Kühlung von Bio-Lebensmitteln

Mit Grundwasser kann über das ganze Jahr eine temperaturkonstante Kühlung betrieben werden, die im Bereich Lagerung und Frischhaltung von Lebensmitteln eine entscheidende Rolle spielt. Dabei spart der Betreiber jede Menge Stromkosten im Vergleich zu rein konventionellen Kühlanlagen.

Die Ökoring Handels GmbH in Mammendorf hat dieses Prinzip von Anfang an verstanden und konsequent umgesetzt. Für die Kühlung und Beheizung einer im Jahr 2011/12 neu errichteten Halle für die Lagerung von qualitativ hochwertigen Bio-Lebensmitteln wurde oberflächennahes Grundwasser im Bereich des Firmenstandortes erschlossen und eine grundwassergespeiste Kühlanlage installiert.

Die Halle ist nach verschiedenen Lagerkategorien differenziert. So liegen die Solltemperaturen der verschiedenen Kühllager zwischen 2 bis 4 °C (z.B. Molkereiprodukte), 6 bis 8 °C (z.B. Salate) oder über 10 °C (z.B. Bananen). Andere Bereiche, wie Leergut- und Getränkelager, Büros und Arbeitsräume müssen wiederum nicht gekühlt, sondern bedarfsweise saisonal beheizt werden.

Das grundlegende Kühl- und Heizkonzept ist so ausgelegt, dass primär direkt mit Grundwasser im Rahmen der wirtschaftlichen Vertretbarkeit gekühlt wird. Bei höheren Lufttemperaturen über 19 °C bzw. größeren Temperaturgefällen wird bedarfsweise eine konventionelle Kältemaschine zugeschaltet. Zusätzlich wird die Abwärme dieser Kältemaschine zum Beheizen von anderen Gebäudeteilen oder optional zur Vorerwärmung der Grundwasserseite einer Wärmepumpe zum Heizen genutzt. Hierbei kann die Leistungszahl (= COP) der Wärmepumpe deutlich erhöht werden. Die Anlage ist über Wärme- und Kältespeicher gepuffert.

Grundwassererkundung und Positionierung der Brunnen

Für die Grundwassererschließung war aufgrund der besonderen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse eine entsprechende Planung der Brunnenanlage mit detaillierten Voruntersuchungen der Untergrundverhältnisse unabdingbar. Der Standort befindet sich am äußersten Rand eines während der Würmeiszeit von Schmelzwässern der Amper und ihrer Nebenflüsse abgelagerten Kalkschotterpaketes. Das bedeutet, dass sich die Schotter und das darin langsam strömende Grundwasser nach Norden und Nordwesten allmählich auf wenige Meter bis Dezimeter ausdünnen und sich damit die nutzbare Ergiebigkeit deutlich verringert.

Die Förderbrunnen und Schluckbrunnen, die zur Rückleitung des thermisch genutzten Grundwassers dienen, mussten aus oben genannten Gründen auf der zur Verfügung stehenden Fläche so positioniert werden, dass größtmögliche Grundwassermächtigkeiten erreicht werden und dass sich die Brunnen untereinander im hydraulischen und thermischen Geschehen nicht nachteilig gegenseitig beeinflussen. Dazu wurde zuerst ein Versuchsbrunnen errichtet und die standortspezifischen hydraulischen Parameter mit Hilfe eines Pumpversuches ausgewertet. Anschließend wurde der Untergrund und das Grundwasser des Standortes mittels kleinkalibriger Sondierungen kartiert und Grundwassermessstellen eingerichtet. Die Grundwassermessstellen dienten zur Gewinnung weiterer hydraulischer Daten und zur Beobachtung der räumlichen Verteilung der Grundwasserspiegelabsenkung an den Förderbrunnen bzw. -aufhöhung an den Schluckbrunnen während der abschließenden Testphase.

Anschließend wurden auf Basis der erzielten geologischen und hydraulischen Daten ein weiterer Brunnen zur Grundwasserförderung und zwei dazu unterstromig liegende Schluckbrunnen in geeigneten hydraulisch-thermischen Positionen und Abständen erstellt und mittels kombinierten Pump-Schluckversuchen erprobt. Das Grundwasser wurde in der ersten Aufschlussbohrung auf seine chemische Beschaffenheit und technische Eignung überprüft.

Die Testarbeiten und Untersuchungen des Grundwassers zeigten, dass die zur Kühlung der Halle erforderliche Leistung von maximal 200 Kilowatt und die zur Beheizung von Teilen der Halle erforderliche Heizleistung der Wärmepumpe von maximal 105 Kilowatt mit dem erschlossenen Grundwasserdargebot dauerhaft bereitgestellt werden kann.

ERDWERK begleitete dieses Projekt von Beginn der Planungen bis zum Abschluss der Bauarbeiten und führte die Voruntersuchungen, die detaillierten Planungen und Ausschreibungen der Brunnenanlage, das Genehmigungsverfahren sowie die Bauüberwachung für den Auftraggeber durch.