Steigerung der Energieeffizienz von Erdwärmesondenanlagen durch Optimierung von Planung, Ausführung und Betrieb

Ziel des Projektes ist die Generierung eines realitätsnahen thermischen Modells welches das Zusammenwirken der anstehenden Geologie und der darin eingebundenen Erdwärmesonden möglichst präzise widerspiegelt. Weiters sollen die für dieses Modell geltenden geologischen, hydrogeologischen und thermischen Einflussgrößen qualitativ und quantitativ erfasst werden. Auf Basis dieses Modells und der im Projekt über mehrere Jahre erfassten Anlagendaten sollen mögliche Verbesserungspotentiale in der energetischen Effizienz solcher Anlagen herausgearbeitete werden. Aufgrund der Verbesserung des Wirkungsgrades ist mittelbar auch eine CO2 Reduktion gegeben. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung von Grunddaten und Parametern auf Basis dieser eine praktikable Bemessung des passiven Kühlbetriebes ermöglicht wird. Dies ist für Planer und Anlagenhersteller von großem Interesse, da durch den passiven Kühlbetrieb Energie eingespart wird und somit der Wirkungsgrad solcher Anlagen steigt.

Ausgangssituation

Die Auslegung von Erdwärmesondenanlagen stellt aufgrund der sehr variablen Eigenschaften des Systems Erdreich-Erdwärmesonden-Solekreislauf hohe Anforderungen an Planer und Ausführende. Aber auch bei korrekter Planung ist eine Voraussage der zu erwartenden Energieausbeute nur bedingt möglich. Die resultierende Qualität von Erdwärmesondenanlagen hängt hingegen von verschiedenen Faktoren ab, wobei die lokale Geo- und Hydrogeologie eine entscheidende Rolle spielen Die resultierende Jahresarbeitszahl (JAZ) als Wirtschaftlichkeitsmaß der Anlagen hängt daher von nicht beeinflussbaren Größen ab, welche ein gewisses Unsicherheitspotential darstellen, im Wesentlichen sind dies der Energieentzug durch Erdwärmesonde sowie die Wärmeleitfähigkeit des umgebenden Erdreichs Die heute praktizierte Methode zur Sondendimensionierung führt dazu, dass einige Sonden zu kurz und andere zu lang bemessen werden. Eine wirtschaftliche Bemessung ist somit oft nicht gegeben.