Dienstag, den 26. Sep 2017

Effizienzsteigerung durch thermische Optimierung

Die Bedeutung der oberflächennahen Geothermie nimmt zu. Allein in Deutschland sind 290.000 Anlagen im Betrieb, die einen deutlichen Anteil zur Energiewende leisten. Um die Verbreitung geothermischer Systeme künftig massiv weiter vorantreiben zu können, gilt es die Betriebskosten zu senken. Dies ist am einfachsten möglich, indem der Energieaustrag aus oberflächennaher Geothermie spürbar erhöht wird. Wie das ohne großen technologischen Aufwand möglich ist, zeigte jetzt eine Studie des Instituts für angewandte Bauforschung in Weimar. Die Ergebnisse wurden Mitte November 2013 auf dem Geothermie-Kongress in Essen erstmals vorgestellt.

Einfluss der Jahreszeiten führt zu geringerem Energieertrag
Zahlreiche Messungen belegen, dass die Temperaturschwankungen in der oberen Bodenzone – bis in eine Tiefe von 25 Metern – für das Wärmeträgermedium vor allem während der Heizsaison ungünstig sind. Dadurch gibt das zurücklaufende Wasser-Glykol-Gemisch einen Teil der aufgenommenen Niedertemperaturwärme auf seinem Weg nach oben wieder an das umgebende Erdreich ab. Zudem sind die kalten Vorlaufrohre meist unmittelbar neben dem wärmeren Rücklauf verlegt, was ebenfalls zu einer ungewollten Abkühlung des Wärmeträgermediums führt. In der Summe entsteht ein bedeutender Energieverlust, der die Leistungsfähigkeit erdgekoppelter Wärmepumpensysteme reduziert und so die Betriebskosten steigert.
Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde geprüft, wie sich die Isolierung der horizontalen Anschlussleitungen und des Rücklaufs bis in eine Tiefe von 25 Metern auswirkt.

Eine Maßnahme – viele positive Auswirkungen
Wie es angesichts der schwankenden Temperaturen im Boden zu vermuten war, hatte die Dämmung des Rücklaufs einen deutlich positiven Einfluss. Mit Hilfe der Thermaflex-Isolierungen konnte dies eindeutig belegt werden: Je weniger Energie beim Transport des Wärmeträgermediums abgegeben wird, umso effektiver läuft das Gesamtsystem. Die Isolierung unterbindet den thermischen Ausgleich zwischen dem kühleren Zulauf und dem wärmeren Rücklauf. Energieverlusten wird vorgebeugt, weil die aufgenommene Wärme im Rücklauf erhalten bleibt. Dadurch erhöht sich die Spreizung der Sonde merklich.

Rücklaufdämmung mit bewährtem Material
Durch die Erdverlegung bei der Rücklaufdämmung des geothermischen Systems sind an das Material hohe Anforderungen zu stellen. Während der Untersuchung zeigte sich, dass der spezielle Protectube Isolierkanal von Thermaflex alle erforderlichen Eigenschaften hervorragend erfüllte.

Der Isolierkanal aus extrudiertem Polyolefin ist in Temperaturbereichen von -80 °C bis +95 °C einsetzbar. Bemerkenswert sind die Flexibilität des Materials und der daraus resultierende kleine Biegeradius von 30 Zentimetern – die Installation wird dadurch erheblich erleichtert. Zudem bietet Thermaflex herstellerunabhängig zu jeder Sondenrohrgröße die passenden Isolierdimensionen an. Alle verwendeten Kunststoffe sind vollständig recycelbar.

Fazit: Steigender Wärmeaustrag senkt Kosten
Mit dem Protectube Isolierkanal werden im Idealfall die vertikale Rücklauf-Sonde und die horizontalen Anschluss- und Verteilerleitungen isoliert. In der Folge verringert sich der Einfluss der Temperaturschwankungen. Im Vergleich zu nicht isolierten Sonden bewirkt dies einen höheren Energieaustrag bei gleicher Bohrlänge und im Ergebnis können die Betriebskosten für die Erdwärmesonden-Anlage sinken.

Thermaflex Isolierprodukte GmbH, www.thermaflex.de

Fachwissen

Bauinformationen

Bautechnik

Gebäudetechnik

Termine