Dipl.-Ing. Guido Kania, Dipl.-Ing. (FH) Daniel Gottschalk

Die Erdwärmenutzung mit Erdwärmesonden und -kollektoren hat in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung erlebt. Neben neuen Kollektorformen wurden auch neue Materialien entwickelt und eingesetzt, die gegenüber den bis dahin verwendeten konventionellen Rohrwerkstoffen PE80/ PE100 erheblich verbesserte Eigenschaften aufweisen und auch neue Einsatzmöglichkeiten erlauben. Im Mittelpunkt steht der Einsatz von vernetztem Polyethylen, insbesondere PE-Xa. Daraus hergestellte Erdwärmesonden oder -kollektoren sind solchen aus unvernetztem Polyethylen hinsichtlich Spannungsriß-, Kerb- und Punktlastbeständigkeit um Größenordnungen überlegen. Gerade in der Erdwärmenutzung sind diese Eigenschaften von gravierender Bedeutung, da Erdwärmesonden beim Einbringen in das Bohrloch sehr hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind und darüber hinaus beim Betrieb auch noch aufgrund ständiger Temperaturänderungen den Auswirkungen der daraus resultierenden thermomechanischen Kräfte über Jahrzehnte

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Leistungsanpassung in Heiz- und Kühlkreisen durch kombinierte Regelung von Temperatur und Volumenstrom

Prof. Dr.-Ing. Alexander Floß, Hochschule Biberach, Wolfgang Heinl, freier Fachjournalist

Konventionelle Beimischschaltungen stellen im Teillastbetrieb die Mediumtemperatur durch Mischen ein. Das Heiz- oder Kaltwasser wird dabei jedoch mit unvermindertem Volumenstrom durch den Kreis transportiert. Das Regelsystem Boa-Systronic von KSB koordiniert das Zusammenspiel von Regelarmaturen und Umwälzpumpe so, dass im Heiz- oder Kältekreis nicht nur die Temperatur, sondern auch der Massenstrom der benötigten Leistung angepasst wird. Über alle Lastsituationen hinweg läuft die Pumpe damit stets nahe der Anlagenkennlinie. In welcher Höhe sich damit der Pumpenstromverbrauch reduzieren lässt, hat das Institut für Gebäude- und Energiesysteme der Hochschule Biberach an einer RLT-Versuchsanlage untersucht.

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Der Geothermal-Response-Test (GRT) wird zur Erfassung bemessungsrelevanter thermophysikalischer Parameter des Untergrundes vorgenommen.

Burkhard Max

Zu diesem Zweck wird eine vollständig nachnutzbare Testerdwärmesonde im Standardbohrverfahren erstellt. Nach einer Ruhezeit zur Abbindung des Verpressmittels wird ein mobiles GRT-Gerät an die Sonde angeschlossen. Das Gerät besteht aus einem Heizaggregat sowie einer Steuerung zur Regelung und Aufzeichnung der Temperaturen. Diese werden am Vor- und Rücklauf der Erdwärmesonde gemessen. Zusätzlich können Temperaturfühler in vorher definierten Tiefen angeordnet werden, was eine teufenspezifische Auswertung ermöglicht. Die so gemessenen Werte dienen zur Leistungsberechnung von mittleren und großen Anlagen bei Nutzung oberflächennaher Geothermie. Zudem werden durch den Test die effektive Wärmeleitfähigkeit und der thermische Bohrlochwiderstand ermittelt. Bei Durchführung eines GRT kann die Wärmequelle genau dimensioniert und auf Sicherheitszuschläge bei der Bemessung der Anlage verzichtet werden. Der Vorteil: Im Gegensatz zu Laboruntersuchungen von einzelnen Bodenproben bewerten diese die komplett erschlossene Bohrtiefe bei ungestörten Untergrundverhältnissen.

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