# 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