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Enthalpie

Die Enthalpie (von altgriechisch ἐν en ‚in‘ sowie θάλπειν thálpein ‚erwärmen‘, ‚erhitzen‘), auch Wärmeinhalt genannt, ist ein Maß für die Energie eines thermodynamischen Systems. Sie wird in der Regel durch den Buchstaben H (Einheit: Joule, J) symbolisiert, wobei das H vom englischen heat content abgeleitet ist. In der Chemie und Technik spielen außerdem die molare Enthalpie H_m (Einheit: J/mol) und die spezifische Enthalpie h (Einheit: J kg^-1) eine wichtige Rolle. Sie beschreiben die Enthalpie in Bezug auf die Stoffmenge n bzw. die Masse m.

Die Enthalpie ist keine absolute Größe. Sie wird stets in Bezug auf einen Referenzzustand angegeben. Je nach Art des betrachteten Stoffes und der betrachteten Anlage sind unterschiedliche Bezugszustände üblich, woraus jeweils unterschiedliche absolute Werte der Enthalpie resultieren. Da bei technischen Prozessen aber in der Regel Enthalpiedifferenzen zwischen den Zuständen vor und nach einer Zustandsänderung betrachtet werden, heben sich die Bezugszustände heraus. Das Ergebnis hängt dann nicht mehr von dem gewählten Bezugszustand ab. Die Enthalpie wird also wesentlich durch die Temperaturdifferenz (-spreizung) bestimmt.

Bedeutung für die Geothermie

In der Geothermie wird oft zwischen Hochenthalpie- und Niederenthalpie Lagerstätten unterschieden. Wesentlich bei der Bestimmung der spezifische Enthalpie eines Geothermie Reservoirs, in J/kg des geförderten Fluids, ist die Temperaturspreizung zwischen 'oberer' und 'unterer' Temperatur. Während die obere Temperatur durch die Temperatur der Lagerstätte vorgegeben ist, kann die untere Temperatur gewissermaßen gewählt werden, was zu unterschiedlichen Enthalpieangaben führt. Die untere Temperatur kann die Umbebungstemperatur sein (Jahresmittel, ambient), oder die Temperatur des reinjizierten Wassers oder, bei Flash-Anlagen, die Separatortemperatur.

Einteilung von Geothermielagerstätten nach der Enthalpie

Kategorie		Temperatur	Enthalpie
Heißwasser	Gepumpte Systeme Artesische Systeme	< 150 ⁰C < 220 ⁰C	< 500 kJ/kg < 943 kJ/kg
Zweiphasen, flüssigkeitsdominiert	Niederenthalpie Mittelenthalpie Hochenthalpie	220 - 250 ⁰C 250 – 300 ⁰C 250 – 330 ⁰C	943 – 1100 kJ/kg 1100 – 1500 kJ/kg 1500 – 2600 kJ/kg
Zweiphasen, Dampfdominiert		250 – 330 ⁰C	2600 – 2800 kJ/kg