Verdampfung insbesondere von Wasser, aber auch eines anderen Arbeitsmittels, hat für die Geothermie an verschiedenen Stellen eine Bedeutung. Verdampfung kann sowohl in natürlicher Umgebung, z.B. im geothermischen Reservoir als auch in technischer Umgebung, also in Teilen der oberirdischen Anlage, stattfinden. Die Verdampfungstemperaturen der meisten Stoffe, so auch des Wassers, sind stark druckabhängig. Im Untergrund bestimmt der teufenabhängige Porendruck die Siede- oder Verdampfungstemperatur.

Da mit der Verdampfung und dem Phasenwechsel flüssig - gasförmig ein drastischer Dichteunterschied verbunden ist führt die Verdampfung von Teilen des Wassers zu einer erheblichen Druckminderung und somit zu einer weiteren Reduzierung der Verdampfungstemperatur. Es entsteht eine Kettenreaktion die als Geysir-Effekt bekannt ist. Der mit der Dichtereduktion verbundene Volumenzuwachs führt zum Ausschleudern des Thermalwassers an der Erdoberfläche.

In Hochenthalpie-Lagertätten steigt bei der Teilverdampfung des Thermalwassers der Reservoirdruck und ermöglicht so die ungepumpte Föderung von Wasser/Dampf aus den Produktionsbohrungen. Je nach Mischungsverhältnis können diese Geothermieanlagen dann wasser- oder dampfdominiert sein. Die spontane Verdampfung des heißen Wassers bei ein- oder mehrstufiger Druckreduktion in einem Separator wird dann flash oder double-flash genannt, was dazu führt, dass die ganze Anlage als eine Flash-Anlage bezeichnet wird und so von dry-steam Anlagen und von binary Anlagen unterschieden wird.

Verdampfung eines Arbeitsmittels findet

• im Arbeitsmittelkreislauf eines Kraftwerks im Verdampfer statt.
• eine gravitativ getriebene Zirkulation eines Arbeitsmittels zwischen Verdampfung und Kondensation findet in Wärmerohren (heat pipes) statt und transportiert so latente Wärme.
• eine gravitativ getriebene Wasserzirkulation zwischen Verdampfung und Kondensations findet auch als freie Zirkulation in Hochenthalpie- Lagerstätten statt. Hierzu muss die Temperatur den Siedepunkt überschreiten. Es werden erhebliche latente Energiemengen transportiert und es stellten sich quasi isotherme Bedingungen ein (die Temperatur ist über größete Tiefenabschnitte konstant).

zuletzt bearbeitet Mai 2023, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de