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Erschließung eines Marmorkarstvorkommens als mitteltiefer Erdwärmesondenspeicher im Tuxertal, Tirol

Sass, I. and Heldmann, C.-D. and Lehr, C. (2016):
Erschließung eines Marmorkarstvorkommens als mitteltiefer Erdwärmesondenspeicher im Tuxertal, Tirol.
In: Grundwasser, pp. 137-145, 21, (2), ISSN 1430-483X,
[Online-Edition: http://dx.doi.org/10.1007/s00767-016-0327-y],
[Article]

Abstract

Erdwärmesonden-Speicher können ökonomisch zur Deckung des Wärme-/Kältebedarfs von großen Gebäuden genutzt werden. Deren Errichtung in Karstaquiferen ist hinsichtlich des Grundwasserschutzes und der korrekten Dimensionierung eine anspruchsvolle Planungsaufgabe. Die Erschließung des Hochstegenmarmors im Tuxertal (Zillertal, Österreich) war durch eine zweistufige Planungsphase gekennzeichnet, um die gewünschten Entzugs- und Speicherfunktionen sicherzustellen.

Zur Vorerkundung wurde 2012 in einer Erkundungsbohrung ein Enhanced-Geothermal-Response-Test mittels Optical-Frequency-Domain-Reflectometry durchgeführt sowie Geologie und Hydrogeologie detailliert untersucht. Mit tiefenaufgelöster Parametrisierung der geothermischen Bemessungskennwerte wird konduktiver Wärmetransport vom konvektiven abgegrenzt und mit lithostratigraphischen Eigenschaften korreliert. Nachfolgend wurden Zonen dominant konduktiven Wärmetransports, konvektiver Strömung und Verkarstung bestimmt.

Ab 2013 wurde das geothermische Heiz- und Speichersystem mit neun 400 m tiefen Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonden für knapp 1 GWh/a Entzugsarbeit und 400 MWh/a Einspeicherleistung dimensioniert und realisiert. Die thermophysikalischen Eigenschaften des Karstsystems wurden zur Optimierung des Erdwärmesondenfeldes mit verschiedenen Loggingverfahren und Geothermal-Responses-Tests bestimmt und damit Ergebnisse der Erkundungsbohrung validiert.

Item Type: Article
Erschienen: 2016
Creators: Sass, I. and Heldmann, C.-D. and Lehr, C.
Title: Erschließung eines Marmorkarstvorkommens als mitteltiefer Erdwärmesondenspeicher im Tuxertal, Tirol
Language: German
Abstract:

Erdwärmesonden-Speicher können ökonomisch zur Deckung des Wärme-/Kältebedarfs von großen Gebäuden genutzt werden. Deren Errichtung in Karstaquiferen ist hinsichtlich des Grundwasserschutzes und der korrekten Dimensionierung eine anspruchsvolle Planungsaufgabe. Die Erschließung des Hochstegenmarmors im Tuxertal (Zillertal, Österreich) war durch eine zweistufige Planungsphase gekennzeichnet, um die gewünschten Entzugs- und Speicherfunktionen sicherzustellen.

Zur Vorerkundung wurde 2012 in einer Erkundungsbohrung ein Enhanced-Geothermal-Response-Test mittels Optical-Frequency-Domain-Reflectometry durchgeführt sowie Geologie und Hydrogeologie detailliert untersucht. Mit tiefenaufgelöster Parametrisierung der geothermischen Bemessungskennwerte wird konduktiver Wärmetransport vom konvektiven abgegrenzt und mit lithostratigraphischen Eigenschaften korreliert. Nachfolgend wurden Zonen dominant konduktiven Wärmetransports, konvektiver Strömung und Verkarstung bestimmt.

Ab 2013 wurde das geothermische Heiz- und Speichersystem mit neun 400 m tiefen Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonden für knapp 1 GWh/a Entzugsarbeit und 400 MWh/a Einspeicherleistung dimensioniert und realisiert. Die thermophysikalischen Eigenschaften des Karstsystems wurden zur Optimierung des Erdwärmesondenfeldes mit verschiedenen Loggingverfahren und Geothermal-Responses-Tests bestimmt und damit Ergebnisse der Erkundungsbohrung validiert.

Journal or Publication Title: Grundwasser
Volume: 21
Number: 2
Divisions: 11 Department of Materials and Earth Sciences > Earth Science > Geothermal Science and Technology
11 Department of Materials and Earth Sciences > Earth Science
11 Department of Materials and Earth Sciences
Date Deposited: 09 Aug 2016 07:39
Official URL: http://dx.doi.org/10.1007/s00767-016-0327-y
Identification Number: doi:10.1007/s00767-016-0327-y
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Middle deep borehole heat exchangerEnglish
Optical-Frequency-Domain-ReflectometryEnglish
Enhanced-Geothermal-Response-TestEnglish
Karst aquiferEnglish
Hochstegen formationEnglish
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
Borehole heat exchangers can be economically beneficial for meeting heating and cooling demands of houses or buildings. In karst aquifers development of thermal storage and exchange systems may be problematic in terms of groundwater protection and storage design, due to possibly high groundwater velocities. The new development of the Hochstegen marble unit in the Tux Valley (Zillertal, Austria) was designed in two stages for the requested cooling and heating demands. An enhanced geothermal response test was completed using optical frequency domain reflectometry in an exploration drillhole. Additional studies focussing on local geology and hydrology were also conducted. Geothermal parameters obtained at precise depths allowed differentiating between conductive and convective heat flow and were correlated with the lithostratigraphically-conditioned karst characteristics. The borehole heat exchanger field was developed with nine 400 m deep dual U‑shaped tube probes in 2013 for 1 GWh/a extraction and 400 MWh/a induction. Along with borehole geophysics and geothermal response tests, the study has provided relevant geothermal data for improving storage design and exploration.UNSPECIFIED
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