Qualitätssicherung bei Erdwärmesonden und Erdreichkollektoren. Abschlussbericht. Laufzeit: 01.11.07 bis 31.08.11: Fid-Bau Portal

Qualitätssicherung bei Erdwärmesonden und Erdreichkollektoren. Abschlussbericht. Laufzeit: 01.11.07 bis 31.08.11

Spliethoff, H. / Hauer, A. / Reuß, Manfred / Koenigsdorff, R. / Zorn, R. / Kuckelkorn, J. / Steger, H. / Pröll, M. / Feuerstein, P.

Abstract

Im Wohnungsbau werden heute rund 10 % der Neubauten mit Wärmepumpen mit Erdwärmesonden als Wärmequelle zur Gebäudeheizung ausgerüstet. Im Industrie- und Gewerbebereich kommen Erdwärmesonden in zunehmendem Maße in größeren Anlagen zum Heizen und Kühlen zum Einsatz. Handwerkliche Fehler bei der Planung und beim Bau erdgekoppelter Wärmequellenanlagen haben in der Vergangenheit die Technik unnötig und ungerechtfertigt in Misskredit gebracht. In allen Fällen ist ein Höchstmaß an Qualität notwendig, um die Betriebssicherheit der Anlage zu gewährleisten und Beeinträchtigungen der Umwelt insbesondere des Grundwassers auszuschließen. Dieses Projekt kann im Bereich der Planung und der Bauausführung helfen einen hohen Qualitätsstandard einzuhalten. Eine Standortuntersuchung mit einem Thermal Response Test (TRT) verbessert die Qualität einer Anlagenplanung sowohl unter technischen als auch wirtschaftlichen Gesichtspunkten erheblich. Wichtige Grundlage für eine belastbare Messung ist eine detaillierte Fehler- und Sensitivitätsanalyse für die Messgrößen und andere wichtige Parameter. Die Weiterentwicklung des Tests auf einer soliden wissenschaftlichen Basis mit verbesserten Auswertemodellen und neuen Aspekten wie einer schichtbezogenen Auflösung der Wärmeleitfähigkeit hat in diesem Vorhaben hat den Nutzen des TRT wesentlich gesteigert. Eine kurzzeitige Unterbrechung der Stromversorgung, wie sie auf Baustellen regelmäßig passieren kann, hat in der Vergangenheit oft zum Abbruch und nach einer längeren Wartezeit zu einem neuen Test geführt. Dieses Problem kann heute mit dem erarbeiteten Stufenpulstest gelöst werden. Die Analyse des Grundwassereinflusses hat das Verständnis der Auswirkungen auf den TRT erheblich verbessert, auch wenn hier wegen des komplexen Zusammenhangs weitere Experimente notwendig sind. Die Versuchsbohrung an der Hochschule Biberach hat hierfür ideale Voraussetzungen. Eine weitere Neuentwicklung ist der TRT für flächige geothermische Quellensysteme. Besonders hervorzuheben ist die experimentelle Überprüfung des Thermal Response Tests an den verschiedenen Pilotbohrungen in Dinslaken, Wolfersdorf und Biberach, verbunden mit einer genauen Untersuchung und Dokumentation der Geologie an den jeweiligen Standorten sowie der sehr detaillierten Analyse der gewonnenen Bohrkerne. Weltweit ist dies hier erstmals in der Ausführlichkeit durchgeführt worden. Zudem wurden verschiedenen Testgeräte an den Bohrungen eingesetzt und die Tests teilweise mehrfach wiederholt. Damit konnte im Rahmen der Messgenauigkeit eine sehr gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse einzelner Messungen nachgewiesen werden.