Erdwärmesondenfelder
Detaillierte Informationen

 

Baustelle für ein Erdwärmesondenfeld, SUVA, Luzern. Foto Mengis + Lorenz AG / SUVASeit etwa einem Jahrzehnt werden Erdwärmesondenfelder für die Wärmeversorgung realisiert, die teilweise auch für die Kühlung während des Sommers eingesetzt werden. Diese Erdwärmesondenfelder bestehen aus einer Serie von Bohrungen, die im Allgemeinen mit zwei U-Rohren aus Polyethylen für den Wärmeaustausch mit dem Boden ausgerüstet sind. Die Bohrungen sind mit einem Gemisch aus Zement und Bentonit hinterfüllt, um einen guten thermischen Kontakt zwischen den U-Rohren und der Bohrlochwand sicherzustellen. Die benötigte Anzahl an Bohrungen (4 bis 80) sowie deren Tiefe (30 bis 350 m) hängt vom Wärmebedarf und den lokalen geologischen Verhältnissen ab.

Die EWS werden so Nahe wie möglich beim zu beheizenden Gebäude erstellt. Die Leitungen der einzelnen EWS werden zusammengeschlossen und versorgen so eine oder mehrere Wärmepumpen. Zum Beheizen mit niedriger Temperatur sowie zum Kühlen wird eine Wärmeträgerflüssigkeit in den Böden oder auch Decken des Gebäudes zirkuliert.

Die Arbeitsweise beruht auf einem Jahrezyklus: während des Winters wird dem Boden die Wärme entzogen (Abkühlung des Bodens). Im Sommer, falls gekühlt wird, wird dem Boden die gespeicherte Kälte wieder entzogen (Erwärmung des Bodens). Die Gebäudekühlung mit "free-cooling" ist energetisch gesehen besonders vorteilhaft, da diese ausschliesslich über die EWS und ohne Kältemaschine läuft.

Da EWS-Felder komplexer und kostenintensiver sind als eine Einzel-EWS für ein Einfamilienhaus, ist es wichtig, im Voraus anhand des benötigten Wärme- und Kältebedarfs die Gesamtanlage richtig zu dimensionieren. Ist die Anlage einmal in Betrieb, so erlaubt eine messtechnische Leistungsüberwachung während zwei Jahren die Betriebsparameter optimal einzustellen. Die benötigten Planungsgrundlagen werden durch Computersimulationen erstellt.

Funktionsprinzip des unterirdischen Wärmespeichers des D4-Zentrums.