefte van 3’900 kilowattuur berekend. Er wordt een warmtepomp met een maximaal verwarmingsvermogen van 25 kilowatt gebruikt.
Op basis van deze gegevens is een langetermijnsimulatie over een periode van 50 jaar uitgevoerd. Deze leverde een minimale gemiddelde vloeistoftemperatuur van –1,31 graden Celsius op.
Configuratie en uitvoering van het boorveld
Over het perceel zijn in totaal 30 boringen van elk 40 meter diep verdeeld en uitgevoerd.
De boringen zijn uitgevoerd met een verbuizing met een buitendiameter van 132 mm. Door de geologische omstandigheden was een doorlopende verbuizing nodig. De gebruikte boorstang had een buitendiameter van 89 mm en de boorhamer 108 mm.
Het opvullen gebeurde via een injectiebuis van 25 mm die samen met de bodemwarmtewisselaar in het boorgat werd ingebracht. Er werd de krachtige geothermische mortel K Zeo-Therm 2.0 met een hoog warmtegeleidingsvermogen gebruikt voor maximale thermische overdracht.
De aansluitwerkzaamheden zijn uitgevoerd door Bruno Brunner AG. Op elke bodemwarmtewisselaar is een separatus-kop met een aansluitstuk van 40 millimeter gelast. Telkens zijn drie bodemwarmtewisselaars in serie geschakeld, zodat in totaal tien circuits zijn gevormd en via twee verdeelputten zijn samengebracht.
De verdeelputten zijn op maat vervaardigd door Geser Erdwärme GmbH. Er zijn een viervoudige en een zesvoudige ECO 650-verdeelput met A-35-deksel, Inlinesetters van 5 tot 42 liter per minuut en D40-aansluitingen voor bodemwarmtewisselaars gebruikt.
Conclusie
Dit project laat indrukwekkend zien hoe met een doordacht ontwerp, technische expertise en innovatieve technologie onder uitdagende geologische omstandigheden een rendabele en betrouwbare bodemenergieoplossing kan worden gerealiseerd. Dankzij de jarenlange ervaring en oplossingsgerichte aanpak van MR Erdwärme kon snel een uitvoerbaar alternatief worden gevonden. In combinatie met het separatus-systeem, dat gespecialiseerd is in geringe boordiepten, is een efficiënte geothermische oplossing gerealiseerd. MR Erdwärme verzorgde niet alleen de uitvoering, maar toonde ook grote deskundigheid bij de projectcoördinatie en systeemintegratie.
De installatie voldoet aan alle energetische eisen van het gebouw en laat tegelijkertijd zien dat geothermische systemen ook met minder ruimte en geringere boordiepten kunnen worden gerealiseerd zonder verlies van efficiëntie of bedrijfszekerheid.
Dit referentieproject is een overtuigend voorbeeld van hoe moderne geothermie dankzij vakkennis, flexibiliteit en innovatieve systeemoplossingen toekomstbestendig kan worden ontworpen en uitgevoerd in kwetsbare Alpenregio's. Ondanks de moeilijke randvoorwaarden is het gelukt om voor de opdrachtgever een goed werkend en duurzaam bodemenergiesysteem te realiseren.
