Køling med jordvarme - en effektiv måde at spare omkostninger

Køling med hjælp fra jordvarmeboringer er et godt og klimavenligt alternativ til traditionel køling af bygninger. I kombinationen med opvarmning fra jordvarmeboringer kan en sådan løsning sikre bedre ydelse, kortere tilbagebetalingstid og endda lavere investeringsomkostninger. Denne artikel er skrevet af Rüdiger Grimm og Markus Hochstein fra geoENERGIE Konzept.

Bedre ydelse, sparede omkostninger – Varme og køling med jordvarmeboringer

”Grøn” klimatilpasning er i en tid med stigende energipriser og tiltagende miljømæssig ansvarsbevidsthed et tema hos mange institutioner og virksomheder. Køling via jordvarmeboringer til boliger og erhvervsbygninger såvel som til anden anvendelse (f.eks. køling af datacentre) er i fokus hos bygherrer og projektudviklere. Det er ikke kun driftsomkostningerne til køling der spiller en rolle, også den dobbelte anvendelse af jordvarmeboringer, både opvarmning og køling, bidrager til at holde investeringsomkostningerne nede.

Lodret jordvarme egner sig ikke kun til opvarmning men også køling af bygninger, hvor varmen bliver taget fra bygningens rum og ført ned i undergrunden. Ved almindelig varmedrift med jordvarmeboringer optager jordvarmekollektorerne gennem vinteren varmen fra undergrunden. Der dannes herved et temperaturfald i undergrunden, som gennemstrømninger henover sommeren gør, såfremt der er dimensioneret korrekt, at undergrunden ved sondefeltet regenereres helt naturligt.

Denne naturlige regeneration kan gennem geotermisk køling forstærkes, idet yderligere varme bliver sendt ned i undergrunden. Ved sådan en påvirkning af undergrundens oprindelige temperaturniveau, kompenserer varmepumpen i løbet af den næste opvarmningsperiode ved den lavere temperaturdifference, med at arbejde mere effektivt og bruge mindre strøm til driften. Tilbagebetalingstiden på et sådant anlæg sænkes, i forhold til et rent opvarmningsanlæg, da der foretages en passende dimensionering, i dette tilfælde antal boremeter og dermed investeringsomkostninger.

I sidste ende bruges jorden i dette tilfælde som et enormt naturligt underjordisk varmelager. Om vinteren sker der varmeoptagelse fra jorden til opvarmning af bygningen (benyttelse af den varme, der blev ledt ned i sommerperioden), og om sommeren sker nedføring af overskydende varme (fra køling af bygningen) i undergrunden til benyttelse af det underjordiske energilager.

Udnyttelse af jordvarmeboringerne hhv. vinter og sommer. (Billede tilhører geoENERGIE Konzept)

Effektiv opvarmning og køling af 800 kontorer

Hos det tyske patent- og markedsamt i München blev et køle-varme-anlæg realiseret, hvorved størstedelen af kølebehovet og 25% af varmebehovet blev dækket med jordvarmeboringer. Dermed blev ca. 800 enkeltkontorer udrustet med varme- og køleflader. Airconditionen er ved hjælp af disse køleflader støjfri, trækfri og om vinteren tilpasset så de er anvendelige til opvarmning.

GeoENERGIE Konzept GmbH forfattede idéen og planlagde over 5000 boremeter i tre seperatstyrede borefelter, hvilke med garanti kunne forsyne dækningen af kølebehovet. Derved blev der taget hånd om alle HOAI’s problemstillinger lige fra forslag og tilladelser til byggepladsledelse, hvad er essentielt for at et projekt skal lykkes.

Eksempel: 63 % besparelse på driftsomkostning

Hvordan opvarmning og køling med jordvarme udnyttes på den mest effektive og økonomiske måde, viser jordvarmanlægget på jernstøberiet ACTech GmbH: Her spares 63 % - op til 13.000 € årligt i driftsomkostninger sammenlignet med et konventionelt klimaanlæg. Desuden bliver den overskydende energi fra kølingen lagret i jorden, og kan i vintermånederne anvendes til opvarmning af bygningen.

Man kan dog også nøjes med kun at udnytte kølingen fra jordvarmeboringer som et miljøvenligt og økonomisk alternativ til et traditionelt klimaanlæg. Især med stigende el-omkostninger beroliger geotermisk køling til klimaanlæg ikke kun ”den grønne samvittighed”, men driftsomkostningerne kan reduceres permanent.

Til forskel fra traditionel opvarmning og køling, er der en række punkter, der kræver ekstra fokus ved geotermiske anlæg. Et optimalt og effektivt anlæg fungerer kun ved et godt sammenspil mellem bygningens tekniske installationer, korrekt dimensionering og rådgivning omkring boringerne og selve udførslen af boringerne.

Særlige fokusområder

Ved opvarmning og køling kan det være relevant at tage højde for følgende:

·         Simulering af bygningsbehovet for korrekt dimensionering af borefeltet

·         Overholdelse af grænseværdier for temperaturer (især for køling)

·         Hensyntagen til boredybde, i relation til undergrundstemperaturerne

·         Overholdelse af sondeafstand og konfigurationen af borefeltet afhængig af varme-køle forholdet

·         Hensyntagen til tidsrummet for opstart af forsyning til bygningen (opvarmnings- eller køle periode)

·         Anvendelse af termisk forbedrende fyldmateriale til optimering af lagringsegenskaben (af hensyn til spidsbelastningen)

·         Mulighed for opdeling af det geotermiske sondefelt i flere subfelter med forskellig styring

·         Dokumentation for boringernes temperaturmæssige indflydelse på nabogrunde

·         Monitorering gennem det første drifts år til videre optimering af omkostningerne