bachelorarbeit - monami | monami...sonden für erdwärmepumpen. 2015. seitenzahl verzeichnisse: 7...

BACHELORARBEIT

Herr

Artur Gaus

lt

Sonden fuumlr Erdwaumlrmepumpen

Mittweida 2015

Fakultaumlt Wirtschaftsingenieurwesen

Bachelorarbeit


Autor

Herr Artur Gaus

Studiengang

Immobilienmanagement und Facilities Ma-

nagement

Seminargruppe

FM12-w2B

Erstpruumlfer

Prof Dr-Ing Joumlrg Mehlis

Zweitpruumlfer

Prof Dr-Ing Jan Schaaf

Einreichung

Mittweida 03112015

VerteidigungBewertung

Mittweida 2015

Faculty Engineering

BACHELOR THESIS

Probes for geothermal heat

pumps

author

Mr Artur Gaus

course of studies

Real Estate Management and Facilities Ma-

nagement

seminar group

FM12-w2B

first examiner


second examiner


submission

Mittweida 03112015

defence evaluation

Mittweida 2015

Bibliografische Beschreibung

Name Vorname Gaus Artur

Thema der Bachelorarbeit

Sonden fuumlr Erdwaumlrmepumpen 2015

Seitenzahl Verzeichnisse 7

Seitenzahl des Inhalts 54

Mittweida Hochschule Mittweida Fakultaumlt Wirtschaftsingenieurwesen Bachelo-

rarbeit 2015

Referat

Erdwaumlrme ist ein aktuelles Thema und hat in den letzten Jahren grundlegend

mehr Aufmerksamkeit bekommen Neue Entwicklungen in Verbindung mit der

grenzenlosen Ressource eroumlffnet eine Moumlglichkeit fuumlr rentables Heizen und Kuumlh-

len Diese Bachelorarbeit untersucht die Waumlrmepumpen sowie die dazugehoumlri-

gen Arten von Erdwaumlrmesonden Das Thema ist fuumlr den Anwender gedacht der

die geothermale Energie nutzen moumlchte

Inhalt I

Inhalt

Inhalt I

Abbildungsverzeichnis III

Abkuumlrzungsverzeichnis IV

1 Einleitung 5

2 Geothermie 8

21 Tiefe Geothermie 8 211 System mit niedriger Enthalpie 9 212 Systeme mit hoher Enthalpie 9 213 Petrothermale Systeme 9 214 Hot-Dry-Rock-System 9

22 Oberflaumlchennahe Geothermie 10

3 Waumlrmepumpen 11

31 Funktionsweise und Theorie der Waumlrmepumpen 11

32 Kennzahlen von Waumlrmepumpen 15

33 Bauarten der Waumlrmepumpe 17 331 Heizungs-Waumlrmepumpe SoleWasser WasserWasser 18

4 Erdwaumlrmesonden und Bohrung 19

41 Arten der Erdwaumlrmesonden 23

42 Aufbau der Erdwaumlrmesonden 26

43 Dimensionierung und Funktion von Sonden 27

44 Planung und Bemessung 29

45 Berechnungsbeispiel 31

46 Rechtliche und fachliche Beurteilung von Sonden 33

47 Checkliste fuumlr Anwender 39

5 Geokoax 41

51 Geokoax-Sonden Aufbau und Material 42

52 GeoKOAX Technologie 44

Inhalt II

53 Wasser als Fluid in der Sonde 45

54 Vorteile der Geokoax 47

55 Worin unterscheidet sich GeoKOAX von herkoumlmmlichen Sonden 47

56 Kuumlhlen eines Hauses mit geoKOAX 48

57 Beispiele aus dem Alltag 49

6 Ausfuumlhrung und Inbetriebnahme der Sonden 51

61 Standortanalyse 51

62 Verbindung von Sondenrohren und Verteilerrohren durch Schweiszligung 52

63 Verfuumlllung der Sonde 54

64 Horizontale Anbindung zwischen Sonde und Verteiler 54

65 Einweisung des Betreibers 55

7 Fazit 56

8 Quellenverzeichnis 59

Selbststaumlndigkeitserklaumlrung 61


Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Waumlrmepumpenprozess bei der Kompressionswaumlrmepumpe 13

Abbildung 2 Absorptionswaumlrmepumpe 14

Abbildung 3 T-s-Diagramm vier Punkte Carnot-Prozess 16

Abbildung 4 Arten der Erdwaumlrmenutzung 23

Abbildung 5 Verschiedene Bauarten von vertikalen Erdwaumlrmesonden im Querschnitt 25

Abbildung 6 Schemader Erdwaumlrmesonde 26

Abbildung 7 Dimensionierung im Querschnitt 27

Abbildung 8 Dimensionierung von Erdwaumlrmesonden mit Werten aus der VDI Richtlinien

4640 29

Abbildung 9 Spezifische Entzugsleistung des Bodens in 40 bis 100m Tiefe 32

Abbildung 10 Ablaufschema Vorhaben Erdwaumlrmesondenanlage 35

Abbildung 11 Anzeigeformular auf wasserrechtliche Erlaubnis fuumlr Erdwaumlrmesonden 37


Abbildung 13 GeoKOAX Sondenaufbau 42

Abbildung 14 Zechnung Parallelschaltung der Sonden 43


Abkuumlrzungsverzeichnis

λ Lambda

bzw Beziehungsweise

m Meter

kW Kilowatt

K Kelvin

Q Waumlrmemenge

P Leistung

COP Leistungszahl (Coefficient of Performance)

QH Heizleistung Waumlrmemenge

T Absolute Temperatur

PANTR Elektrische Leistungsaufnahme des Kompressors

LEWS Laumlnge der Erdwaumlrmesonde

QEWS Der Waumlrmequelle entzogene Spitzenleistung

Tha Jaumlhrliche Vollbenutzungsstunden

Qq Leistungsaufnahme des Verdampfers

qEWS Maximale spezifische Entzugsleistung

euro Euro

szliga Jahrearbeitszahl

Einleitung 5

1 Einleitung

In dieser Bachelorarbeit geht es um Waumlrmepumpen und den Vergleich herkoumlmmlicher

Erdwaumlrmesonden zu einer geoKOAX- Sonde die mit einem anderen System arbeitet

Zum weiteren allgemeinen Verstaumlndnis wird auch auf das Thema Geothermie und die

Inbetriebnahme eingegangen sowie definiert Neben den theoretischen Darstellungen

werden auch physikalische Eigenschaften technische Zeichnungen und Berechnungs-

beispiele detailliert erklaumlrt Das Thema dieser Arbeit ist fuumlr den Anwender gedacht der

erneuerbare Energie im Sinne von Erdwaumlrme nutzen moumlchte Es spielen natuumlrlich im-

mer steigende Energiekosten eine wichtige Rolle und das zunehmende Bewusstsein

um die Endlichkeit der fossilen Energietraumlger die die Geothermie als Alternative immer

attraktiver erscheinen lassen1 Erdwaumlrme ist eine unerschoumlpfliche Energieressource

ihre Nutzung wirkt sich positiv auf die Umwelt aus da sie zur Verminderung von Co2-

Emissionen beitraumlgt und fossile Energiequellen schont2 Des Weiteren ist Erdwaumlrme

ganzjaumlhrig in Tiefen unter 20m unabhaumlngig vom Wetter verfuumlgbar3 Bei fachgerechtem

Bau und Betrieb sowie der richtigen Planung ist die Anlage vollkommen unbedenklich

fuumlr Grundwasser und Boden4 In den vergangenen Jahren konnten enorme Fortschritte

erreicht werden uumlber Wissen im Untergrund die Entwicklung neuer Tiefenbohrungen

und die Genauigkeit von geologischen Erkundungen Die Forschungsgelder bewirken

neue innovative Produkte wie zum Beispiel die Geokoax Sonde aber auch neue Ar-

beitsplaumltze5

Das Ziel in dieser Bachelorarbeit ist sich mit dem Thema Erdwaumlrme und die daraus zu

gewinnende Energie vertraut zu machen Dieser sehr breite Themenkomplex setzt

aber nicht nur beim groszligen Thema Energie an Rechtliche Aspekte in den dafuumlr taumlti-

gen Aumlmtern treten auf es muumlssen Formblaumltter und Antraumlge vor der Inbetriebnahme

ausgefuumlllt werden Des Weiteren sollte man sich als Anwender mit der dafuumlr qualifizier-

ten Firma auseinander setzen und auf Erfahrung und Arbeitsqualitaumlt setzen Der zweite

Punkt ist welche Sonden Technik man anwenden moumlchte und welches breitgefaumlcherte

Spektrum sich mit der Nutzung ergibt Da haumlufig nur an die Waumlrmeversorgung als auch

1 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 26 2 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 3 3 Vgl ebenda S 3 4 Vgl ebenda S 3 5 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 26

Einleitung 6

Stromerzeugung von einzelnen Gebaumluden oder Gebaumludekomplexen gedacht wird

Jedoch sind auch Einsaumltze in Thermalwaumlssern Kuumlhlung von Gebaumluden die Waumlrme-

und Kaumlltespeicherung Schnee und eisfrei Haltung von Straszligen Bruumlcken Schienen

oder Landebahnen moumlglich6

Jeder der auf erneuerbare Energien setzen moumlchte ist es selbst uumlberlassen welche er

fuumlr sich nutzen moumlchte Die Entscheidungen liegen bei Solarenergie Windenergie

Wasserkraft Bioenergie und die Geothermie Ganz egal welcher dieser Arten gewaumlhlt

wird das Ziel dabei ist immer Energie in Form von Elektroenergie oder Waumlrmeenergie

zu gewinnen Es wird keine neue Energie erschaffen sondern nur von einer Form in

eine andere gebracht Um das anzuwenden benoumltigt es an Knowhow darum sind viele

Firmen aus den Boden gewachsen die sich dieses Wissen angeeignet haben um Pro-

fit zu erwirtschaften und um einen gruumlnen Trend auf dem Energiemarkt zu bringen Um

einen Schwung reinzubringen reagierte auch der Staat durch Foumlrderprogramme und

Gelder die bereitgestellt wurden Somit entstehen neue Ziele in der Klimawende

Die Geothermie ist eine interessante Alternative jedoch sollte man sich im Vornherein

schon auf die vorherrschenden Bodenverhaumlltnisse informieren Kommt es in Frage

muss entschieden werden welche Art von Sonde eingesetzt wird das ist abhaumlngig von

der Grundstuumlcksgroumlszlige und den Gegebenheiten Die Entscheidung im Allgemeinen

belaumluft sich auf horizontale oder vertikale Sondenysteme Horizontale Sondensysteme

sind Erdwaumlrmekollektoren die in 1 m bis 15 m unter dem Erdreich eingebaut werden

und auf die Flaumlche verlegt werden Bei vertikalen Sondensystemen spricht man von

Erdwaumlrmesonden die auch in Tiefen von unter 100 m eingebracht werden und dort die

Waumlrme entziehen Ist das Bohren im Gebiet aufgrund Schichtfolgen oder besonderen

Grundwasserspiegel beschraumlnkt sollten genaue Uumlberlegungen gemacht werden wel-

che Sonden zum Einsatz kommen Die geoKOAX- Sonde funktioniert schon bei gerin-

gen Bohrmetern und erwirtschaftet demnach auch ausreichend Energie Die Technik

ist vorangeschritten und ausgereift somit sollten diesbezuumlglich keine Bedenken auf-

kommen

Die Erschlieszligung von geothermaler Energie ist bei Neubau als auch bei Bestandsim-

mobilien moumlglich Bei Neubau wird das komplette Heizsystem danach aufgebaut In

Bestandsimmobilien beispielsweise bei einer Modernisierung kann die erneuerbare

Energie auch als Unterstuumltzung des Vorhandenen Heizsystems bei Grund und Spitzen-

