Erneuerbare Energien

Erkenntnisse zur Kühlung mit oberflächennaher Erdwärme

Montag, 19.09.2016

Diagramm mit dem Jahrestemperaturverlauf der doppelten „Helix“ im Sommer.
Quelle: Rehau
Jahrestemperaturverlauf der doppelten „Helix“ im Sommer (Abb.4).

Im sommerlichen Lastfall ist im Tiefenbereich von 0,8 m unter GOK, also in einem Abstand von etwa 0,7 m zur „Helix“-Sonde, zu erkennen, dass die gemessenen Erdreichtemperaturen in der „Helix“ und die ungestörte Erdreichtemperatur keinen signifikanten Unterschied aufweisen. Damit wird die Vermutung bestätigt, dass sich im oberen Installationsbereich keine signifikanten Temperaturänderungen des Erdreichs einstellen.

Fazit

Die bisherigen Lastanforderungen im Winter- und Sommerbetrieb konnten über die Erdwärme-Anlage mit „Helix“-Sonden sicher abgetragen werden. Die auf den Kühlfall ausgelegte Anlage führt dazu, dass im Winterbetrieb nur vereinzelt Temperaturen um bzw. unter 0 °C auftreten. Die Ausbildung einer Vereisung war nicht zu erkennen und ist im weiteren Betriebsverlauf auch nicht zu erwarten. Für den Kühlfall im Sommer kommt es zu einer guten Lastabtragung über die Spiralen der „Helix“-Sonde im tieferen Bereich des Erdreiches, was dennoch nicht zu einer übermäßigen Temperaturerhöhung gegenüber der ungestörten Erdreichtemperatur führt. Gegenüber der rechnerisch ermittelten ungestörten Erdreichtemperatur konnten Temperaturerhöhungen von nur etwa 4,5 K gemessen werden. Ein signifikanter Einfluss des Erdreiches durch den Kühlfall zeigte sich nicht. Bezogen auf das eingesetzte vertikale Spiral-Erdwärmekollektorsystem („Helix“) konnte festgestellt werden, dass bei entsprechender Dimensionierung der Einsatz zur Kühlung eines Gebäudes gegeben ist. Eine signifikante Temperaturänderung der ungestörten Erdreichtemperatur ist bei entsprechender Planung nicht zu erwarten. Die ermittelten Temperaturdaten lassen sogar den Schluss zu, dass das installierte Kollektorsystem ausreichend Reserven auch für länger andauernde Lastfälle besitzt.

Danksagung Ich möchte mich für die gute Zusammenarbeit und die Bereitstellung der Materialien für diesen Artikel ganz herzlich bei der Rinn GmbH, dem Ingenieurbüro Horn und Herrn Burkart bedanken.

Literatur:

[1] Burkart, T.; Analyse des thermischen Verhaltens von Erdwärmekörben zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden; Fachhochschule Gießen; Diplomarbeit 2014 [2] Arya, S. Pal.; Introduction to Mircometeorology; London; Academic Press, 2001 [3] DWD; Homepage des Deutschen Wetterdienstes (DWD), 15.05.2015 [4] Ramming, K.; Bewertung und Optimierung oberflächennaher Erdwärmekollektoren für verschiedene Lastfälle; Dresden; Technische Universität Dresden, 2007

Von Mario Psyk
Head of Design and Software, Rehau AG + Co
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