Geothermie
Unter Geothermie versteht man die thermische Nutzung der Wärme des Erdreichs in einigen Kilometern Tiefe (Tiefengeothermie) und die Nutzung des thermischen Potentials der oberflächennahen Schichten (oberflächennahe Geothermie) in Tiefen bis maximal 200 m.
BOB nutzt die oberflächennahe Geothermie, die viel einfacher und mit kleinen finanziellen Mitteln erschlossen werden kann. Bei der oberflächennahen Geothermie ist in 10 m Tiefe die Jahresdurchschnittstemperatur aufgeprägt. Kennt man also die lokale Jahresdurchschnittstemperatur kennt man auch die lokale Temperatur in 10 m Tiefe. In unserer Klimazone beträgt die Jahresmitteltemperatur ca. 10 °C. Diese Temperatur ist sowohl für das Heizen mit einer nachgeschalteten Wärmepumpe, als auch das Kühlen ohne weitere Energiezufuhr geeignet. Aufgrund des Klimawandels und der großen Personen- und Gerätedichte im Bürogebäude nimmt der Kühlbedarf in den nächsten Jahren noch weiter zu. Dies ist der Kerngrund dafür, warum das BOB-System, sofern regional möglich, die oberflächennahe Geothermie für die Kühltechnik nutzt.
Die oberflächennahe Geothermie wird durch Erdsonden erschlossen. Die Erdsonden bestehen aus einem Rohr, das in ein Bohrloch mit zum Beispiel 100 m Tiefe heruntergelassen wird und dann wieder nach oben kommt. Man nennt dies U-Rohr, da es unten am Wendepunkt wie ein U aussieht. Durch das U-Rohr fließt bei BOB reines Wasser also ohne chemische Zusätze.
Wird der BOB im Sommer gekühlt, fließt warmes Wasser ins Erdreich und heizt dieses auf. Am Ende des Sommers hat sich so das Erdreich von den ehemals 10 °C auf 16 °C im Mittel erwärmt. Das klingt wenig, bei einem Volumen von 100 m Tiefe mal 50 m Breite mal 50 m Länge geht es aber um 250.000 m³, die um 6 °C wärmer sind. Diese dort gespeicherte Wärme nutzt das BOB-System im anstehenden Winter zur Beheizung und verbessert die Effizienz der Wärmepumpe. Das Kühlen spart also Heizwärme. So ist Kühlung kein Luxus, sondern Teil eines intelligenten Gesamtsystems. Im Winter wird zur Beheizung des Bürogebäudes dem Erdreich Wärme entzogen, so dass am Ende des Winters die Erdreichtemperatur bei 4 °C liegen kann. Da kurze Zeit später wieder die Kühlperiode beginnt, liegt jetzt ein Kältereservoir an, dass durch den Heizfall erzeugt wurde. Diese Funktion des Wechselspiels aus Wärmeanlagerung im Sommer und Kälteanlagerung im Winter hört sich einfach an, wir haben allerdings Jahre benötigt, um sie für BOB so zu optimieren, dass sie heute funktioniert.
Es gibt Regionen, bei denen die Bohrung einer Erdsonde nicht erlaubt ist. Wenn zum Beispiel die Gefahr besteht, dass Grundwasserleiter, aus denen Trinkwasser gewonnen wird, mit tiefer liegenden belasteten Grundwasserleitern durch eine Erdsondenbohrung verbunden werden, dann scheidet diese Lösung aus. In diesem Fall nutzen wir für BOB Brunnensysteme mit einer Tiefe von ca. 20 m als Energiequelle für die Wärmepumpe und für die Kühlung. Brunnensysteme haben eine deutlich höhere Entnahmemenge an Wasser und Energie, daher fallen geringere Investitionskosten an. Da Brunnensysteme allerdings regelmäßig gewartet werden müssen, steigen die Nebenkosten ein wenig. Berechnet man für Erdsonden und Brunnen die Lebenszykluskosten so sind die Ergebnisse wirtschaftlich vergleichbar.
Als weitere „natürliche“ Energiequelle nutzen wir für BOB Abwasserkanäle, wobei dann der Zufall mitspielen muss, dass ein größerer Abwassersammler in der Nähe des BOB verläuft.