6 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 4

Einleitung 7

lasten dienen was den Gedanken und die Vielfalt der Anwendung weiter ausdehnt

Jedoch reicht die entzogene Waumlrme aus dem Erdreich in der Regel nicht aus darum

werden gezielt Waumlrmepumpen eingesetzt In einer Waumlrmepumpe fungiert ein Arbeits-

mittel was durch Aumlnderung des Zustands von fluumlssig in gasfoumlrmig verdampft und ver-

dichtet wird und somit auf ein houmlheres Temperaturniveu gebracht wird

Die Themengebiete sind speziell und aufeinander aufbauend gegliedert fuumlr das allge-

meine Verstaumlndnis um tiefere Einblicke zu erlangen Das Thema ist sehr komplex und

setzt technisches sowie wirtschaftliches Verstaumlndnis voraus

Geothermie 8

2 Geothermie

Dieses Kapitel definiert Begriffe um die Geothermie und erlaumlutert sie Geothermie

stammt aus dem Griechischen und bedeutet Waumlrme aus der Erde oder Erdwaumlrme

Zusammengefasst ist die gesamt-gespeicherte thermische Energie die unter der Erd-

oberflaumlche herrscht gemeint Im engeren Sinne lediglich nur der zugaumlngliche und tech-

nisch nutzbare Anteil7 Die Erde besteht aus mehreren Schalen Die aumluszligerste ist die

Erdkruste und ist im Mittel 40 km dick Darunter befindet sich der 3000 km tiefe flieszligfauml-

hige Erdmantel Der Erdkern besteht aus einem aumluszligeren fluumlssigen Kern und dem inne-

ren Kern mit einem Radius von 1200km8 Aufgrund dieses Temperaturgefaumllles stroumlmt

staumlndig ein geothermischer Waumlrmestrom von 0065 Wmsup2 von innen nach auszligen Uumlber

das Jahr hoch gerechnet ist das eine Menge von ca 291014 kWha9 Es wird unter-

teilt in Oberflaumlchennahe Geothermie (bis 400 m) Sonderfaumllle im Uumlbergangsbereich zur

tiefen Geothermie zum Beispiel Grubenwasser-Geothermie und die tiefe Geothermie

(ab 400 m)10

21 Tiefe Geothermie

Die tiefe Geothermie umfasst Systeme bei den geothermische Energien uumlber Tiefen-

bohrungen erschlossen werden Dies beginnt ab einer Tiefe von 400 m und einer

Temperatur im inneren von 20degC11 Es ist allgemein uumlblich von tiefer Geothermie zu

sprechen ab einer Tiefe von 1000 m und herrschenden Temperaturen von mehr als 60

degC12 Thermalquellen fuumlr Bade und Heizzwecke sind einer der aumlltesten Nutzungsarten

von Geothermie durch den Menschen hierbei kann die Energie direkt genutzt wer-

den13 Fuumlr die Energienutzung unterscheidet man in Hydrothermale Systeme mit unter-

7 Vgl Koenigsdorff 2011 S 16 8 Vgl ebenda S 16 9 Vgl ebenda S 16 10 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 5 11 Vgl Obst Fritzer Stober 2011 S 9 12 Vgl ebenda S 9 13 Vgl Koenigsdorff 2011 S 32

Geothermie 9

schiedlicher Enthalpie Enthalpie ist der Waumlrmeinhalt und das Maszlig an Energie in einem

thermodynamischen System Des Weiteren gibt es das Petrothermale Systeme14

211 System mit niedriger Enthalpie

Das Wasser wird thermisch genutzt und dient meist direkt zur Einspeisung in das Fern-

und Nahwaumlrmenetz15 Die Foumlrderung erfolgt uumlber Injektionsbohrungen hierbei wird es

wieder demselben Grundwasserleiter zugefuumlhrt16

212 Systeme mit hoher Enthalpie

Ist in Deutschland nicht vorhanden eher in Gebieten mit hoher vulkanischer Aktivitaumlt

Dampf oder Zweiphasensysteme werden zur Stromerzeugung genutzt17

213 Petrothermale Systeme

Hierbei wird die im Gestein gespeicherte Waumlrme genutzt zum einen durch tiefe Erd-

waumlrmesonden die mit Fluumlssigkeit zirkuliert Diese wird im Ringraum kalt nach unten

gefuumlhrt wo sie die Waumlrme des Gesteins aufnimmt und durch ein Steigrohr nach oben

wieder abgibt18

214 Hot-Dry-Rock-System

Dieses System ist eine Verbindung von Wasser und heiszligem Gestein Das Wasser

wird uumlber eine Bohrung in das Gestein gepumpt dort stroumlmt es durch die Kluumlften und

Risse und erwaumlrmt sich dabei Diese reichen fuumlr einen guten Durchfluss meist nicht

aus deswegen wird Wasser mit mehr als 100 bar Druck in die Bohrung gepresst um

14 Vgl Obst Fritzer Stober 2011 S 9 15 Vgl ebenda S 9 16 Vgl Koenigsdorff 2011 S 32 17 Vgl ebenda S 32 18 Vgl Koenigsdorff 2011 S 33

Geothermie 10

den Weg zu erweitern19 Mit diesem System liegen keine Langzeiterfahrungen vor und

es wird hauptsaumlchlich zur Stromerzeugung genutzt20

22 Oberflaumlchennahe Geothermie

Die oberflaumlchennahe Geothermie ist der Bereich bis zur Tiefe von 400 m unterhalb der

Erdoberflaumlche In Deutschland betraumlgt die mittlere Erdoberflaumlchentemperatur 6 bis 12

degC21 Bis ca 20 m im Oberflaumlchennahen Bereich wird der Waumlrmehaushalt durch Si-

cker- und Grundwasser sowie durch Sonneneinstrahlung beeinflusst22 Die Temperatur

in der Erde wird ab 20 m nahezu konstant Bei 9 bis 15degC 23 ist das Temperaturniveau

in diesem Bereich relativ gering jedoch in Verbindung mit einer Waumlrmepumpe zur Er-

houmlhung der Heiztemperatur werden Gebaumlude die mit einem Niedertemperaturheizsys-

tem ausgestattet sind beheizt Angenommen werden beispielsweise Fuszligbodenheizun-

gen Es ist weiter zu sagen je houmlher die benoumltigte Heiztemperatur ist desto ineffektiver

wird die Waumlrmepumpe Da sie mehr Strom aufnehmen muss um diese Temperaturen

zu erreichen24

Im Einfamilien-Wohnhausbereich besitzt es die meist genutzte Anwendung Meistens

wird nur an das heizen gedacht jedoch durch das niedrige Temperaturniveau der ober-

flaumlchennahe Geothermie eignet es sich auch sehr gut fuumlr die Gebaumludekuumlhlung25

19 Vgl Vgl Koenigsdorff 2011 S 33 20 Vgl Obst Fritzer Stober 2011 S 9 21 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 138 22 Vgl ebenda S 138 23 Vgl Thieszlig 2008 S 75 24 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 138 25 Vgl ebenda S 138

Waumlrmepumpen 11

3 Waumlrmepumpen

Da die Temperaturen in den oberflaumlchennahen Erdschichten die in Tiefen von einigen

Zentimetern etwa der jeweiligen Auszligentemperaturen und in 10 bis 20 m Tiefe der Jah-

resmitteltemperatur entspricht und erst danach gemaumlszlig dem geothermischen Gradien-

ten ansteigt ist die direkte Waumlrmenutzung meistens nicht moumlglich26 Diese entzogene

Waumlrme muss mittels einer Waumlrmepumpe auf ein fuumlr die Waumlrmenutzung geeignetes

Temperaturniveau angehoben werden Die Waumlrmepumpe ist ein Geraumlt welches Waumlrme

aufnimmt und diese nach Zufuhr von Antriebsenergie bei Erreichen eines houmlheren

Temperaturniveu wieder abgibt27

31 Funktionsweise und Theorie der Waumlrmepumpen

Die Waumlrmepumpen arbeiten mit einem thermodynamischen Grundprinzip welches

einer Waumlrmequelle thermische Energie aus einem niedrigen Temperaturniveu entzieht

Die aufgenommene Energie einschlieszliglich der eingesetzten Antriebsenergie wird in

Form thermischer Energie auf ein houmlheres Temperaturniveu gebracht28 Die An-

triebsenergie wird in Form von Waumlrme oder mechanischer Energie zugefuumlhrt und ist je

nach Funktionsprinzip abhaumlngig Das Herz einer Waumlrmepumpe ist der Kompressor er

pumpt ein spezielles Arbeitsmittel durch den Kreislauf das einen Energietransfer er-

moumlglicht Das Arbeitsmittel aumlndert seinen Zustand bei der Ab- und Aufnahme von

Waumlrme in fluumlssig zu gasfoumlrmig und umgekehrt29 Es fungieren Erdsonden oder Kolle-

ktoren als eigentliche Waumlrmequelle die ihre Energie an den Verdampfer liefert dieser

ist wie ein Warmwasserspeicher Der Waumlrmetauscher ist nicht warm genug um Wasser

aufzuheizen aber es reicht um das kalte fluumlssige Arbeitsmaterial zum Verdampfen zu

bringen Das dampffoumlrmige Arbeitsmaterial wird dem Kompressor zugefuumlgt der es

verdichtet und weiter in den Waumlrmetauscher des Kondensators pumpt Der Waumlrmetau-

scher gibt die Waumlrme an das Heizsystem ab diese kondensiert dabei30 Das konden-

sierte fluumlssige und warme Arbeitsmaterial wird anschlieszligend im Expansionsventil

26 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S75 27 Vgl ebenda S 75 28 Vgl ebenda S75 29 Vgl Bo Hanus Stempel 2007 S 64 30 Vgl ebenda S 65

Waumlrmepumpen 12

schlagartig abgekuumlhlt und der Kreislauf beginnt von neuem Bei Zentralheizungs-

Anlagen wird noch ein Pufferspeicher installiert31 Die Differenzierung liegt zwischen

Kompressions- und Sorptionswaumlrmepumpen Sorptionswaumlrmepumpen unterscheiden

sich grundsaumltzlich in Absorptions- und Resorptionsanlagen32

Kompressionswaumlrmepumpe Es findet in einem geschlossenen Kreislauf ein Kalt-

dampfprozess statt der aus vier Schritten der Verdampfung Verdichtung Kondensa-

tion und Expansion besteht Die Hauptbestandteile der Pumpe sind der Verdampfer

der Verdichter mit Antrieb dem Kondensator (Verfluumlssiger) und das Expansionsventil

Die Nebenbestandteile die fuumlr den Betrieb ebenfalls notwendig sind bestehen aus

Ventile Manometer Sicherheitseinrichtungen und sonstige Armaturen33 Der Kom-

pressor laumluft mittels Verbrennungs- oder Elektromotor Der Vorteil von Verbrennungs-

motoren liegt darin dass die erzeugte Waumlrme in den Heizprozess eingekoppelt werden

kann Im Verdampfer wird das im Kreislauf zirkulierende Arbeitsmittel bei niedriger

Temperatur und niedrigerem Druck durch Waumlrmezufuhr verdampft Diese Waumlrme wird

bei Direktverdampfung durch das Erdreich oder Grundwasser bereitgestellt Das gas-

foumlrmige Arbeitsmaterial wird nun vom Kompressor angesaugt und verdichtet es ent-

steht eine Druckerhoumlhung Wird der Dampf auf ein houmlheres Temperaturniveu gebracht

liegt das uumlber der Vorlauftemperatur zB der Heizungsanlage34 Bei noch bestehen-

dem hohem Druck wird im Kondensator unter Waumlrmeabgabe an die Heizanlage ver-

fluumlssigt und tritt durch das Expansionsventil in den Niederdruckteil uumlber ab da beginnt

der Kreislauf wieder von neuem

31 Vgl Bo Hanus Stempel 2007 S 66 32 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S75 33 Vgl ebenda S75 34 Vgl ebenda S75

Waumlrmepumpen 13

Abbildung 1 Waumlrmepumpenprozess bei der Kompressionswaumlrmepumpe35

Sorptionswaumlrmepumpe Als wesentlicher Vertreter sind es hier die Absorptionswaumlrme-

pumpen da Resorptionsanlagen kaum Bedeutung erlangen Die Pumpen bestehen

aus dem Verdampfer Austreiber Verfluumlssiger und einem Absorber Den Betrieb er-

moumlglichen zwei Expansionsventile und eine Loumlsungsmittelpumpe36 Es wird kein me-

chanischer Verdichter sondern ein thermischer Verdichter verwendet Die An-

triebsenergie wird thermisch durch Verbrennung von Gas oder Oumll bereitgestellt Im

Kreislauf zirkuliert ein Zweistoffgemisch es handelt sich hierbei um ein sogenanntes

