Geothermie: Einsatz von zwei Koaxialsonden bis 450 Meter Tiefe

450 Meter reichende KoaxialsondenBeim Schweizer Architektenhaus in Zumikon konnten zwei Bohrungen für die Geothermie bis zu 450 m Tiefe mit einer Bohrlaufzeit von 50 Minuten durchgefüht werden. Es werden also 10 m/Min erreicht, das der Zeit einer geläufigen Doppel-U-Sonde aus Polyethylen (PE) entspricht. Wasser wurde über den Sondenfuß in die Koaxialsonden eingegossen und die Sonden anschließend abgeschlossen. Die Druckprüfung wurde mit einer REHAU-Schiebehülse erfolgreich abgeschlossen.

Neben der Wirtschaftlichkeit wurden durch den Einsatz folgender Faktoren die Voraussetzungen für die Reduzierung des CO2-Ausstoß auf Null geschaffen:

  1. Fotovoltaik-Hybridkollektoren
  2. Wärmepumpe von 80 kW
  3. Flachdachisolation
  4. Erdsondenspeicher aus zwei Koaxialsonden

Wegen der notwendigen Verdampferleistung von ca. 54 kW ist eine Leistung von 60 W je Sonde zweckmäßig. Um eine entsprechend aktive Sondenlänge von etwa 900 Metern zu erreichen, wurden zwei 450-Meter-Sonden eingesetzt, kombiniert mit thermisch optimiertem Verfüllmaterial. Entsprechend der unterschiedlichen Jahreszeiten wird die Energie aus der Geothermie verarbeitet.

Im Winter wird das 12 °C warme Wasser aus der Wärmepumpe im äußeren Ringspalt der Sonde von oben nach unten geleitet. Wegen des geringen Temperaturunterschieds in den oberen 75 Metern bleibt die Wärmeübertragung aus dem Erdreich gering. Es ereignet sich der Transport thermischer Energie im Bereich von 75 bis 450 m Tiefe. Die Temperatur von 17 °C am Fuß der Sonde wird mithilfe der Isolation des Innenrohrs abzüglich einer Abweichung von etwa 0,5° bis 1 °C gehalten. Es ergibt sich somit eine Rücklauftemperatur von ca. 16 °C.

Im Sommer dagegen fließt das 30 °C warme Wasser aus dem Fotovoltaik-Hybridkollektor durch ein wärmeisoliertes Innenrohr der Sonde. Von dort aus wird es durch den äußeren Ringspalt der Koaxialsonde wieder nach oben geführt. Im Umkreis von ca. 3 Metern erneuert sich dadurch der künstliche Wärmeertrag um etwa 3 bis 4 °C.

Neben ihrem Eigengewicht trägt die stahlarmierte RAUGEO HPR Hochdruck-Tiefensonde (High Pressure Reinforced) mithilfe dreier Schichten den bestehenden Gesamtdruck bei Tiefen von bis zu 800 Metern und Temperaturen von bis zu 80 °C autonom (s. Foto). Das Innenrohr ist mit hochdruckverneztem und spannungsbetriebenem PE-Xa ausgestattet, um einer Temperatur von bis zu 95 °C standzuhalten. Eine Armierung aus Edelstahldraht umschließt das Innenrohr zur Aufnahme des Druckes. Zum Schutz dieser Armierung wurde bei dem Sondenrohr eine äußere Mantelschicht aus PE100 angebracht. Durch werkseitig verpresste Anschlussfittings sind alle Anschlüsse eng mit dem Rohr verknüpft und halten dem Druck Stand. Die Geothermie wird hier umweltfreundlich und effektiv genutzt.

REHAU
91058 Erlangen
www.rehau.com/DE_de

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