# 1
Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
ATV-vintermøde d. 8 marts 2011
Troels Lund, COWI
8 mar 2011 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
# 2 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Indledning
Geologiske og hydrogeologiske forhold
Idé, koncept og design
Anlægget
Princip
Krav fra myndighederne
Erfaringer
Hydrogeologisk fokus
8 mar 2011
# 3 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
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 kalkca. 3*10-3 m2/s
Transmissivitet i Rådhusdalen ca. 10 til 20*10-3 m2/sUdfordring ved etablering af kældre – meget vand
8 mar 2011
# 4 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Hydrogeologi
Grundvandspotentiale
Mellem kote 0 og -1,5 m
Fladt – meget begrænset strømning
Lille dybde til grundvandsspejlet
8 mar 2011
# 5 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Idé og koncept, miljø
8 mar 2011
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
# 6 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Idé og koncept, hydraulisk og termisk balance
8 mar 2011
N ordSyd
NordSyd
N ordSyd
N ordSyd
NordSyd
Som m erdrift, år 1 , 60 dage
Som m erdrift, år 1 , 90 dage
Som m erdrift, år 1, 120 dage
V interdrift, år 1 , 60 dage
V interdrift, år 1 , 120 dage
NordSyd
N ordSyd
N ordSyd
Som m erdrift, år 2 , 60 dage
Som m erdrift, år 2 , 90 dage
Som m erdrift, år 2 , 120 dage
# 7 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Undersøgelser og vurderinger af design og boringsplaceringer
Grundvandsmodellering, partikel- og varmetransportmodel
8 mar 2011
# 8 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Idé og koncept, samlet løsning
Hydraulisk og termisk balancering
Kapacitet 150 m3/t,
400-500 m indbyrdes afstand mellem boringsgrupperne
8 mar 2011
# 9 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
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:
– Kølekapacitet op til 1 MW, men i spidslast med opbygget kølereservoir kan det komme endnu højere op
8 mar 2011
# 10 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Anlægget, boringer
Kildeplads nord (varm)
– Tavlebygværk
– Pumpe-/infiltrationsboringer 8 (6) stk.
Kildeplads syd (kold)
– Tavlebygværk
– Pumpe-/infiltrationsboringer, 4 stk.
Ledninger m.m.
Moniteringsboringer
8 mar 2011
# 11 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Boringer i området
Pumpe- /infiltrationsboringer
8 mar 2011
# 12 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Boringsindretning
Pumpe-/infiltrationsboringer, indretning
8 mar 2011
# 13 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Boringsindretning
Pumpe-/infiltrationsboringer, indretning
8 mar 2011
# 14 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Moniteringsboringer
8 mar 2011
# 15 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
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)
8 mar 2011
# 16 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
Tilladelser og krav fra Center for Miljø
Vilkår
Første tilladelse: 38 stk.
Supplerende vilkår: 2 stk.
Forlængelse af tilladelse: Mindre ændringer af 5 vilkår
8 mar 2011
# 17 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
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
8 mar 2011
# 18 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
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
8 mar 2011
# 19 Grundvandskøling i sværvægtsklassen i DR-byen
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
8 mar 2011