Arbeitsstoffpaar was aus einer Arbeitskomponente und einer Loumlsungskomponente be-

steht Moumlgliche Kombinationen sind AmmoniakWasser und WasserLithiumbromid

Das erstgenannte ist immer der Stoff des Arbeitsmittels das zweitgenannte das Louml-

sungsmittel37 Identisch mit der Kompressionswaumlrmepumpe ist der Vorgang im Kon-

densator Expansionsventil und Verdampfer Der Verdichtungsprozess ist anders und

wird aus zwei ineinandergreifenden Kreislaumlufen mit jeweils unterschiedlichen Druckni-

veaus gebildet Zwischen den beiden Druckniveaus regelt eine Loumlsungsmittelpumpe

diese benoumltigt viel weniger Antriebsenergie im Vergleich zu einer Kompressionspumpe

da sich fluumlssiges Material mit einem niedrigerem Aufwand an Energie auf ein houmlheres

Druckniveau bringen laumlsst als ein gasfoumlrmiges38 Im Absorber wird das gasfoumlrmige

Arbeitsmaterial was vom Verdampfer kommt von der abgereicherten Loumlsung absor-

35 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S76 36 Vgl ebenda S76 37 Vgl ebenda S77 38 Vgl ebenda S77

Waumlrmepumpen 14

biert dabei wird Waumlrme frei gesetzt Diese Loumlsung wird danach unter Druckerhoumlhung

durch die Loumlsungsmittelpumpe in den Austreiber gepumpt wobei durch Waumlrmezufuhr

das Arbeitsmittel wieder aus dem Loumlsungsmittel ausgetrieben wird und zum Verfluumlssi-

ger gelangt und dabei Waumlrme freigibt39 Das Arbeitsmittel durchlaumluft wie bei Kompres-

sionswaumlrmepumpen die gleichen Schritte mit Expansionsventil und Verdampfer es

erreicht gasfoumlrmig den Absorber waumlhrend das Loumlsungsmittel durch ein Drosselorgan

vom Austreiber wieder zum Absorber gelangt um das Arbeitsmittel wieder aufzuneh-

men Nutzwaumlrme entsteht im Absorber und Verfluumlssiger

Im Vergleich sind bei den Absorptionswaumlrmepumpen durch die einfach aufgebauten

Komponenten zB Waumlrmeuumlbertrager und Loumlsungsmittelpumpe geringe Wartungs-

Verbrauchs- und Betriebskosten zu erwarten Es laumlsst sich nur ein gutes Teillastverhal-

ten mit einem entsprechend im Vergleich hohen regelungstechnischen Aufwand errei-

chen Demnach ist eine Anwendung im Grundlastbetrieb vorzuziehen40

Abbildung 2 Absorptionswaumlrmepumpe41

39 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S77 40 Vgl ebenda S78 41 Vgl ebenda S77

Waumlrmepumpen 15

32 Kennzahlen von Waumlrmepumpen

Es gibt verschiedene Kennzahlen einer Waumlrmepumpe bzw der gesamten Anlage die

zur Beurteilung von Bedeutung sind Die Waumlrmebilanz kann nach dem ersten Haupt-

satz der Thermodynamik aufgestellt werden er besagt dass Energie nicht erzeugt

werden kann sondern nur von einer Energieform in die andere umgewandelt werden

kann42 Die Summe der Waumlrmeleistung des Verdampfers QVerdichter und der Antriebsleis-

tung des Verdichters PAntrieb ist die Waumlrmeleistung des Kondensators QKondensator

QKondensator = QVerdichter+ PAntrieb43

Die Leistungszahl ist das Verhaumlltnis von abgegebener Waumlrmeleistung zur aufgenom-

menen elektrischen Antriebsleistung In Abhaumlngigkeit zu einen bestimmten Anlageum-

fang an einem bestimmten Arbeitspunkt Das Formelzeichen fuumlr die Leistungszahl ist

COP (Coefficient of Performance) und sagt aus wie Effizient eine Anlage arbeitet also

welchen Nutzungsgrad sie hat Sie gibt das Verhaumlltnis der Waumlrme QH die an den

Heizkreis abgegeben wird Zur aufgewendeten elektrischen Leistung PAntrieb fuumlr den

Verdichter an44

COP= QH PAntrieb 45

Es gibt noch einen zweiten Hauptsatz in der Thermodynamik der besagt dass die

Waumlrme selbst immer vom warmen zum kuumlhlen Bereich flieszligt Die Zustandsaumlnderung

des Kaumlltemittels nennt man Carnot`scher Kreisprozess

COP= Twarm Twarm-Tkalt46

Grundsaumltzlich weicht der berechnete Wert von den Realleistungszahlen der Waumlrme-

pumpe ab da betriebsbedingt mechanische thermische und elektrische Prozesse als

auch der Energiebedarf des Hilfsantriebs des Verdichters die Leistung der Anlage

drosseln47

42 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 48 43 Vgl ebenda S 48 44 Vgl ebenda S 48 45 Vgl ebenda S 48 46 Vgl ebenda S 48 47 Vgl ebenda S 48

Waumlrmepumpen 16

Abbildung 3 T-s-Diagramm vier Punkte Carnot-Prozess48

Im Carnot-Prozess durchlaumluft das Kaumlltemittel vier Punkte Der Waumlrmequelle wird zwi-

schen Punkt eins und zwei bei konstanter Temperatur die Waumlrmemenge QH entzogen

und an den Kreislauf abgegeben Zwischen Punkt zwei und drei wird das Kaumlltemittel

unter Zugabe von elektrischer Arbeit Welek verdichtet es entsteht ein Temperauranstieg

von zwei bis acht Kelvin Es wird mit einer gewissen Uumlberhitzung gearbeitet damit wird

das fluumlssige Arbeitsmedium was in den Verdampfer eingespritzt wird mehr Waumlrme

ausgesetzt als erforderlich ist Die Temperaturerhoumlhung findet statt damit eine sichere

vollstaumlndige Verdampfung erfolgt und der Kompressor keine Restfluumlssigkeit ansaugt

und somit zu Schaden geht49 Die Kondensation bzw Verfluumlssigung findet zwischen

Punkt drei und vier statt wobei der Druck stark und die Temperatur leicht abfallen Um

den Kreislauf zu schlieszligen wird das wieder fluumlssige Kaumlltemittel entspannt und verliert

somit wieder an Temperatur

Die zweite Kennzahl ist die Jahresarbeitszahl szliga Die Arbeitszahl wird als Verhaumlltnis

jaumlhrlich gelieferter Waumlrme zur jaumlhrlich aufgenommenen elektrischen Antriebsarbeit

bezogen auf einen bestimmten Anlageumfang in einer bestimmten Zeit ( in den meis-

ten Faumlllen ein Jahr) definiert So kann die Effizienz der gesamten Waumlrmepumpenanla-

ge ermittelt werden50 Es ist von groszliger Bedeutung da Temperaturaumlnderungen bezo-

gen auf das Jahr und die gesamte Anlagenauslegung in die Messung mit eingehen

48 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 49 49 Vgl ebenda S 49 50 Vgl ebenda S 50

Waumlrmepumpen 17

Fuumlr die Anlagen gibt es zwei Moumlglichkeiten die Effizienz zu ermitteln Durch Heizzahl

und Jahresarbeitszahl

Die Heizzahl ist bei verbrennungsmotorisch angetriebenen Waumlrmepumpen zu errech-

nen Es ist das Verhaumlltnis von abgegebener Waumlrmeleistung zur aufgenommenen

Brennstoffleistung Dieses liegt in einem bestimmten Arbeitspunkt und muss fuumlr den

gesamten Anlagenumfang aufgenommen werden

Die Jahresheizzahl gibt an wie hoch der Aufwand fuumlr einen bestimmten Nutzen ist

Dieser Aufwand ist die elektrische Energie die in das System gesteckt wird die fuumlr den

Verdichter der Waumlrmepumpe und andere Hilfsantriebe benoumltigt wird Die Heizwaumlrme

wird als Nutzen angesehen51

33 Bauarten der Waumlrmepumpe

Die Einteilung von Waumlrmepumpen kann erfolgen nach

Waumlrmequelle Erdwaumlrme Grundwasser Auszligenluft sowie Abluft

Einsatz Kuumlhlung Heizung Warmwasserbereitung Entluumlftung Wohnraumluumlf-

tung und Waumlrmeruumlckgewinnung

Medium Waumlrmequelle Waumlrmenutzungsanlage SoleWasser Direktverdamp-

fungWasser WasserWasser LuftLuft und LuftWasser

Bauart Kompressions-Waumlrmepumpe Absorptions-Waumlrmepumpe Kompakt

Split nach Antrieb (Elektro Gasmotor) als auch den Aufstellungsort (innen au-

szligen)52

51 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 50 52 Vgl Ochsner 2007 S 19

Waumlrmepumpen 18

331 Heizungs-Waumlrmepumpe SoleWasser WasserWasser

Das Heizungs-Waumlrmepumpen System kommt zur monovalenten Heizung (uumlberwie-

gend Erdwaumlrme) Waumlrmeruumlckgewinnung Kuumlhlung und Warmwasserbereitung zur An-

wendung Bei den meisten handelt es sich um Kompaktgeraumlte fuumlr Innenaufstellung die

einen internen Uumlberlastungsschutz Expansionsventil Kondensator einen Verdampfer

und meist Edelstahl-Plattenwaumlrmetauscher als Verdampfer besitzen53 Der Kaumlltekreis-

lauf sollte dabei vollstaumlndig gegen Schwitzwasser und Waumlrmeverluste isoliert sein Das

Kaumlltemittel im Kreislauf sollte aus chlorfreien Arbeitsmittel bestehen Der Elektroteil ist

je nach Hersteller extern angeordnet wobei die Heizungsregelung integriert ist Die

Regelung sollte witterungsgefuumlhrt und lastabhaumlngig geschaltet sein54 Bei einigen Her-

stellern sind die Heizungs-sowie Sole-Umwaumllzpumpen im Geraumlt integriert Bei Kom-

paktgeraumlten auch der Warmwasserspeicher Die Sicherheitseinrichtungen in den Gerauml-

ten beinhalten Motorschutzrelais Frostschutzthermostat Hoch- und Niederdruckpres-

sostat Bei Groszliganlagen wird ein Stroumlmungswaumlchter empfohlen55 Sollte es zu Stoumlrun-

gen kommen wird es im Display angezeigt hier findet man auszligerdem die Temperatur-

anzeige fuumlr den Waumlrmepumpenvorlauf Betriebsstundenzaumlhler Anzeigen fuumlr Nieder-

druck-Hochdruck Frostschutz Motorschutz Diagnosen als auch eine Resettaste56

53 Vgl Ochsner 2007 S 19 54 Vgl ebenda S 19 55 Vgl ebenda S 20 56 Vgl ebenda S 21

Erdwaumlrmesonden und Bohrung 19

4 Erdwaumlrmesonden und Bohrung

Erdwaumlrmesonden sind Waumlrmetauschersysteme die durch Tiefenbohrungen von 30 m

und 300 m im Rohrsystem die Waumlrmeenergie an die Oberflaumlche befoumlrdern57 Neben

vertikalen Erdwaumlrmesonden gibt es auch die Moumlglichkeit schraumlg zu bohren Dieses

Verfahren wendet man bei schlechten Platzbedingungen auf dem Grundstuumlck an58 Es

handelt sich hierbei um zwei U-Rohre auch Doppel-U-Rohre genannt Diese bestehen

aus Polyethylen Kunststoff (PE 100 RC PE-Xa)59 und werden seit mehr als 50 Jahren

in der Wasserversorgung als Rohrwerkstoff eingesetzt Dieser Kunststoff kann bei ei-

ner fachgerechten Verarbeitung eine Lebensdauer von 100 Jahren erreichen60 Dop-

pel-U-Rohre haben in der Regel zwei Vorlauf und zwei Ruumlcklaufleitungen die am Son-

denfuszlig verschweiszligt sind61 Uumlber Verteiler und Regeleinrichtungen werden die Erdwaumlr-

mesonden an eine Waumlrmepumpe angeschlossen In der Sonde befindet sich reines

Wasser oder mit Beimischung von Frostschutzmitteln das von einer Pumpe umgewaumllzt

wird62 Beim Durchstroumlmen entnimmt das Waumlrmetraumlgermedium in der Erdwaumlrmesonde

dem Untergrund die Waumlrme und stellt es dem Gebaumlude direkt oder in den meisten Faumll-

len uumlber eine Waumlrmepumpe zur Verfuumlgung Die Ergiebigkeit im Erdreich ist je nach

