Technische Umsetzung
Primärkreislauf
Zur Wärmeübertragung ist ein Edelstahlplattenwärmetauscher vorgesehen. Er ist verschraubt, so dass die einzelnen Lamellen gereinigt werden können. Das Reinigungsintervall ist abhängig von der chemischen und physikalischen Zusammensetzung der Grubenwässer und muss im Betriebszustand ermittelt werden.
Die Verbindungsleitungen zwischen Unterwasserpumpe und Wärmeübertrager werden in Kunststoff DN 200 ausgeführt. In den Rohrleitungen sind Ventile, Filter und MSR-Technik eingebaut. Die Filter werden in Abständen druckgespült.
In der Betriebsphase werden 3 mehrstufige Unterwassermotorpumpen mit einem Förderstrom von 40 m³/h, einer Förderhöhe von 18 m und einem Anschlusswert von 4 kW eingesetzt.
Sekundärkreislauf
Zur nachhaltigen Reduzierung der Pumpenleistung ist ein Zwischenkreis vorgesehen, der den Höhenunterschied zwischen Wärmetauscher im Grubengebäude und den einzelnen Wärmezentralen der angeschlossenen Abnehmer kompensiert. Der Zwischenkreis wird als geschlossene Anlage mit Ausdehnungsgefäß als „kaltes Fernwärmeverteilnetz“ ausgelegt. Damit ist nicht der geodätische Höhenunterschied von 107,5 m für die Antriebsleistung der Pumpen, sondern, wie bei Wärmeversorgungsnetzen, nur der Reibungsverlust der Rohrleitungen und Armaturen anzusetzen.
Als Standort für die Zwischenkreispumpen, der Druckhaltung sowie der Überwachungseinrichtungen für die Primär- und Sekundärwasserkreisläufe wird eine Pumpenzentrale über Tage in Schachtnähe vorgesehen.
Die Rohrleitungsmontage im Schacht erfolgt in verzinktem Stahlrohr mit den erforderlichen Fittings sowie Kupplungen. Für die Verlegung von der Pumpenzentrale zu den Abnehmeranlagen ist erdverlegtes Kunststoffrohr vorgesehen. Die Rohrleitungsverlegung im Schacht und im Erdreich wird ohne Isolation ausgeführt (wärmetechnisch nicht erforderlich).
Durch den Aufbau des Zwischenkreises kommen die Abnehmeranlagen nicht mit Grubenwasser in Berührung, so dass lange Standzeiten der Wärmetauscher in den einzelnen Wärmeübergabestationen zu erwarten sind (keine Verschmutzungsgefahr durch chemische bzw. physikalische Verunreinigungen der Grubenwässer).
Medientrassen
Die Medientrassen als lokales Verteilnetz bestehen aus Vor- und Rücklauf und werden mit einer Temperaturdifferenz von 4 bis 5 Grad betrieben. Der Anschluss an das Verteilnetz erfolgt indirekt, d. h., es werden in sich geschlossene Kreise aufgebaut.
Zur Minimierung der Investitionskosten soll ein möglichst kompaktes Verteilnetz aufgebaut werden. Die Medienrohre sollen aus Kostengründen nicht in vorhandene Straße, sondern im Graben- und Böschungsbereich verlaufen.
Das geplante Verteilnetz ist grundsätzlich erweiterungsfähig.
Verbraucheranlagen, Wärmepumpen
Im Rahmen der Vorplanung wurde der Primärenergieeinsatz des Energieträgers Erdgas für im Gewerbegebiet „Vor der Stadt“ angesiedelten Gewerbeobjekte ausgewertet. Für das Pilotprojekt wurden drei gewerbliche Objekte und das Erlebnisbad „Aqua Marien“ ausgewählt.
Der Anschlusswert dieser Objekte liegt bei 4.583 kW (Stand 2003), der Erdgaseinsatz bis 15.732 MWh.
Für die geothermische Nutzung wird ein bivalenter Betrieb vorgesehen. Die Wärmepumpe wird als primäre Energieerzeugungsanlage genutzt und die vorhandenen Gaskessel werden zur Deckung der Spitzenlast und im Havariefall eingesetzt.
Für das Projekt wird der Einsatz von elektromotorisch angetriebenen Kompressionswärmepumpen und Gasabsorptionswärmepumpen geprüft.
Die Entscheidung über das Verfahren ist neben den Investitionskosten auch unter dem Aspekt der Preisentwicklung für Strom und Erdgas zu sehen.
