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Helix-Sondenfelder zur Nutzung von Erdwärme - ein Praxisbeispiel

Kübert, Markus / Walker-Hertkorn, Simone / Tietz, Jan / Riepold, Markus / Glöckl, Andreas

Durch ihre Spiralform sind sogenannte Helix-Sonden mit einer Rohrlänge von 40 m nur 3 m hoch und bieten dadurch viel Wärmetauscherfläche auf kleinem Raum. Damit erweisen sie sich als ideale Lösung für die Geothermienutzung an Orten, an denen aus geologischen Gründen nicht tief gebohrt werden kann. Der Beitrag zeigt beispielhaft die Planung eines langfristig auf die Nutzeranforderungen angepassten Helix-Sondenfeldes für den Neubau einer Produktionsstätte. Das Projekt mit über 216 Helix-Sonden zählt zu größten und anspruchsvollsten Vorhaben der jüngsten Zeit. Verbaut wurden die Helix-Sonden in Tiefen von 1 bis 3 m unter GOK (Geländeoberkante). Betrieben werden die Helix-Sonden in den Wintermonaten wie Flächenkollektoren bzw. Erdwärmekörbe und nutzen die latente Wärme beim Phasenübergang des Bodenwassers von flüssig zu fest. Die Regeneration erfolgt in den Sommermonaten durch die Außentemperaturen und die Solareinstrahlung. Folgende Kriterien sind bei der Auslegung eines Sondenfeldes von Bedeutung und müssen bei der Auslegung berücksichtigt werden: Energiebedarf, geothermische und hydrogeologische Parameter, geometrische Gegebenheiten (Anordnung der Wärmetauscher), Eigenschaften des Wärmeträgermediums sowie thermischer Bohrlochwiderstand. Außerdem hängt die Leistungsfähigkeit der Erdwärmesonden (EWS) wesentlich von der Fließgeschwindigkeit des Grundwassers und vom Abstand der Sonden ab.