Teufen und Gebieten unterschiedlich somit sollte schon im vornherein eine Analyse

des Bodens mithilfe von Bodenkatasterkarten vorgenommen werden63 Demnach gibt

es schlechten Untergrund wie trockener Kies mit Sand (λlt 15 WmK) normaler Un-

tergrund mit einer normaler Waumlrmeleitfaumlhigkeit wie zum Beispiel Kalkstein oder Sand-

stein mit (λ=15-30 WmK) Und es gibt sehr guten Boden mit einer Waumlrmeleitfaumlhigkeit

von (λgt30 WmK) wie in Basalt oder Gneis64

In Deutschland sind Tiefen von 50 bis 150 m uumlblich Nur bestimmte Bauformen wie

Ramm-und Koxialsonden bleiben unter 50 m Somit sollte nach VDI 4640 Kleinanlagen

mit 30kW Heizleistung der angeschlossenen Waumlrmepumpe fuumlr ein Einfamilienhaus

57 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 60 58 Vgl Grimm Heske Popp 2013 S 3 59 Vgl ebenda S 3 60 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S139 61 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 60 62 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S139 63 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 61 64 Vgl VDI 4640 2014 Blatt 2


normalerweise eine bis zwei Sonden ausreichen65 Keine Seltenheit sind auch Groszligan-

lagen mit 10 bis 100 Sonden

Um Sonden einzubauen muss vorerst gebohrt werden Die Bohrungen sind zwischen

mehreren zehn und einigen hundert Meter tief dabei variiert der Durchmesser zwi-

schen 120 mm und 200 mm Fuumlr die Doppel-U-Rohre werden vorgefertigte PE-Rohre

mit 25 mm 32 mm oder 40 mm Auszligendurchmesser und einem Sondenfuszlig verwen-

det66 Damit die Sonde auch einwandfrei in die Bohrung eingebracht werden kann

muss diese mit einem groumlszligeren Durchmesser dimensioniert werden Der Hohlraum der

entsteht bezeichnet man als Bohrlochringraum67 Dieser Raum wird mit einem Fertig-

stoff der gut waumlrmeleitfaumlhig (gt 18 WmK) und frostbestaumlndig ist verfuumlllt68 Das Grund-

wasser muss ebenso geschuumltzt werden darum muss das Bohrloch dauerhaft und uumlber

die gesamte Laumlnge hydraulisch-luumlckenlos abgedichtet sein Dieser Fertigstoff ist aumlhn-

lich Zement und heiszligt Bentonit-Zement-Sand-Suspension in diesem Gebiet gibt es

auch schon Verbesserungen mit einer besseren Leitfaumlhigkeit von gt 2 WmK69

Es muss jede Erdwaumlrmesonde einzeln absperrbar sein was uumlber Regelarmaturen an

den Erdwaumlrmesondenverteilern erfolgt Somit besteht die Moumlglichkeit jede einzelne

Sonde separat einzustellen weil die Erdwaumlrmesonden selten den aumlhnlichen Abstand

zum Verteiler haben70 Da die frostfreie Grenze erst ab ungefaumlhr einen Meter beginnt

muss die Leitungsfuumlhrung zwischen Sonde und Verteiler in Graumlben erfolgen Das ver-

legen erfolgt vorsichtig und in einem Sandbett71

Im Prinzip kann uumlberall gebohrt werden auszliger in Wasserschutzgebieten Das Projekt

kann beginnen sobald alle Genehmigungen da sind und der Waumlrmebedarf des Ge-

baumludes bestimmt und eine thermische Simulation anhand der zu erwartenden Geologie

durchgefuumlhrt wurde72

65 Vgl Koenigsdorff 2011 S 79 66 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 140 67 Vgl ebenda S 140 68 Vgl Grimm Heske Popp 2013 S 3 69 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 140 70 Vgl ebenda S 142 71 Vgl ebenda S 142 72 Vgl Klemmer 2015


Weltweit gibt es verschiedene Bodenarten demzufolge gibt es auch verschiedene

Bohrwerkzeuge und Bohrverfahren73 Das Werkzeug wird uumlber das Gestaumlnge ange-

trieben es arbeitet uumlber die Rotation Das Bohren erfolgt uumlber zwei Techniken einmal

das Imlochhammer- Bohrverfahren mit Luftspuumllung (Anwendung bei Festgestein) oder

Direktspuumllverfahren mit Wasser (bei Sedimenten oder Lockergestein) Das dabei aus-

tretende Bohrgut wird in einem Container gesammelt und nach Abschluss der Arbeiten

entsorgt74 Auftretendes Grundwasser muss gerecht abgeleitet werden Durch Potenzi-

alkarten koumlnnen die geothermischen Verhaumlltnisse des jeweiligen Ortes bestimmt wer-

den Denn die Anzahl und Tiefe der Bohrungen sind vom Energiebedarf und den geo-

logischen Bedingungen des Standortes abhaumlngig75

Damit sich die einzelnen Anlagen nicht gegenseitig beeinflussen muumlssen gewisse

Mindestabstaumlnde eingehalten werden Es gilt zum Nachbar 3-5 m bei Sondenteufun-

gen bis 50 m ein Mindestabstand von 5 m und bei Sondenlaumlngen zwischen 50 m- 100

m ein Abstand von 6 m untereinander76

Damit es fuumlr den Anwender keine Probleme vor der Bohrung sowie waumlhrend und nach

der Bohrung gibt sollten diese Tipps dabei helfen

bdquoAnfertigen einer Heizlastberechnungldquo

Im vornherein klar wie hoch der Energiebedarf ist und wie viel Bohrungen be-

noumltigt werden

bdquoAnfertigen einer geothermischen Standortbewertung (EED-Simulation) Kennt-

nisse der Geologieldquo

Um zu erfahren wie der Energiebedarf und die geologischen Bedingungen des

Standorts sind

bdquoBohrlochtiefen und Bohrlochanzahl berechnenldquo

Daraus erschlieszligt sich die daraus gewonnene Waumlrme die in die Waumlrmepumpe

eingespeist wird

73 Vgl Klemmer 2015 74 Vgl ebenda 75 Vgl ebenda 76 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 64


bdquoAuswahl des geeigneten Bohrverfahrensldquo

Sollte mit der Fachfirma besprochen und hinterfragt werden Da diese das ge-

wisse bdquoknow-howldquo besitzen

bdquoZertifizierung des Bohrunternehmensldquo

Der Nutzer sollte sich uumlber Aktuelles der Firma wie zum Beispiel das Auftreten

bei Messen oder Veranstaltungen sowie uumlber aktuelle oder aumlltere Referenzen

bekannt machen

bdquoEinsatz fachkundigen und geschulten Bohrpersonals (Erfahrung am Einsatzort

Geologie)ldquo

Uumlber geschickte Fragestellungen Antworten bekommen

bdquoBeachtung der behoumlrdlichen Auflagenldquo

Vor der Bohrung sollte man sich mit der Rechtsgrundlage auseinandersetzen

es gelten das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) das Saumlchsische Wassergesetz

(SaumlchsWG) das Bundesberggesetz (BbergG) sowie das Lagerstaumlttengesetz

(LagerstG)77

bdquoAbleitung von Bohr- und Grundwasser klaumlrenldquo

Bei Austreten von Grundwasser sollte das abflieszligen im Vornherein abgeklaumlrt

sein Beispielsweise durch einen Kanal oder Einleitegenehmigung

bdquoDokumentation aller Arbeitenldquo78

Sollten Probleme einige Jahre nach Fertigstellung auftreten ist eine Dokumen-

tation hilfreich Fotos koumlnnen ebenfalls dabei helfen Sachverhalte aufzuklaumlren

77 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 13 78 Vgl Klemmer 2014


41 Arten der Erdwaumlrmesonden

Unterschiedlich ist die Art und Weise wie dem Untergrund die Waumlrme entnommen

bzw dort eingeleitet wird Es lassen sich zwei grundlegende Varianten unterschei-

den79

Abbildung 4 Arten der Erdwaumlrmenutzung80

Die offenen Systeme arbeiten mit abgepumpten Grundwasser uumlber Brunnen Dieses

Grundwasser dient als Waumlrmetraumlgermedium Als fortlaufender Prozess wird das Was-

ser abgekuumlhlt und uumlber einen Schluckbrunnen wieder in die gleiche grundwasserfuumlh-

rende Schicht eingeleitet81 Voraussetzungen fuumlr so ein System ist das Vorhandensein

von geeigneten grundwasserfuumlhrenden Schichten im Untergrund82Es wird vom offe-

nen System gesprochen weil das Grundwasser nicht in einem klar definierten Kreislauf

bewegt wird und es direkten Kontakt zur grundwasserfuumlhrenden Schicht hat83

Bei den geschlossenen Systemen werden Waumlrmeuumlbertrager horizontal oder vertikal im

Erdreich installiert und vom Waumlrmetraumlgermedium in einen geschlossenen Kreislauf

79 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S 61 80 Vgl Arten der Erdwaumlrmenutzung 81 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S 62 82 Vgl ebenda S 62 83 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S 62


durchstroumlmt Das Waumlrmetraumlgermedium steht nicht in direkten Kontakt mit den Gestei-

nen und deren Porenfuumlllung84

Erdwaumlrmekollektoren sind horizontale Waumlrmeuumlbertrager fuumlr geschlossene Systeme

Die Rohre bestehen aus Metall oder Kunststoff und werden in einer Tiefe von 1 m bis

15 m in das Erdreich eingebaut85 Es gibt verschiedene Bauarten wie zum Beispiel die

Serienschaltung Parallelschaltung oder die Verlegung in einen Graben Der Abstand

der Rohre sollte bis zu 1 m betragen Die Installation folgt auf weichen Sandschich-

ten86 Die dabei genutzte Erdflaumlche sollte die 15 bis 2-fache Groumlszlige wie die zu behei-

zende Flaumlche betragen Es ist jeweils abhaumlngig von der Bodenbeschaffenheit und den

Standard des Hauses

Vertikal verlegte Erdreichwaumlrmeuumlbertrager weisen gegenuumlber den horizontalen einen

viel geringeren Flaumlchenbedarf auf Es sind Erdwaumlrmesonden die vertikal in uumlber 100 m

Bohrungen eingebracht werden87 Die Sondenrohre koumlnnen auf zwei Arten gebohrt

werden einmal die gerade-gebohrte Sonde und bei sehr geringen Platzverhaumlltnissen

bieten sich gerammte Sonden an Dabei wird das Bohrgeraumlt drehbar aufgebaut und

muss nicht weiter umgesetzt werden88 Vor allen bei Lockergestein ist das eine kosten-

guumlnstigere Variante

Vertikale Erdwaumlrmesonden entziehen dem Erdreich die Waumlrme bezuumlglich der Art des

Waumlrmetransports und der Waumlrmeuumlbertragung lassen sie sich in zwei Klassen untertei-

len Zum einen gibt es Erdwaumlrmesonden mit Zwangsumlauf und Erdwaumlrmesonden mit

Phasenwechsel und Naturumlauf Bei Erdwaumlrmesonden mit Zwangsumlauf wird das

Wasser-Frost-Schutzmittelgemisch mithilfe einer elektrisch betriebenen Umwaumllzpumpe

in einen Kreislauf zwischen Verbraucher (ein Waumlrmeuumlbertrager zum Beispiel direkt in

den Waumlrmepumpen-Verdampfer) und der Sonde umgepumpt Es kann jedoch damit

nicht nur geheizt werden uumlber einen Zwangsumlauf kann auch Waumlrme zur Speiche-

rung Ruumlckkuumlhlung von Kaumllteanlagen und direkte geothermische Kuumlhlung vorgenom-

84 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S 61 85 Vgl ebenda S 63 86 Vgl ebenda S 63 87 Vgl ebenda S 65 88 Vgl ebenda S 65


men werden89Es sind die Standardbauformen wie Einfach-U-Sonde Doppel-U-Sonde

sowie einfache Koxialsonden die mit dieser Technik ausgestattet sind

Abbildung 5 Verschiedene Bauarten von vertikalen Erdwaumlrmesonden im Querschnitt90

