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Erdwärme-Zeitung.de | 18. November 2017

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Thermal Response Test

Thermal Response Test
Der Thermal Response Test ist ein wichtiges Werkzeug um Erdwärmesondenfelder zu Planen
Warum wird ein Thermal Response Test bei der Planung von Erdwärmesonden benötigt?

Erdwärmeanlagen bieten viele Vorteile. Mit Erdwärmesonden lassen sich Gebäude Heizen und Kühlen. Erdwärmsonden sind nicht nur langlebig, es werden Standzeiten von mehreren Jahrzehnten erreicht, sondern anderen Systemen, langfristig betrachtet, wirtschaftlich überlegen, zudem sind sie weitgehend preisstabil, und sie benötigen wenig Wartung. Grundlage für die Effizienz und somit geringen Betriebskosten ist die exakte Auslegung des Erdwärmesondenfeldes.

Ist einmal die Entscheidung für eine moderne Erdwärmeheizung gefallen, muss man sich im nächsten Schritt mit der Dimensionierung des Erdwärmesondenfeldes befassen. Hierfür sollte man die thermischen Eigenschaften des Untergrundes vor Ort genau kennen.

Wie plant man Erdwärmsonde richtig?
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Kann man sich bei kleineren Anlagen (z.B. Einfamilienhäuser) noch mit Werten aus Tabellen behelfen, sollten bei größeren Anlagen die thermischen Eigenschaften des Untergrundes jedoch genau bekannt sein. Sicherheitsaufschläge bei den Bohrmetern können, wie bei kleinen Anlagen notwendig, entfallen. Die Investitionssummen lassen sich dadurch optimieren.

Um die thermischen Eigenschaften des Untergrundes genau zu bestimmen wurde der Thermal Response Test entwickelt. Der Thermal Response Test ist ein seit vielen Jahren international bewährtes und anerkanntes Verfahren zur Bestimmung thermischer Untergrundparameter.

Der Test wird an einer fertig ausgebauten Erdwärmesonde durchgeführt. Diese Erdwärmesonde kann natürlich in das spätere Erdwärmesondenfeld integriert werden. Zusätzliche Kosten fallen lediglich meist nur für den Test, die Auswertung der Daten und gegebenenfalls für eine erneute Baustelleneinrichtung für das Bohren der weiteren Sonden an.

Wie wird der Test durchgeführt?

Für den Test wird einen mobile Testeinheit mit entsprechender Messtechnik benötigt. Eine konstante Stromversorgung mit entsprechender Leistung (Abhängig vom Wärmeintrag in die Erdwärmesonde) ist eine weitere Voraussetzung um den Test durchzuführen. Wichtig: Der Strom darf während der Testarbeiten nicht unterbrochen werden! Sind diese Voraussetzungen geschaffen, wird eine Erdwärmesonde (Vorlauf der Erdwärmesonden) mit einem definierten Wärmeeintrag über einen Zeitraum von mindestens 72 Stunden belastet. Ein Teil der ins Bohrloch eingetragenen Wärme wird von den Boden- und/oder Gesteinsschichten aufgenommen und abgeleitet. Über den Rücklauf der Erdwärmesonden erhält man vom Untergrund eine „Temperaturantwort“ („Response“). Diese Reaktion ist charakteristisch für die anstehenden Gesteine und lässt die Berechnung der effektiven Wärmeleitfähigkeit im weiteren Umfeld der Sonde zu.

Weiterhin können mit dem Test die ungestörte Untergrundtemperatur und der thermische Bohrlochwiderstand bestimmt werden. Mit Testerweiterungen lassen sich selbst Rückschlüsse auf eine fachgerechte Verpressung des Bohrlochringraums ziehen.

Wichtig sind die drei spezifischen Werte, effektive Wärmeleitfähigkeit, ungestörte Untergrundtemperatur und der Bohrlochwiederstand. Dies Werte sind die wichtigsten Eingangsparameter in Simulationsprogramme wie beispielsweise „EED“ (Earth Energy Designer) um das thermische Verhalten von Erdwärmesondenfeldern berechnen zu können.

Ergebnisse eines Thermal Response Tests sind unbedingte Voraussetzung für die Planung von Erdwärmesondenfeldern bei Anlagen > 30 kW (siehe VDI 4640) und werden ab dieser Größenordnung von den meisten Behörden gefordert. Notwendig kann ein Thermal Response Test auch bei mehreren kleinen Einzelanlagen an einem Standort werden.

Wichtig: Durch einen Thermal Response Test und die damit verbunden Auswertungen, können die Gesamtbohrmeter als wichtigster Invest-Kostenfaktor in Abhängigkeit der jeweiligen Untergrundeigenschaften klar festgelegt werden. Somit ist in vielen Fällen eine technische und finanzielle Optimierung der geothermischen Anlage sowie eine Gewährleistung der erforderlichen Wärme- und Kälteleistung möglich.

Nach meiner Erfahrung werden die reinen Testarbeiten zu einem Preis von 2500-3500 Euro zzgl. Mehrwertsteuer angeboten.

Silvio Klenner Erdwärme-Zeitung.de 2014

 

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