Systemdurchlässigkeit von Erdwärmesonden – Teil I: Thermische Systemdurchlässigkeit

Die Systemdurchlässigkeit geothermischer Anlagen steht seit Jahren im Fokus aktueller Forschung und Diskussionen. Dabei ist sowohl die hydraulische Systemdurchlässigkeit im besonderen Maße aus der Sicht des Grundwasserschutzes als auch die thermische Systemdurchlässigkeit für die Effizienz des Systems von Interesse. Für die Auslegung einer geothermischen Anlage sind die Wärmeleitfähigkeit und -speicherfähigkeit des anstehenden Untergrundes entscheidende Eingangsgrößen, welche meist angenommen anstatt gemessen werden. In den vergangenen Jahren wurden neue Messverfahren entwickelt, welche eine zügige Laboruntersuchung der thermischen Eigenschaften ermöglichen. Diskutiert und vorgestellt werden die thermische Systemdurchlässigkeit sowie die labortechnischen Messmöglichkeiten.

Bei geologischen und geotechnischen Fragestellungen sind in der Regel Systembetrachtungen erforderlich: Selten lässt das Zusammenspiel komplexer Geometrien, geomechanischer Vorbelastungen und Dynamiken, unterschiedlicher Gesteinseigenschaften und hydraulischer Potenziale die isolierte Betrachtung einzelner Bauwerke zu. Dies gilt für jegliche Art erdgekoppelter Bauwerke, insbesondere aber für geothermische Anlagen. Der zyklische Betrieb erdgekoppelter Wärmepumpenanlagen führt zu stetig instationären thermischen Zuständen im Untergrund – Wärme fließt, entweder zum Wärmeübertrager hin oder von diesem fort. Wie schnell die Wärme fließt, also wie viel thermische Energie dem Untergrund entzogen oder zugeführt wird, ist bei wärmeleitungsdominierten Systemen maßgeblich von zwei Parametern abhängig: dem thermischen Potenzialunterschiedund der Temperaturleitfähigkeit des Untergrundes.



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 05 - 2016 (Mai 2016)
Seiten: 6
Preis: € 6,00
Autor: Dr.-Ing. Hauke Anbergen
Dipl.-Ing. Johannes Stegner
Prof. Dr. Ingo Sass

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