Erdwaumlrmesonden mit Phasenwechsel arbeiten meist mit dem Heat-Pipe-Prinzip (ei-

nem Waumlrmerohr) In der Sonde wird CO2 oder Propan (ein Kaumlltemittel) eingesetzt was

dampffoumlrmig auf einen Waumlrmeuumlbertrager (Verdampfer einer Waumlrmepumpe) eintritt

Dabei wird dem Kaumlltemittel die Waumlrme entzogen sodass es kondensiert91 Das ent-

standene Kondensat ist kaumllter als das Erdreich und wird durch die Schwerkraft wieder

abwaumlrts transportiert Dabei nimmt es die Erdwaumlrme auf und verdampft wieder

dadurch steigt es im Kern des Rohres (als Kaumlltemitteldampf) von selbst wieder nach

oben wo es am Kopf der Sonde durch Kondensation die aufgenommene Waumlrme an

den Waumlrmeuumlbertraumlger abgibt92 Es ist zu verstehen dass sich die gesamte Waumlrme-

pumpe direkt am Sondenkopf befindet Eine weitere Moumlglichkeit sind Splitanlagen

hierbei ist der Kaumlltekreislauf verlaumlngert und der Verdampfer ist zu den anderen Kom-

ponenten raumlumlich getrennt Loumlsbar ist auch durch einen Zwischenkreis die Waumlrme

vom Sondenkopf bis zur Pumpe zu transportieren93

89 Vgl Koenigsdorff 2011 S 79 90 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 63 91 Vgl Koenigsdorff 2011 S 80 92 Vgl ebenda S 81 93 Vgl ebenda S 81


42 Aufbau der Erdwaumlrmesonden

Einfach- oder Doppel-U-Sonden bestehen aus zwei bzw vier Rohren diese sind so

verbunden das die Sole in einem Rohr nach unten und im anderen wieder nach oben

stroumlmen kann Bei koaxialen Sonden findet der Waumlrmeentzug nur auf einer Flieszligstre-

cke statt94

Abbildung 6 Schemader Erdwaumlrmesonde95

Das Betonit-Einfuumlllrohr ist der Anschluss um den Hohlraum zwischen Sonde und Bohr-

loch mit Betonit-Suspension von unten nach oben zu fuumlllen Die Distanzhalter in der

Sonde sind zur Zentrierung und Distanzierung der Sondenrohre Der Vor und Ruumlcklauf

beinhalten die Sole und geben es an den Waumlrmeuumlbertraumlger ab Im untersten Bereich

befindet sich die Schutzklappe mit dem Gewicht damit die Sonde leicht in die Bohrung

eingefuumlhrt werden kann

94 Vgl Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S 66 95 Vgl Drescher Kley Schlabbach 2012 S 63


Abbildung 7 Dimensionierung im Querschnitt96

Auf der Abbildung 4 sieht man die Standardmaszlige In Deutschland ist die Anwendung

der Doppel-U-Sonde am weitesten verbreitet Das einzelne Rohr gibt es mit 25 mm 32

mm oder 40 mm Insgesamt herrscht dann ein Durchmesser bis 80 mm Die dafuumlr be-

noumltigte Bohrung kann zwischen 120 mm und 200 mm liegen97

43 Dimensionierung und Funktion von Sonden

Ausschlaggebend fuumlr die Auslegung von Erdwaumlrmesonden ist die Temperatur des

Waumlrmetraumlgermediums Im Betrieb der Sonden unterscheidet man zwischen zwei Arten

dem Grundlastbetrieb und Spitzenlastbetrieb Nach VDI-Richtlinie 4640 soll im Grund-

lastbetrieb im Wochenmittel die Temperatur vom Waumlrmetraumlgermedium zur Erd-

reichtemperatur 11 K nicht uumlber bzw unterschreiten Das gleiche gilt im Spitzenlastbe-

96 Vgl Baumgaumlrtner Hoth Jung 2009 S 66 97 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 140


trieb hier sind es 17 K98 Fuumlr die Dimensionierung an einem Standort sind folgende

Angaben von wichtiger Bedeutung

Den Anlagenbetriebsstunden im Jahr

Der Grundstuumlcksgroumlszlige

Daten zur oumlrtlichen Geologie

Den benoumltigten Kaumllte- und Waumlrmeleistungen

Den behoumlrdlichen Auflagen entsprechend Erlaubnis99

Des Weiteren fordert die VDI 4640 bei bdquoeiner groumlszligeren Anzahl von Kleinanlagen An-

lagen mit einer Waumlrmepumpen-Gesamtheizleistung groumlszliger 30 kW Anlagen mit mehr

als 2400 projektierten Betriebsstunden Anlagen mit zusaumltzlichen Waumlrmequellen bzw

senken eine korrekte Anlagenauslegung die durch Berechnung nachgewiesen wer-

den mussldquo100

Im Einfamilienhausbereich ist es uumlblich keine Berechnungen zu verlangen Da spezifi-

sche Entzugsleistungen Tabellen entnommen werden koumlnnen101

98 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 144 99 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 145 100 Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 145 101 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 145



4640102

Es wird ersichtlich dass es keinen fuumlr alle Gebiete guumlltigen Dimensionierungsansatz

gibt da es allgemeine Werte sind die durch Schieferung Kluumlftung und Verwitterung

schwanken103 Auch die Anforderungen an der Gebaumludetechnik sind immer unter-

schiedlich Der Bauherr selber kann meist die Geologie und die daraus zuziehende

Effektivitaumlt seiner zukuumlnftigen Anlage nicht beurteilen deswegen sollte er das dem

Bohrunternehmen uumlberlassen Sollte die Anlage groumlszliger 30 kW sein ist es sinnvoll um

eine natuumlrliche Regeneration des Erdreichs bei zu behalten Gebaumludekuumlhlung zu nut-

zen um damit durch Einbringung der Waumlrme in das Erdreich dieses zu unterstuumlt-

zen104

44 Planung und Bemessung

Die Voraussetzungen fuumlr das einbauen von Erdwaumlrmesondenanlage sind Genehmi-

gungsfaumlhigkeit und eine geeignete Geologie fuumlr die Bohrung am geplanten Standort

Erdwaumlrmebohrungen sind der zustaumlndigen Behoumlrde anzuzeigen das jeweilige Ge-

nehmigungsverfahren ist von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich und ist den

102 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 146 103 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 146147 104 Vgl Buszligmann Frick Fritschen 2013 S 147


Leitfaumlden zu entnehmen oder bei der zustaumlndigen Behoumlrde zu erfragen105 Bei Kleinan-

lagen oder Sonden bis zu einer bestimmten Tiefe werden bei einigen Bundeslaumlndern

Vereinfachungen definiert bei dem keine besonderen Anzeigen oder Pruumlfungen eben-

falls zulaumlssig sind106 Unzulaumlssig sind Erdwaumlrmesonden in Wasserschutzgebieten in

den Zonen 1 und 2 Moumlglichkeiten zum Durchsetzen gibt es in Zone 3 durch Einzelpruuml-

fungen und eventuell durch Auflagen mittels Ausnahmegenehmigung107

Es gibt neben Karten in denen Erdwaumlrmesonden auf guumlnstigen oder unguumlnstigen so-

wie unzulaumlssigen Gebieten verzeichnet sind auch digitale Informationssysteme mit

geologischen 3D-Modellen In einigen Bundeslaumlndern gibt es diese Karten uumlber das

Internet ansonsten auf CD-ROM als digitaler Atlas108 Mit diesen geologischen Karten

koumlnnen thermische Eigenschaften des Untergrunds fuumlr die Planung abgeschaumltzt wer-

den Die Informationen sind sehr hilfreich jedoch nicht fuumlr die konkrete Dimensionie-

rung der Sondenlage und Laumlnge gedacht109

In der Praxis wird die Leistungsfaumlhigkeit durch Fachleute geologisch erkundet und in

Watt pro Bohrmeter beschrieben Diese Angabe reicht jedoch nicht denn die thermi-

sche Nutzleistung haumlngt auch von der Uumlbertragungsflaumlche dem Durchsatz des Waumlr-

metraumlgerfluids als auch der Temperaturdifferenz zwischen Erdreich und dem Waumlrme-

traumlgerfluid Das Fluid wird in Rohrschenkel nach unten transportiert und im Nachbar-

rohr im selben Bohrloch mit einer anderen Temperatur wieder nach oben dadurch ent-

steht ein sogenannter thermischer Kurzschluss110 Aufgrund der unterschiedlichen

Temperaturen entsteht ein asymmetrisches Temperaturfeld mit einem Temperaturge-

faumllle welches ein Waumlrmestrom vom waumlrmeren zum kaumllteren Rohr verursacht111

Waumlrmeuumlbertragungsvorgaumlnge werden innerhalb des Bohrlochs im effektiven Bohr-

lochwiderstand zusammengefasst der die Waumlrmeleistung pro Meter Bohrlaumlnge und

Kelvin Temperaturdifferenz zwischen den Mittelwert der Fluidtemperatur in der Sonde

und der Erdreichtemperatur in der Sonde und der Temperatur am Bohrloch umfasst Ist

der Bohrlochwiderstand gering ist zwischen Erdreich und Fluid die Waumlrmeuumlbertragung

105 Vgl Koenigsdorff 2011 S 82 106 Vgl ebenda S 82 107 Vgl ebenda S 82 108 Vgl ebenda S 82 109 Vgl ebenda S 82 110 Vgl ebenda S 84 111 Vgl ebenda S 84


besser112 Es erweist sich als positiv wenn das Verfuumlllmaterial groszlige Waumlrmeleitfaumlhigkeit

besitzt Wenn der Fluid-Volumenstrom geringer wird naumlhern sich die Bohrlochwider-

staumlnde an da die Aufenthaltsdauer in der Sonde zunimmt Dadurch wird der thermi-

sche Kurzschluss von auf- und absteigenden Fluid deutlich staumlrker113

45 Berechnungsbeispiel

QH = Heizleistung Waumlrmemenge

PANTR= Elektrische Leistungsaufnahme des Kompressors

LEWS = Laumlnge der Erdwaumlrmesonde

QEWS = Der Waumlrmequelle entzogenen Spitzenleistung

Tha = jaumlhrliche Vollbenutzungsstunden

Qq = Leistungsaufnahme des Verdampfers

qEWS = Maximale spezifische Entzugsleistung

Als Beispielsrechnung soll eine Waumlrmepumpe mit einer Heizungsvorlauftemperatur von

35degC aus Erdwaumlrmesonden als geothermische Quelle versorgt werden Die Waumlrme-

pumpe hat eine Heizleistung von QH= 82 kW und eine elektrische Leistungsaufnahme

des Kompressors von PAntr= 17 kW Die entzogene Spitzenleistung QEWS muss min-

destens der Leistungsaufnahme des Verdampfers der Waumlrmepumpe QQ entsprechen

QQ= -QH ndash PANTR = -(-82 kW)-17 kW = 82 kW- 17 kW = 65 kW =- QEWS 114

Die komplette Anlage soll eine Waumlrmemenge von 19000 kWh im Jahr liefern Die Voll-

benutzungsstunden werden demnach berechnet

Tha =QH Waumlrmemenge pro Jahr QH Waumlrmemenge Waumlrmepumpe= 19000 kWha 82 kW = 2317ha115

