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Steigerung der Effizienz von Erdwärmesonden durch Luftinjektion an Standorten ohne Grundwasserströmung
Zur Nutzung der oberflächennahen Geothermie stehen geschlossene und offene Systeme zur Verfügung. In geschlossenen Systemen wird bei Fehlen einer Grundwasserströmung die Wärme im Boden durch Wärmeleitung transportiert. Dieses ist ein langsamer Vorgang und schränkt die Entzugsleistung von Erdwärmeanlagen ein. Vorgestellt wird dazu im Beitrag eine patentierte Methode, in der ein geschlossenes Erdwärmesystem mit Grundwasserzirkulationsverfahren kombiniert wird. Dadurch wird eine Zirkulationsströmung künstlich in Gang gesetzt, die zur Erhöhung des konvektiven Wärmetransports und der Leistung der Erdwärmeanlage führt. Desweiteren wird eine mit Luftinjektionsbrunnen kombinierte Erdwärmesonde dreidimensional numerisch abgebildet. Durch die Kombination der Erdwärmesonde mit einem Luftinjektionsbrunnen bietet sich die Möglichkeit, die Entzugsleistung von geschlossenen Erdwärmesystemen zu erhöhen, ohne das Grundwasser zu Tage zu fördern. Die durch Luftinjektion erzeugte Grundwasserzirkulation sowie die Wärmeausbreitung im Boden werden sequenziell simuliert. Die Entzugsleistung dieser Anlage wird mit der einer üblichen Erdwärmeanlage verglichen. Weiterhin werden Variationsberechnungen durchgeführt, um den Einfluss der Dichte des Wasser-Luft-Gemisches im Brunnen, der Wärmeleitfähigkeit und der Durchlässigkeit des Bodens zu untersuchen. Eine Wirtschaftlichkeitsanalyse vervollständigt die Ausführungen.
Steigerung der Effizienz von Erdwärmesonden durch Luftinjektion an Standorten ohne Grundwasserströmung
Zur Nutzung der oberflächennahen Geothermie stehen geschlossene und offene Systeme zur Verfügung. In geschlossenen Systemen wird bei Fehlen einer Grundwasserströmung die Wärme im Boden durch Wärmeleitung transportiert. Dieses ist ein langsamer Vorgang und schränkt die Entzugsleistung von Erdwärmeanlagen ein. Vorgestellt wird dazu im Beitrag eine patentierte Methode, in der ein geschlossenes Erdwärmesystem mit Grundwasserzirkulationsverfahren kombiniert wird. Dadurch wird eine Zirkulationsströmung künstlich in Gang gesetzt, die zur Erhöhung des konvektiven Wärmetransports und der Leistung der Erdwärmeanlage führt. Desweiteren wird eine mit Luftinjektionsbrunnen kombinierte Erdwärmesonde dreidimensional numerisch abgebildet. Durch die Kombination der Erdwärmesonde mit einem Luftinjektionsbrunnen bietet sich die Möglichkeit, die Entzugsleistung von geschlossenen Erdwärmesystemen zu erhöhen, ohne das Grundwasser zu Tage zu fördern. Die durch Luftinjektion erzeugte Grundwasserzirkulation sowie die Wärmeausbreitung im Boden werden sequenziell simuliert. Die Entzugsleistung dieser Anlage wird mit der einer üblichen Erdwärmeanlage verglichen. Weiterhin werden Variationsberechnungen durchgeführt, um den Einfluss der Dichte des Wasser-Luft-Gemisches im Brunnen, der Wärmeleitfähigkeit und der Durchlässigkeit des Bodens zu untersuchen. Eine Wirtschaftlichkeitsanalyse vervollständigt die Ausführungen.
Steigerung der Effizienz von Erdwärmesonden durch Luftinjektion an Standorten ohne Grundwasserströmung
Increasing the efficiency of downhole heat exchangers by air sparging in locations without groundwater flow
Ma, Xiaolong (author) / Grabe, Jürgen (author)
Geotechnik ; 34 ; 42-50
2011
9 Seiten, 9 Bilder, 2 Tabellen, 22 Quellen
Article (Journal)
German
TIBKAT | 1936
|Grundwasserströmung ‐ Grundwasserhaltung
Wiley | 2018
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Wiley | 2009
|UB Braunschweig | 1936
|Steigerung von Effizienz und Druckverlust durch Kondensation
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