Eingang zum Volltext in OPUS

Hinweis zum Urheberrecht

Buch (Monographie) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2017/1874/


Entwurf von hydrogeothermischen Anlagen an deutschen Straßentunneln

Preliminary design of hydrogeothermal plants within German road tunnels

Moormann, Christian ; Buhmann, Patrik

pdf-Format:
Dokument 1.pdf (547 KB) (Anlage 01) Dokument 2.pdf (523 KB) (Anlage 02) Dokument 3.pdf (2.453 KB) (Anlage 05)
Dokument 4.pdf (1.705 KB) (Anlage 06) Dokument 5.pdf (318 KB) (Anlage 09) Dokument 6.pdf (416 KB) (Anlage 10)
Dokument 7.pdf (378 KB) (Anlage 11) Dokument 8.pdf (482 KB) (Anlage 12) Dokument 9.pdf (2.809 KB) (Anlage 13)
Dokument 10.pdf (12.400 KB) (Anlage 14) Dokument 11.pdf (304 KB) (Anlage 16) Dokument 12.pdf (433 KB) (Anlage 17)
Dokument 13.pdf (3.777 KB) (Bericht)

Bookmark bei Connotea Bookmark bei del.icio.us
Freie Schlagwörter (Deutsch): Benutzung , Deutschland , Erneuerbare Energie , Forschungsbericht , Gebirge , Tunnel , Wasser
Freie Schlagwörter (Englisch): Alternative energy , Germany , Mountain , Research report , Tunnel , Use , Water
Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 54 Tunnelbau
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 26 Entwässerung, Frost, Auftauen
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Universität Stuttgart. Institut für Geotechnik
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau
Bandnummer: 141
ISBN: 978-3-95606-358-9
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 02.11.2017
Kurzfassung auf Deutsch: Im Rahmen des Forschungsprojektes FE 15.0541/2011/BRB "Fachtechnische Vorbereitung von geothermischen Pilotanwendungen bei Grund- und Tunnelbauwerken" wurde durch das Institut für Geotechnik der Universität Stuttgart das geothermische Potential der Tunneldrainagewasserschüttungen an den Portalen des Tunnel Rennsteig (BAB 71, Thüringer Wald) und des Grenztunnels Füssen (BAB 7, Bayern) ermittelt und die chemisch-physikalische Eignung zur thermischen Nutzung untersucht. Im Ergebnis können am Tunnel Rennsteig Wärmeströme zwischen 50 kW (Heizbetrieb) und 590 kW (Kühlbetrieb) und am Tunnel Füssen zwischen 150 kW (Heizbetrieb) bis 440 kW (Kühlbetrieb) nutzbar gemacht werden. Für die Tunnelportale wurden Konzepte zur Nutzung der thermischen Energie entwickelt und gesamtheitlich bewertet. Verglichen wurden klassische Nutzungen aus dem Bereich der Gebäudeklimatisierung, der Eis- und Schneefreihaltung von Freiflächen sowie die thermische Nutzung des Tunneldrainagewassers zur Fischzucht. Hierbei zeigten sich die Temperierung von Freiflächen sowie die Klimatisierung von Betriebsräumen der Tunneltechnik als technisch und energetisch sinnvolle Varianten der Energienutzung. Für die Nordportale der Tunnel Füssen und Rennsteig wurden diese Konzepte im Sinne einer Vorplanung vertieft betrachtet sowie monetär und auf der Basis weiterer Kriterien, wie der technischen Realisierbarkeit und des späteren Betriebs, bewertet. Für das Nordportal des Grenztunnels Füssen wurden im Rahmen einer Entwurfsplanung Anlagen zur Temperierung von Freiflächen sowie zur Klimatisierung der Tunnelbetriebsräume entwickelt. In beiden Fällen erfolgt die Nutzung des Tunneldrainagewassers direkt und passiv, d.h. es erfolgt kein Temperaturhub und das Wasser zirkuliert direkt durch die entsprechenden Wärmeübertrager. Das am Tunnel Füssen existierende geothermische Potential für den Kühlfall wird durch die geplante Anlage nur zu einem geringen Teil ausgenutzt, so dass die Auskopplung weiterer Kühlenergie möglich ist.
Kurzfassung auf Englisch: In the framework of the research project FE 15.0541/2011/BRB "Fachtechnische Vorbereitung von geothermischen Pilotanwendungen bei Grund- und Tunnelbauwerken", the potential of exploiting the geothermal energy of the drainage water in tunnels has been investigated at the institute of Geotechnical Engineering of Stuttgart University. For this purpose, the tunnel Rennsteig (BAB 71, Thuringian Forest) and the tunnel Füssen (BAB 7, Bavaria) were considered as case studies where the chemical and physical suitability of the drainage water were examined. One of the findings in this project, the heat flux of the Rennsteig tunnel varying between 50 kW (heating) and 590 kW (cooling), whereas for the tunnel Füssen was 150-440 kW for the heating and cooling, respectively. Furthermore in the this project, suggestions of utilizing the thermal energy are studied; e.g. classical air conditioning for buildings, system for keeping roads free from ice and snow, as well as fish farming. For technical and economical reasons, it has been verified that the first two applications are more feasible among others. A detailed pre-design (Vorplanung) including financial costs and technical challenges were carried out for the northern portals of the tunnel Füssen and Rennsteig. On the other hand, a preliminary design (Entwurfsplanung) was performed for the northern portal of the tunnel Füssen for keeping open spaces free from ice and snow and for air conditioning of the tunnel facility rooms. In this case, however, the drainage water is directly and passively used. In other words, the water circulates directly through a heat exchanger with no need for an additional heat pump system.