112 Vgl Koenigsdorff 2011 S 82 113 Vgl ebenda S 85 114 Vgl ebenda S 95 115 Vgl ebenda S 95


Abbildung 9 Spezifische Entzugsleistung des Bodens in 40 bis 100m Tiefe116

Die Waumlrmeleitfaumlhigkeit im Erdreich am Standort liegt bei λE= 3W (mK) daraus laumlsst

sich eine hierfuumlr zulaumlssige spezifische Entzugsleistung von 50Wm abschaumltzen Mit

diesem Wert ergibt sich die erforderliche Sondenlaumlnge Bei der Gleichung sollte man

die Vorzeichen beachten da entzogene Leistung negativ und zugefuumlhrte positiv zu

zaumlhlen ist

LEWS= QEWS qEWS = -6500W -50 Wm =130m117

Das Ergebnis bei einer Waumlrmepumpe mit einer Heizleistug von 82 kW bei diesem

Boden der ca 50 Wm bei einer spezifischen Entzugsleistung von rund 2400h pro Jahr

abwirft benoumltigt man eine Sondenlaumlnge von 130 Meter Je nach Platz und

Gegebenheiten auf dem Grundstuumlck kann das in einer Bohrungen oder mehreren

umgesetzt werden

116 Vgl Theiszlig 2008 S 80 117 Vgl Koenigsdorff 2011 S 95


46 Rechtliche und fachliche Beurteilung von Sonden

Beim Bau von thermischen Anlagen im Untergrund sind Bestimmungen und Genehmi-

gungen zu beachten Die rechtlichen Grundlagen bilden das Wasserhaushaltsgesetz

das Saumlchsische Wassergesetz das Lagerstaumlttengesetz sowie das Bundesbergge-

setz118

Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Durch den Bau und Betrieb von Erdwaumlrmesonden

kann unabhaumlngig ob auf Grundwasser gestoszligen oder nicht ein erlaubnispflichtiger

Benutzungstatbestand erfuumlllt sein Eine Bohranzeige ist notwendig wenn es auf das

Grundwasser einwirkt ansonsten bedarf das Niederbringen einer Bohrung keine Ge-

nehmigung119 Das Interesse dieser Gesetze liegt dem Schutz des Grundwassers

zum Zwecke der Trinkwasserversorgung Dabei darf die Bohrspuumllung keine wasserge-

faumlhrdeten Stoffe enthalten Der Kurzschluss von zwei oder mehreren Grundwasser-

stockwerken ist zu unterbinden beispielsweise durch Verpressen des Bereichs In Ge-

bieten mit ergiebigen Grundwasserstockwerken wird der Einbau in der Regel abge-

lehnt120 Bei einer Pruumlfung wird festgestellt ob der Einbau von Sonden zulaumlssig ist

Dabei stellen die folgenden Kriterien eine entscheidende Rolle

Lage in festgesetzten Wasserschutzgebieten hierbei bedarf es einer besonde-

ren fachlichen Pruumlfung Es sind die jeweiligen Nutzungsbeschraumlnkungen und

Verbote zu beachten

Lage in Gebieten mit bestehenden Boden- und Grundwasserverunreinigungen

Es bestehen Altlasten es herrscht eine bestehende Gefahr der Verschleppun-

gen von Kontaminationen Kommt in der Regel immer auf den Einzelfall drauf

an

Standorte mit aktivem Bergbau Altbergbau Es koumlnnen Probleme beim Bohren

auftreten sowie beim Verfuumlllen

Standorte innerhalb des Gewaumlsserrandstreifen

Technische Neuerungen

Lage in Uumlberschwemmungsgebieten121

118 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 13 119 Vgl Sobotta 2008 S 66 120 Vgl ebenda S 66 121 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 16


Bergrecht (BBerG) Im Bohrbereich von 0-99 m wird das Bergrecht nicht angewandt

Ab 100 m sind die Bestimmungen anzuwenden122 Ist dies der Fall ist der Auftraggeber

der Bohrung oder das Bohrunternehmen verpflichtet das der Bergbehoumlrde anzuzei-

gen123 Nach dieser Anzeige entscheidet die Bergbehoumlrde ob ein Betriebsplan fuumlr die

Bohrung erforderlich ist ist das der der Fall werden im Verfahren auch alle anderen

betroffenen Behoumlrden informiert und beteiligt Im Betriebsplan werden Taumltigkeiten wie

voruumlbergehende Grundwasserentnahme Bohrung im Grundwasser und Pumpversu-

che beschrieben Kein Betriebsplan ist dann erforderlich wenn die Bohrung Gewin-

nung und die Nutzung auf einem Grundstuumlck erfolgen und keine weiteren Bedingungen

fuumlr den Schutz Beschaumlftigter oder Dritter bestehen124 Wenn mit Altbergbau gerechnet

wird sollte man sich uumlber eine Mitteilung der unterirdischen Hohlraumlume gemaumlszlig Saumlchsi-

sche Hohlraumverordnung bei der Bergbehoumlrde informieren und diese einholen125

Lagerstaumlttengesetz (LagerstG) Nach Gesetz sind alle Bohrungen durch den Bohrun-

ternehmer mindestens zwei Wochen vor Beginn der Bohrung bei der zustaumlndigen geo-

logischen Anstalt des Landes (in Sachsen Saumlchsisches Landesamt fuumlr Umwelt Land-

schaft und Geologie) anzuzeigen Nach Abschluss der Arbeit oder spaumltestens sechs

Monate danach sind die Bohrergebnisse und Untersuchungsergebnisse dem LfULG

(saumlchsisches Landesamt fuumlr Umwelt Landwirtschaft und Geologie) mitzuteilen Auch

die Bohrproben muumlssen vom Bohrunternehmen aufbewahrt werden126

122 Vgl Sobotta 2008 S 66 123 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 13 124 Vgl ebenda S 14 125 Vgl ebenda S 14 126 Vgl ebenda S 14


Abbildung 10 Ablaufschema Vorhaben Erdwaumlrmesondenanlage127

Das Vorhaben beziehungsweise der ganze Ablauf ist bei der zustaumlndigen Verwal-

tungsbehoumlrde anzuzeigen (1 Monat vor Baubeginn) Zur Beschleunigung gibt es ein

Formular fuumlr die Erdaufschluumlsse sowie eins fuumlr die wasserrechtliche Erlaubnis Bei

schwierigen und komplizierten Verhaumlltnissen zur Pruumlfung der Eignung der geologi-

schen-hydrogeologischen Standorteigenschaften ist das LfULG die fachlich zustaumlndi-

ge Behoumlrde Daraufhin gibt es eventuell eine fachtechnische wasserrechtliche Bewer-

tung durch die Wasserbehoumlrde128 Diese uumlberpruumlfen die Gebiete es gibt Gebiete mit

ungestoumlrten oberflaumlchennahen Festgestein sowie Standorte mit komplizierten Verhaumllt-

nissen

Guumlnstige Standorteigenschaften besitzen eine schwach bis durchlaumlssige Wasserdurch-

laumlssigkeit und eine unwesentliche Stockwerksgliederung im Grundwasser wobei durch

die Bohrung die betroffenen Schichten keine flaumlchige Verbreitung haben129

127 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 15 128 Vgl ebenda S 14 129 Vgl ebenda S 15


Standorte mit komplizierten Verhaumlltnissen besitzen Kriterien wie gespannte Grundwas-

serleiter Wasserschutzzonen stark wechselnde Untergrundverhaumlltnisse oder das

durchteufen von Deckschichten die wirtschaftlich bedeutsame Grundwasservorkom-

men schuumltzen130

Nach Sondeneinbau und der Verfuumlllung als auch vor Inbetriebnahme muss eine

Druckpruumlfung durchgefuumlhrt werden und das Pruumlfzeugnis der Wasserbehoumlrde uumlberge-

ben werden Vier Wochen nach Abschluss der Aufschlussarbeiten muumlssen die Anla-

gedokumentation der Ausbauplan der Erdwaumlrmesonde das eingebrachte Volumen

des Betonit und des Waumlrmetraumlgermittels die Leitungsfuumlhrung sowie die Schweiszligver-

bindung zugeleitet werden131 Wird das alles beachtet kann man die Anlage in Betrieb

nehmen

Die Antraumlge werden mittels Anzeigeformulare ausgefuumlllt

130 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 15 131 Vgl ebenda S 14


Abbildung 11 Anzeigeformular auf wasserrechtliche Erlaubnis fuumlr Erdwaumlrmesonden132




Als erstes sind es die allgemeinen Angaben wie die des Bauherrn den Standort der

Anlage sowie die Daten des Bohrunternehmens Im Punkt zwei und drei geht es um

die technischen Gegebenheiten hier geht es um die Angaben der Erdwaumlrmesonden

die Bohrtiefe Leistung in Watt welches Bohrverfahren angewandt wird und welche

Verfuumlllung benutzt wird Im vierten Punkt des Antrags werden die technischen Daten

der Erdwaumlrmesonde behandelt Die Sondenart welche Laumlnge Abstaumlnde verwendetes

Material und Maszlige sind hier ausschlaggebend Der letzte Punkt befasst sich mit der

Waumlrmepumpenanlage Angaben uumlber den Hersteller Heizleistung und den Standort

der Anlage muumlssen niedergeschrieben werden Davor sollten die Angaben uumlber das

Gebaumlude bekannt sein und ebenfalls in das Formular rein geschrieben werden Die

letzten Angaben befassen sich mit der Sicherheit und deren Einrichtung



47 Checkliste fuumlr Anwender

Es gibt zehn Schritte die beachtet werden sollten auch die Reihenfolge dieses Werde-

gangs ist von wesentlicher Bedeutung

1 Vorinformationen

gibt mein Stromversorger einen guumlnstigen Waumlrmepumpentarif an

Bestehen Foumlrdermoumlglichketen

Welche Varianten der Erdwaumlrmenutzung sind an meinem Standort moumlglich

(Kollektoren Brunnen Sonden)

2 Gebaumludetechnische Informationen

Beratung durch eine Fachfirma Informationen uumlber Heiz- und oder Kuumlhlbedarf

Art des Heizsystems beruumlcksichtigen (Radiatoren Fuszligbodenheizung)

3 Planung und Dimensionierung der Erdwaumlrmesondenanlage

Die Fachfirma muss mithilfe geotechnischer und hydrogeologischen Daten

Sondenzahl und Bohrtiefe fuumlr den Standort individuell berechnen koumlnnen

4 Grundstuumlcksbezogene Informationen

Mindestabstaumlnde zu den Grenzen beachten mit der Bohrfirma uumlber die allge-

meine Lage absprechen und die Zufahrt fuumlr das Bohrgeraumlt beruumlcksichtigen ein-

schlieszliglich das beachten von Grundstuumlckplaumlnen mithilfe des Schachtscheins

zwecks Medientraumlger

5 Zertifizierte Bohrfirma

Vorlage von Referenzen Bestaumltigung zur Einhaltung der Anforderungen des

Gewaumlsserschutzes und Zertifizierung der Bohrfirma

6 Wurden alle Anzeigen durchgefuumlhrt und liegen alle Genehmigungen vor

Antrag auf wasserrechtliche Erlaubnis Anzeige beim Bergamt bei Tiefen ab

100 m


7 Bohrarbeiten und Einbau der Erdwaumlrmesonden

Sonden im Werk hergestellt Dichtheitspruumlfung und Zertifizierung der Erdwaumlr-

mesonden vollstaumlndige Verfuumlllung des Bohrlochs mit Betonit von unten nach

oben Druckpruumlfung auf Dichtheit nach dem Verfuumlllen

8 Anschluss der Erdwaumlrmesonden an die Waumlrmepumpe

Anschluss an die Waumlrmepumpe hydraulischer Abgleich der Sonde mit der

Waumlrmepumpe und entluumlften sowie das einfuumlllen mit dem Waumlrmetraumlgermedium

9 Inbetriebnahme der Waumlrmepumpe

Der Heizungsinstallateur hat die Funktionsweise zu erklaumlren und die Uumlbergabe

der Dokumentation aller ausgefuumlhrten Arbeiten samt Pruumlfzeugnisse

10 Effektive Nutzung der Waumlrmepumpe

Der Heiztechniker uumlberpruumlft die Einstellungen und vergleicht die verbrauchten

Waumlrmemengen nach etwa einem Jahr134


Geokoax 41

5 Geokoax

Die GeoKOAX GmbH ist ein internationales Unternehmen mit Niederlassungen in

Schleswig und Koumlln dazu Vertriebspartnerschaften in USA Serbien und Polen Die

Erdwaumlrmesonden Technologie ist mit einem Patent geschuumltzt Diese Sonde ist bun-

desweit und in vielen Teilen Europas in Betrieb135 Die Besonderheit bei dieser Sonde

sie entwickelt ab einem Volumenstrom von 01 lSek eine turbulente Durchmischung

des Fluids Um dieses Ziel zu erreichen werden Verwirbelungskoumlrper in regelmaumlszligigen

Abstaumlnden in den Ringraum eingebaut136 Diese sorgen fuumlr gute Durchmischung bei

geringen Volumenstroumlmen und zum anderen wird die Waumlrmeuumlbertragung verbessert

