Beschreibung

Die Ermittlung der minimal zulässigen Zulauftemperatur von Erdwärmesonden unter der Prä-misse einer Frostvermeidung im Verfüllmaterial und im Untergrund sowie einer ausreichend geringen Systemdurchlässigkeit im Verfüllmaterial und in den Kontaktzonen zwischen Verfüll-material und Bohrlochwandung bzw. Sodenrohren erfordert die eingehende Untersuchung von unterschiedlichen geometrischen sowie material- und betriebsbedingten Randbedingungen ei-ner Erdwärmesonde.
Hierzu wurde ein zweistufiger Aufbau von Laborexperimenten gewählt, der - jeweils ergänzt durch numerische Simulationen - das Verhalten von Erdwärmesondenverfüllbaustoffen unter Temperaturdehnungen und Frost-Tauwechseln beschreib- und berechenbar macht. Die phy-sikalischen Prozesse des Frost-Tauwechsels wurden hierbei durch die Entwicklung eines Mo-dellierungsansatzes zur Berücksichtigung des Phasenwechsels im Verfüllbaustoff erfasst. Mit den so gewonnenen Erkenntnissen wurden Berechnungen unter Variation der geotechnischen und hydrogeologischen Randbedingungen durchgeführt, um abschließende Aussagen zur mi-nimalen Zulauftemperatur zu erhalten, unter denen im Sinne eines intakten Baugrunds/Verfül-lungssystems ein sicherer Betrieb einer Erdwärmesonde möglich ist.