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Thermisch-energetische und anlagentechnische Bewertung von Wärmeträgerflüssigkeiten für oberflächennahe geothermische Anwendungen (GEO-SOLE)

Koenigsdorff, Roland

01.11.2007 - 30.04.2009

Beschreibung

Erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen werden im Regelfall mit Wasser-Frostschutz-Gemischen als Wärmeträgerflüssigkeit betrieben. Neben den häufig eingesetzten Fluiden auf Glykol-Basis kommen hierfür eine Reihe anderer Wärmeträger auf anorganischer und organischer Basis in Betracht - bis hin zu frostsicher mit reinem Wasser betriebenen Anlagen. Die Stoffeigenschaften der in Frage kommenden Fluide sind zwar grundsätzlich bekannt, für ihre Auswirkungen im Falle einer Undichtigkeit der Erdwärmesondenrohre sowie bezüglich des energetischen und betriebstechnischen Verhaltens in Gesamtanlagen fehlt jedoch eine vollständige und durchgängige Vergleichsbasis. Die hier vorgestellten Ergebnisse der Hochschule Biberach zur thermischenergetischen und anlagentechnischen Bewertung von Wärmeträgerflüssigkeiten (Teil A) beruhen auf experimentellen Untersuchungen an einer Versuchsanlage sowie auf Simulationen, in denen der Geothermiekreislauf samt Erdwärmesonde und Wärmepumpe gekoppelt-iterativ abgebildet wurde. Es zeigt sich übereinstimmend, dass die untersuchten Fluide Wasser, Ethylenglykol, Kaliumformiat und Kaliumkarbonat im Kurzzeitverhalten in den energetischen Kenndaten (Leistungs- und Arbeitszahlen) nur wenig voneinander abweichen (Experimente: Die rein fluidbedingten Unterschiede im Betriebsverhalten liegen damit innerhalb der ohnehin vorhandenen Bandbreite bzw. Unsicherheiten, die durch Planung, Ausführung sowie unsichere und variable Randbedingungen vorliegen.