Das Gesamtpacket erstreckt sich von der Standortanalyse uumlber Planung Testing und

Umsetzung bis zum Monitoring137 Die Speichersonde ist die leistungsstaumlrkste Erd-

waumlrmesonde zum Heizen und Kuumlhlen von Wohn- und Gewerbeimmobilien auch in

bohrtiefenbegrenzten Regionen Kleinere Grundstuumlcke mit hohem Energiebedarf profi-

tieren auch von den Sonden die 60 weniger Bohrmeter benoumltigen als herkoumlmmli-

che138

135 Vgl Oberflaumlchennahe Geothermie Erdwaumlrme mit der Geokoax 2015 S 1 136 Vgl Ledwon 2012 S 1 137 Vgl geoKOAX geothermal Systems 2015 S 5 138 Vgl ebenda S 5

Geokoax 42

51 Geokoax-Sonden Aufbau und Material

Abbildung 13 GeoKOAX Sondenaufbau139

Die GeoKOAX besteht wie die anderen Sonden aus einem Vor und Ruumlcklauf An

oberster Stelle befindet sich immer das Entluumlftungsrohr das bis vor in den Soleverteiler

geht Zum Entluumlftungsrohr gehoumlrt noch ein Kugelhahn Im Kern befindet sich der Ruumlck-

lauf der fuumlr die Ruumlckfuumlhrung zur Waumlrmepumpe verantwortlich ist Im Gegensatz dazu

gibt es an der Auszligenhaut die Auszligenrohre zwischen diesen beiden durchstroumlmt das

Fluid Verwirbelungsspiralen sind zwischen den Auszligenrohren angebracht um einen

hohen Volumenstrom zu erreichen und demnach eine hohe Waumlrmeuumlbertragung zu

erreichen An unterster Stelle befindet sich der Sondenfuszlig ein gespritztes Formteil aus

139 Vgl Oberflaumlchennahe Geothermie Erdwaumlrme mit der Geokoax 2015 S 4

Geokoax 43

dem Material PE 100 Durch die guumlnstige Verteilung der Eigenspannung entsteht ein

deutlich houmlherer Widerstand140 Damit es zu keinen Deformierungen kommt halten Ab-

standshalter zwischen den beiden Auszligenrohren die gewuumlnschte Form

PE 100-RC dieses Material bietet eine spezielle molekulare Vernetzung und verbes-

serte Eigenschaften gegenuumlber Risswachstum aumluszligeren Beschaumldigungen und Punkt-

lasten141 Die Bedeutung des RC kommt aus dem Englischen und bedeutet resident to

crack auf Deutsch uumlbersetzt heiszligt es bdquoist vor dem Zerbrechen festldquo Des Weiteren

bietet PE 100-RC gegenuumlber bisherigen Kunststoffen eine um ca 10 houmlhere Waumlrme-

leitfaumlhigkeit142

Zu den technischen Daten der Sonde

Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm

VorlaufEinlaszlig 40 mm

Ruumlcklauf 40 mm

Entluumlftung 25 mm143

Abbildung 14 Zechnung Parallelschaltung der Sonden144

140 Vgl GeoKOAX Heizen und Kuumlhlen 2015 S 4 141 Vgl ebenda S 4 142 Vgl ebenda S 4 143 Vgl GeoKOAX die Revolution in der Geothermie 2015 S1

Geokoax 44

52 GeoKOAX Technologie

Es gibt vier neue Technologien die diese Erdwaumlrmesonde spezieller macht Durch

diese Entwicklungen steigern sich die Kennzahlen sowie die Effektivitaumlt der gesamten

Anlage

1 Verwirbelung

Der Kern dieser Tausch-Technologie ist die Verwirbelung Der Waumlrmeuumlber-

gangskoeffizient wird gesteigert durch den permanenten Wechsel von la-

minarer zu turbulenter Stroumlmung145

2 Volumen

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Sondensystemen verfuumlgt das geoKOAX-

Erdwaumlrmetausch-System uumlber ein 65-fach groumlszligeres Volumen an Waumlrme-

traumlgerfluumlssigkeit Die Fluumlssigkeit bewirkt dabei die Waumlrmeaufnahme und

fungiert als Energiespeicher Das bewirkt eine genaue sowie temperatur-

konstante Abgabe der Energie und erlaubt laumlngere Ruhephasen fuumlr die

Waumlrmepumpe146

3 Aufnahmeflaumlche

Der Mantel der Sonde hat so eine geometrische Konzeption das die Auf-

nahmeflaumlche doppelt so groszlig ist als herkoumlmmliche Sondensysteme Eine

homogene Verfuumlllung des Ringraums ohne Lufteinschluumlsse ist durch die

homogene glatte Ummantelung gewaumlhrleistet Der Abstand zum Erdreich

ist ebenfalls stets gleichmaumlszligig147

4 Geringer Bohrlochwiderstand

Die Ausrichtung gewaumlhrleistet einen einheitlichen Abstand zum Erdreich

Und somit einen geringen Bohrlochwiderstand was zu einer effizienten

Energieaufnahme fuumlhrt148

144 Vgl Oberflaumlchennahe Geothermie Erdwaumlrme mit der Geokoax 2015 S 5 145 Vgl GeoKOAX Heizen und Kuumlhlen 2015 S 3 146 Vgl ebenda S 3 147 Vgl GeoKOAX Heizen und Kuumlhlen 2015 S 3 148 Vgl ebenda S 3

Geokoax 45

Durch die speziell entwickelte Verwirbelungstechnik findet in der Sonde ein optimaler

und harmonischer Energieaustausch zwischen der Waumlrmetraumlgerfluumlssigkeit und dem

Erdreich statt149 Die groszlige Speicherfunktion verweilt in der Fluumlssigkeit und speichert

die Waumlrme optimal Durch die groszligen Waumlrmetauschflaumlchen und dem dadurch groszligen

Volumen ermoumlglicht es eine effektive Energieaufnahme Gleichzeitig benoumltigt man nur

noch eine geringere Bohrtiefe150

53 Wasser als Fluid in der Sonde

Das Sondenfluid agiert als Waumlrmetraumlgerfluumlssigkeit durch den Sondenkreislauf der aus

Erdwaumlrmesonde der Umwaumllzpumpe dem Expansionsgefaumlss und dem Verdampfer der

Waumlrmepumpe besteht In der Fachsprache wird die Waumlrmetraumlgerfluumlssigkeit als Sole

bezeichnet Dieser Begriff erinnert an fruumlher weil Salz dem Wasser als Frostschutz

beigemischt wurde In der Erdwaumlrmsonde ist es nicht zwingend notwendig dem Son-

denfluid ein Frostschutzmittel beizumischen Pures Wasser ist umweltfreundlicher und

erreicht bei korrekter Dimensionierung eine houmlhere Arbeitszahl Sollte doch ein Frost-

schutz beigegeben werden ist es heute kein Salz mehr sondern Ethanol oder Ethyl-

englykol in verschiedener Konzentrationsstaumlrke Trotz allem ist wegen seiner niedrigen

Viskositaumlt Wasser das beste und guumlnstigste Sondenfluid Die Umwaumllzpumpe ver-

braucht wegen den guten Eigenschaften weniger Strom und die Leistungsziffer der

Waumlrmepumpe wird besser Damit es nicht zu Einfrierungen im Verdampfer der Waumlr-

mepumpe kommt muss die Erdwaumlrmesonde mindestens 30 tiefer gebohrt werden

auch die Hinterfuumlllung sollte aus thermisch besser leitenden Material gebaut werden

Diese Faktoren ziehen zwar houmlhere Investitionskosten nach sich jedoch wird es durch

die niedrigeren Stromkosten kompensiert Sollte man die Erdwaumlrmesonden nach

Standard gebaut haben muss man Frostschutzmittel beigeben Wie erwaumlhnt ist Ethyl-

englykol uumlblich was auf metallische Bauteile korrosiv wirkt deswegen beinhalten sie

auszligerdem immer Korrosionsschutz-Inhibitoren Damit die wirksam werden muss die

Konzentration mindestens 20 erreichen Der Nachteil davon ist eine erhoumlhte Zaumlhig-

149 Vgl Oberflaumlchennahe Geothermie Erdwaumlrme mit der Geokoax 2015 S 5 150 Vgl ebenda S 5

Geokoax 46

keit des Sondenfluids was eine staumlrkere Umwaumllzpumpe benoumltigt auch die Waumlrme-

speicherkapazitaumlt sinkt was eine houmlhere Durchflussrate erfordert und mehr Strombe-

darf fuumlr die Pumpe bedeutet Die gesamte Sole ist mit Frostschutz umweltschaumldlich

und hat eine ungefaumlhre Lebensdauer von 20 Jahren

Wenn Ethanol verwendet wird sollte man eine Konzentration von maximal 20 waumlh-

len was eine Gefriergrenze von -84 degC ergibt Solche Mischungen haben einen Vorteil

gegenuumlber Ethylenglykol denn es herrscht eine houmlhere Waumlrmekapazitaumlt und es ist

umweltfreundlicher sowie ungiftig Sollte die Mischung uumlber 20 Ethanol enthalten

wird es ebenfalls sehr zaumlh Somit steigt auch wieder der Strombedarf der Umwaumllzpum-

pe

Vor dem Befuumlllen muss als erstes die Umwaumllzpumpe und der Verdampfer unter Druck

und mit sauberem Leitungswasser gereinigt werden Danach wird jede Sonde einzeln

gespuumllt und entluumlftet Wenn das alles geschehen ist wird sie komplett mit Leitungs-

wasser gefuumlllt und danach einer Druck-und Dichtigkeitspruumlfung unterzogen Wenn

Frostschutzmittel eingesetzt wird muss die richtige Menge mit sauberem Wasser ge-

mischt werden und in die gereinigte Sonde eingefuumlllt werden Das Konzentrat muss vor

dem Verfuumlllen gemischt werden (es gibt Fertigmischungen) andernfalls kann es zu

Verstopfungen kommen

Bei allen Anlagen kann es dazu kommen dass die Waumlrmetraumlgerfluumlssigkeit ausgast

Dies passiert haumlufig bei groumlszligeren Anlagen dann kommt es zur Bildung von Gasblasen

die die Zirkulation unterbrechen Wenn das passiert kommen die Entluumlfter in Einsatz

hier sammeln sich die Gasblasen an einem Punkt und koumlnnen entweichen Die kom-

plette Anlage ist somit wieder entluumlftet

Geokoax 47

54 Vorteile der Geokoax

Die Vorteile der GeoKOAX- Sonde im Vergleich zu herkoumlmmlichen Sonden entstehen

durch den Sondenaufbau Zum Beispiel ermoumlglichen die groszligen Waumlrmetauschflaumlchen

und das groszlige Volumen eine effektive Energieaufnahme151 Die Speicherfunktion traumlgt

die Waumlrmefluumlssigkeit laumlnger in der Sonde dadurch nimmt sie die Waumlrme optimal auf

Reihenanbindungen fuumlr einen houmlheren Entzug sind kostenguumlnstig Sollte es Probleme

geben koumlnnten sie eventuell durch Entluumlftungs- und Revisionssysteme geloumlst wer-

den152 Fehlbohrungen sind durch geringe Bohrtiefen von im Schnitt 15-30 m und mit

einem dadurch geringen Bohrrisiko fast ausgeschlossen

Durch die hierfuumlr speziell entwickelte Verwirbelungstechnik findet ein optimaler und

harmonischer Energieaustausch zwischen der Waumlrmetraumlgerfluumlssigkeit und dem Erd-

reich statt153 In Bohrtiefenbegrenzten Gebieten bieten sich diese Sonden hervorra-

gend an154 Auch bei Bestandsimmobilien finden geoKOAX-Sonden Anwendung sie

speist verschiedene Waumlrmepumpen zum Beispiel von Dimplex Roth Vaillant Buderus

und viele mehr155

55 Worin unterscheidet sich GeoKOAX von herkoumlmmli-

chen Sonden

Die passive Verwirbelung ist der Kern der geoKOAX-Technologie Durch den perma-

nenten Tausch der Stroumlmungen steigert es den Waumlrmeuumlbergangskoeffizient

Der Mantel besitzt eine doppelt so groszlige Aufnahmeflaumlche fuumlr die Erdwaumlrme wie her-

koumlmmliche Erdsonden Die Sonde besitzt dazu ein 65-fach groumlszligeres Volumen an

