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Ringrohrerdwärmesonde - ein System mit optimiertem Wärmeentzug und sicherer Verfülltechnologie

Mit Erdwärmesonden steht ein geeignetes und weit verbreitetes Tool für die Gewinnung der oberflächennahen Erdwärme zur Verfügung. Unter den verschiedenen Konstruktionen hat sich die Doppel-U-Rohr-Sonde als das Standardprodukt herausgebildet. Mit hochentwickelten Wärmepumpen sind Erdwärmesonden in der Lage, die Wärmeversorgung mit großer Effizienz sicherzustellen. Die Effizienz wird entscheidend von den Wärmeentzugsbedingungen bestimmt. Mit einer optimierten Ringrohrsonde sollen wesentliche Steigerungen des Wärmeentzugs bei gleichzeitiger Verbesserung der sicheren Einbindung in das Erdreich möglich werden. Vorgestellt wird die neue Ringrohrsonde im Vergleich mit den bekannten Doppel-U-Rohr- und den Koaxial-Rohr-Installationen. Zusätzlich zu der energetischen Effizienzsteigerung werden für dieses EW-Sondensystem Hinweise für den praktischen Einsatz gegeben.

Mit der Ringrohrsonde steht ein Erdwärmesondensystem zur Verfügung, das unter analogen Rahmenbedingungen und mit einem erprobten Material einen deutlich besseren Wärmeentzug ermöglicht. Mit der Sonde wird aber auch die hydraulische Trennung von Grundwasserstockwerken gesichert. Die technische Rohranordnung wurde mit dem Softwaretool ModGTring für die wesentlichen beeinflussbaren Parameter, wie Rohrdimension, Rohranzahl, Wärmeleitfähigkeit des Verfüllmaterials- und Bohrlochdurchmesser mit Simulationsberechnungen bewertet. Im Vergleich zu den gegenwärtigen Standardprodukten Doppel-U-Rohrsonde und Koaxialsonde weist die Ringrohrsonde Vorteile auf.

Die Attraktivität der Erdwärmenutzung und ihre Stellung im Wettbewerb zu anderen Energiequellen für Wärmepumpen werden mit der Effektivitätssteigerung erhöht. Die Ergebnisse belegen Vorteile der Ringrohrsonde.

Geothermie im Spezialtiefbau: Praxis mit BIM
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2017)
Ab 2020 werden öffentliche Großprojekte in Deutschland nur noch mit Building Information Modeling (BIM) neu geplant, gebaut und betrieben. So sieht es der Stufenplan Digitales Planen des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vor.

Depothermie - Geothermale Nutzung von Deponien und Altablagerungen zur Wärmegewinnung und -speicherung
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Dem Ausbau der Geothermie, insbesondere der oberflächennahen Geothermie zur Heizung und Kühlung von Wohn- und Industriegebäuden, wird zukünftig eine steigende Bedeutung zukommen, da durch die Energiewende und den beschlossenen Klimaschutzplan 2050 die Umstellung von einer kohlenstoffbasierten auf eine regenerative Energieerzeugung forciert werden wird.

Europäische Normung für den Brunnenbau nimmt Fahrt auf
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Die umfangreichen Vorbereitungen für eine gute Ausgangsposition der deutschen Expertise bei der Normung des Brunnenbaus tragen nun erste Früchte. Die strikte Trennung der Themenkomplexe 'oberflächennahe Geothermie' und 'Brunnenbau' wurde auf der konstituierenden Sitzung des CEN TC 451 'Water wells and borehole heat exchangers' durchgesetzt.

Anlagendimensionierung zur Unterschreitung des in Hessen für EWS geforderten Mindestabstandes zur Grundstücksgrenze
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Die hessischen Anforderungen des Gewässerschutzes an Erdwärmesonden (EWS) vom 21. März 2014 geben einen im Regelfall einzuhaltenden Mindestabstand zwischen EWS und Grundstücksgrenze von 5 m vor. Bei Einhaltung dieses Abstandes wird für EWS-Anlagen mit einer Heizleistung bis 30 kW davon ausgegangen, dass es in der Regel zu keiner thermischen Beeinflussung außerhalb des Grundstücks kommt und somit keine Gewinnung von Erdwärme im Sinne des Bundesberggesetzes (BBergG) erfolgt.

Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Ein praktischer Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart am gleichen Standort unter gleichen Beanspruchungsbedingungen ist bisher nicht bekannt.