Transcript Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen

Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
ATV-vintermøde d. 8 marts 2011
Troels Lund, COWI
#
1
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Indledning

Geologiske og hydrogeologiske forhold

Idé, koncept og design

Anlægget

Princip

Krav fra myndighederne

Erfaringer
Hydrogeologisk fokus
#
2
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Geologiske forhold

Kvartære aflejringer
12-15 m sand og moræneler

Kalkoverflade
ca. kote -10 m

Rådhusdalen – opfyldt med
groft grus, bund i kote -35 m

Transmissivitet i kalk
ca. 3*10-3 m2/s

Transmissivitet i Rådhusdalen
ca. 10 til 20*10-3 m2/s
Udfordring ved etablering af kældre
– meget vand
#
3
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Hydrogeologi
#

Grundvandspotentiale

Mellem kote 0 og -1,5 m

Fladt – meget begrænset strømning

Lille dybde til grundvandsspejlet
4
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Idé og koncept, miljø
Stort kølebehov i DR-byen (it, drivhus, studier m.m.)
#

Høj transmissivitet - nemt at oppumpe og reinfiltrere (dog lille
afstand til grundvandsspejl)

Lille strømning af vand - opbevaret kulde/varme kan genbruges
den følgende sæson

Område med begrænsede drikkevandsinteresser (begrænset
påvirkning af saltvandsgrænsen - boringsindretning)

Ved termisk og hydraulisk balancering kan påvirkning af følsomme
områder undgås (følsomme bygninger mod nord, Grønjordssøen
mod sydvest
5
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Idé og koncept, hydraulisk og
termisk balance
Nord
Nord
Nord
Nord
Nord
Nord
Nord
Nord
#
6
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Sommerdrift, år 1, 60 dage
Syd
Sommerdrift, år 1, 90 dage
Syd
Sommerdrift, år 1, 120 dage
Syd
Vinterdrift, år 1, 60 dage
Syd
Vinterdrift, år 1, 120 dage
Syd
Sommerdrift, år 2, 60 dage
Syd
Sommerdrift, år 2, 90 dage
Syd
Sommerdrift, år 2, 120 dage
Syd
Undersøgelser og vurderinger af
design og boringsplaceringer

#
Grundvandsmodellering, partikel- og varmetransportmodel
7
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Idé og koncept, samlet løsning
#

Hydraulisk og termisk balancering

Kapacitet 150 m3/t,

400-500 m indbyrdes afstand mellem boringsgrupperne
8
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Kølesystem, nøgletal

Køleeffekbehov, spids
4.2 MW

Årligt kølebehov
12,000 MWh

Grundvandskøling
39 %

Tør/fri-køling
28 %

Kompressor køling
33 %

Energi fra grundvand (Oppumpning af 500.000 m³/år jf. tilladelse)
≈ 5800 MWh køling pr. år (∆T = 10°C) når der efter nogle år er
opbygget ekstra kølekapacitet ≈ 4080 MWh køling pr. år (∆T = 7°C) i
starten

Kapacitet for grundvandskøling:
–
#
9
8 mar 2011
Kølekapacitet op til 1 MW, men i spidslast med opbygget kølereservoir kan det
komme endnu højere op
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Anlægget, boringer
 Kildeplads nord (varm)
–
Tavlebygværk
–
Pumpe-/infiltrationsboringer 8 (6) stk.
 Kildeplads syd (kold)
–
Tavlebygværk
–
Pumpe-/infiltrationsboringer, 4 stk.
 Ledninger m.m.
 Moniteringsboringer
#
10
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Boringer i området

#
Pumpe- /infiltrationsboringer
11
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Boringsindretning

#
Pumpe-/infiltrationsboringer, indretning
12
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Boringsindretning

#
Pumpe-/infiltrationsboringer,
indretning
13
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Moniteringsboringer
#
14
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Tilladelser og krav fra Center for Miljø
Tilladelse til at:
#

Udføre de nødvendige boringer

Oppumpe og reinfiltrere 1.000.000 m3/år til grundvandskøling,
svarende til 500.000 m3/år/kildeplads

Oppumpe og reinfiltrere med maksimalt 150 m3/t (øget til 200 m3/t i
midlertidig tilladelse)
15
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Tilladelser og krav fra Center for Miljø
Vilkår
#

Første tilladelse: 38 stk.

Supplerende vilkår: 2 stk.

Forlængelse af tilladelse:
Mindre ændringer af 5 vilkår
16
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Tilladelser og krav fra Center for Miljø


#
Udvalgte vilkår:
–
Lukket system, max 20/(25) grader
–
Løbende monitering af tryk (vandstand), temperatur og ledningsevne (2
boringer) i pumpe-infiltrationsboringer
–
Monitering af vandstand i omgivende moniteringsboringer
–
Udtagning af vandprøver
–
Overvågning af tryk i glycolkreds og sikring af denne
–
Kontrolbog med oplysninger om anlægget, oppumpede vandmængder,
ændringer, dokumentation for ændringer, unormal drift, påbud.
Opbevares i mindst 10 år
–
Kalibrering af varmetransportmodel.
–
Rapportering af moniteringsdata én gang årligt, kommenteret ifht. om
forudsætningerne holder
–
Månedlig rapportering (nedsat til hver 3. måned)
I praksis fleksibelt samarbejde
17
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Monitering

Overvågning real time med BMS-system af køleanlæg og pumpe-/
inifltrationsboringer

Overvågning med eksterne dataloggere i øvrige boringer (trådløse
loggere under overvejelse)

Vandprøver
Indlæses, opbevares i database, som
kan generere rapporterne automatisk
#
18
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen
Erfaringer

Kan drives og moniteres hensigtsmæssigt

Godt kapacitet - 150-200 m3/t ikke noget problem

Kølekapacitet >1 MW

Risiko for temperaturgennembrud mindre end opr. vurderet

Beskedne og helt acceptable påvirkninger af området
Mulighed for anvendelse af anlægget til
opvarmning om vinteren.
Attraktivt alternativ til traditionel køling ved
rigtige hydrogeologiske forhold og kølebehov
#
19
8 mar 2011
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DRbyen