Beschreibung

Die Ermittlung der minimal zulässigen Zulauftemperatur von Erdwärmesonden unter der Prämisse (a) einer Frostvermeidung im Verfüllmaterial und im Untergrund sowie (b) einer ausreichend geringen Systemdurchlässigkeit im Verfüllmaterial und in den Kontaktzonen zwischen Verfüllmaterial und Bohrlochwandung bzw. Sodenrohren erfordert die eingehende Untersuchung von unterschiedlichen geometrischen sowie material- und betriebsbedingten Randbedingungen einer Erdwärmesonde. Hierzu ist ein zweistufiger Aufbau von Laborexperimenten vorgesehen, der - jeweils ergänzt durch numerische Simulationen- das Verhalten von Erdwärmesondenverfüllbaustoffen unter Temperaturdehnungen und Frost-Tauwechseln beschreib- und berechenbar macht. Die physikalischen Prozesse des Frost-Tauwechsels werden hierbei durch die Entwicklung eines Modellierungsansatzes zur Berücksichtigung des Phasenwechsels im Verfüllbaustoff erfasst. Mit den so gewonnenen Erkenntnissen werden im Anschluss Berechnungen unter Variation der geotechnischen und hydrogeologischen Randbedingungen durchgeführt, um abschließende Aussagen zur minimalen Zulauftemperatur zu erhalten, unter denen im Sinne eines intakten BaugrundNerfüllungssystems ein sicherer Betrieb einer Erdwärmesonde möglich ist. Im TP1 (VEGAS): "Experimentelle Untersuchungen zur temperaturabhängigen Systemdurchlässigkeit" werden in zwei Arbeitspakete die experimentellen Parameter für die Baustoffe (kleinskaliges Experiment) und für das Gesamtsystem (mittelskaliges Experiment) ermittelt.