151 Vgl geoKOAX die Revolution in der Geothermie 2015 S 2 152 Vgl ebenda S 3 153 Vgl oV 2012 154 Vgl geoKOAX die Revolution in der Geothermie 2015 S 4 155 Vgl oV 2012

Geokoax 48

Waumlrmetraumlgerfluumlssigkeit156 Das Koxialrohr arbeitet auch als Energiespeicher und er-

moumlglicht die Abgabe temperaturkonstant an die Waumlrmepumpe157

56 Kuumlhlen eines Hauses mit geoKOAX

Die Kuumlhlung funktioniert in der Regel uumlber Flaumlchenheizungen wie Fuszligbodenheizung

Geblaumlseradiatoren oder Deckenheizungen bzw Kuumlhldecken mit der Waumlrmepumpe158

Es gibt den Unterschied zwischen aktiver und passiver Kuumlhlung

Passive Kuumlhlung Der Kompressor der Waumlrmepumpe ist abgeschaltet es ist nur die

Umwaumllzpumpe in Arbeit Dieses Konzept ist sehr umweltfreundlich nachhaltig und

kosteneffizient159 Die Traumlgerfluumlssigkeit in der Sonde leitet die Waumlrme durch Zirkulation

in das Erdreich ab Somit wird Kuumlhlung bereitgestellt160

Aktive Kuumlhlung Wird genutzt wenn groumlszligerer Kuumlhlbedarf besteht Der Kompressor der

Waumlrmepumpe wird zugeschalten und im umgekehrten Kreislauf (wie ein Kuumlhlschrank)

Kaumllte produziert161 Im Gebaumlude wird ein Zusatzmodul angebracht das den Niedrig-

temperaturbereich kontrolliert als auch die Feuchtigkeit um Kondensieren auszuschlie-

szligen Im Vergleich zu Klimaanlagen ist die Kuumlhlung von Geothermie-Anlagen effizien-

ter

Besitzt man im Gebaumlude separate Heiz- und Kuumlhlkreise ist es moumlglich gleichzeitig zu

Heizen und zu Kuumlhlen

Eine weitere Moumlglichkeit ist bivalentes Kuumlhlen es ist die Kombination aus geoKOAX-

Sonden mit einer Anlage fuumlr kontrollierte Wohnraumbeluumlftung sowie Waumlrmeruumlckgewin-

nung162

156 Vgl geoKOAX die Revolution in der Geothermie 2015 S 4 157 Vgl ebenda S 4 158 Vgl ebenda S 4 159 Vgl ebenda S 5 160 Vgl ebenda S 4 161 Vgl ebenda S 4 162 Vgl ebenda S 4

Geokoax 49

57 Beispiele aus dem Alltag

Ein Reihenhaus mit einer Wohnflaumlche von 259 msup2 belegt im Energieeinsparnachweis

einen Primaumlrjahresenergiebedarf von 675 kWhmsup2a was nach der EnEV 2014 dem

Standard eines Niedrighauses entspricht und der Energieeffizienzklasse B zuzuordnen

ist Der Bauherr entschied sich fuumlr die Einsparung von Kosten und CO2 Emissionen

und setzte auf ein regeneratives geothermisches Energiesystem mit einer 73 kW

Waumlrmepumpe163 Problematik dabei war jedoch dass der Untergrund nur eine maumlszligige

Waumlrmeleitfaumlhigkeit von 33 WMeterK abwirft Dazu kam noch eine geringe Groumlszlige des

Standortes somit konnten herkoumlmmliche Sonden-Systeme die Ziele nur mit entspre-

chenden Bohrtiefen und daraus folgenden hohen Bohrkosten erfuumlllen Aufgrund der

Braunkohle- Einschluumlsse herrscht in dem Gebiet eine Bohrtiefenbegrenzung von 25

Metern164

Rahmenbedingung

Bohrtiefenbegrenzung 25 m

Beheizte Flaumlche in qm 259

Heizleistung in kW 73

Die Berechnungen ergeben das 175 Meter Doppel-U-Sonden benoumltigt werden um den

Energiebedarf sicher zu stellen Bei drei moumlglichen Bohrloumlchern und einer maximalen

Bohrtiefe von 25 Metern schied die Verwendung der Doppel-U-Sonde aus165 Aufgrund

dieser Erkenntnis entschied sich der Bauherr fuumlr die geoKOAX- Sonde statt 175 Meter

genuumlgen hier 63 Meter somit reduzieren sich auch die Investitionskosten

Es wurden drei Bohrungen je 21 Meter geoKOAX- Sonden realisiert und an die 73 kW-

Waumlrmepumpen angeschlossen166 Fuumlr Uumlberwachung der Anlage wurde sie mit einem

Monitoring-Tool ausgestattet Hierbei sammeln Sensoren Daten uumlber den Betrieb wie

zB wichtige Kenndaten uumlber Temperaturverlaumlufe Stromverbrauch CO2 Einsparun-

163 Vgl geoKOAX geothermal Systems 2015 S 2 164 Vgl ebenda S 2 165 Vgl ebenda S 2 166 Vgl ebenda S 3

Geokoax 50

gen und Volumenstrom an die Steuereinheit wo sie dann kontrolliert und uumlberwacht

werden167

Ein Projekt mit 22 Wohneinheiten und einem Bauherrn dem das oumlkologische Heizen

und Kuumlhlen eine Grundanforderung ist sah zunaumlchst einen Einsatz von Doppel-U-

Sondensystemen vor Nachdem die erste Bohrung nach 23 Metern auf eine Ton-

Trennschicht traf erlieszlig die Wasserbehoumlrde eine Bohrtiefenbegrenzung Nach einer

anschlieszligenden Berechnung mittels Earth-Energy-Designer ergab es einen Wert von

1704 Meter einzubringende Doppel-U-Sonden Die zusaumltzlichen Bohrungen waren auf

der Grundstuumlcksflaumlche nicht realisierbar168 Die 22 Wohneinheiten betragen eine Flauml-

che von 2500 qm die eine Heizleistung von 88 kW und eine Kuumlhlleistung von 69 kW

benoumltigen169

Rahmenbedingung




Kuumlhlleistung in kW 69

Es wurden 34 Bohrungen je 23 Metern durchgefuumlhrt Jedoch sind nur 30 von den 34

Sonden angeschlossen die restlichen vier Sonden dienen als Backup In den 690 Me-

ter Sonden flieszligen rund 10000 Liter Sole die als Energielieferant zum Heizen und Kuumlh-

len dienen170 Trotz der Einsparung von rund 1000 Metern Bohrtiefe wurde eine kon-

stante Jahresarbeitszahl gemessen der Boden kuumlhlt ebenfalls nicht aus sondern

regeneriert sich in den Ruhephasen der Waumlrmepumpe171 Die Anlage wurde fuumlr die

Uumlberwachung ebenfalls mit einem Monitoring-tool ausgestattet Zur Endabrechnung

konnte der Bauherr 45 der Investitionskosten einsparen172

167 Vgl geoKOAX geothermal Systems 2015 S 3 168 Vgl ebenda S 2 169 Vgl ebenda S 3 170 Vgl ebenda S 3 171 Vgl ebenda S 4 172 Vgl ebenda S 4

Ausfuumlhrung und Inbetriebnahme der Sonden 51

6 Ausfuumlhrung und Inbetriebnahme der Sonden

Grundvoraussetzung ist das Einhalten der allgemeinen Regeln der Technik fuumlr die Er-

richtung von Erdwaumlrmeanlagen Maszliggebend sind DIN-Normen VDI-Richtlinien und die

DVGW-Regelwerke Alle Erdwaumlrmesonden sowie alle zugehoumlrigen Teile muumlssen den

Stand der Technik entsprechen173 Die Bohrungen duumlrfen nur von zertifizierten sach-

kundigen Fachfirmen durchgefuumlhrt werden Die Herstellung von Sonden wird als Bau-

leistung angesehen somit muss die Wahl von Materialien Hinterfuumlllmaterial Bohrspuuml-

lungszusaumltze und Waumlrmetraumlgerfluumlssigkeit nach den Richtlinien der VDI 4640 erfolgen

Bei besonderen Vorkommnissen wie gespanntes Grundwasser oder Probleme bei der

Ringraumverfuumlllung ist alles genauestens zu Dokumentieren174 Neben der Auslegung

Installation und regelgemaumlszligen Uumlberpruumlfung der Erdwaumlrmesonden ist auch die Qualitaumlt

der Waumlrmepumpenanlage als so genanntes Herzstuumlck zu sichern

61 Standortanalyse

Die Eignung eines Standortes zur Nutzung von Erdwaumlrme haumlngt von der geologisch-

hydrogeologischen Beschaffenheit der Sondenumgebung ab Die Umgebung beein-

flusst mit der jaumlhrlichen Betriebsdauer die Effizienz der Erdwaumlrmesonde Ist man schon

bei der Planung helfen Karten der geothermischen Entzugsleistung fuumlr die Orientie-

rung175 Genaue Aussagen muumlssen aber vor Ort gemacht werden da die Karten nicht

als Planungsgrundlage fuumlr die konkrete Dimensionierung zu verwenden sind und jede

Abweichung von technischen Rahmenparameter weitere Veraumlnderungen im Ergebnis

herbeifuumlhren koumlnnen176 Ist das Projekt weiter fortgeschritten muss der Standort einer

Sondenbohrung ein Mindestmaszlig an Zugaumlnglichkeit und Platz aufweisen Es ist nicht

nur der Arbeitsraum fuumlr das Personal und das Bohrgeraumlt sondern es benoumltigt auch an

Flaumlche fuumlr Bohrgestaumlnge Zubehoumlr und eventuell eine Spuumllwanne Des Weiteren sind

173 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 18 174 Vgl ebenda S 19 175 Vgl ebenda S 19 176 Vgl ebenda S 19


Durchfahrtshoumlhen und Anfahrtswege fuumlr das Bohrgeraumlt zu beachten177 Wie schon er-

waumlhnt sollten Mindestabstaumlnde zwischen den einzelnen Bohrungen und zum Nachbarn

eingehalten werden

Bei groumlszligeren Anlagen (gt30kW) die auch zum kuumlhlen verwendet werden koumlnnen ist

die Hilfe von Ingenieurbuumlros die auf diesem Gebiet spezialisiert sind durch weitere

hydrogeologische und geologische Erkundungen erforderlich178

62 Verbindung von Sondenrohren und Verteilerrohren

durch Schweiszligung

Die Verbindung der einzelnen Rohre findet durch Schweiszligung auf der Baustelle statt

Hierbei ist auf eine fachgerechte Ausfuumlhrung mit den entsprechenden Hilfsmitteln wie

zum Beispiel Elektroschweiszligmuffen zu achten179 Der Sondenfuszlig wird mit den Sonden-

rohren schon voraus im Werk unter kontrollierten Bedingungen verbunden Es koumlnnen

verschiedene Schweiszligverfahren angewandt werden die haumlufigsten sind Muffen-

schweiszligung Stumpfschweiszligung Elektroschweiszligung Infrarot-Schweiszligung und Wulst-

und Nutfreie Schweiszligung180 Die meistangewandte Technik ist das Elektroschweiszligen

hierbei wird uumlber ein Schweiszliggeraumlt einem Elektroschweiszligfitting elektrische Energie

zugefuumlhrt Eine Heizwendel wandelt die elektrische Energie zu Waumlrmeenergie um da-

bei werden die benachbarten Oberflaumlchen von Rohr und Fitting erwaumlrmt und plastifi-

ziert Der Druck wird im Fitting durch angeordnete Kaltzonen aufgebaut181 Bevor ge-

schweiszligt werden kann muumlssen noch einige Arbeitsschritte erledigt werden

1 Zuschneiden das Rohr muss entsprechend zugeschnitten werden dabei ist ein

rechtwinkliger Schnitt zur Rohrachse gefordert

2 Saumlubern mit Hilfe von Tuumlchern und Tangit KS-Reiniger (Reinigungsfluumlssigkeit)

es darf kein Dreck oder Schmutz die Schweiszligung behindern

3 Schaumllen mit Hilfe rotierendem Schaumllgeraumlt wird die Oberflaumlche vorbereitet

177 Vgl Koenigsdorff 2011 S 102 178 Vgl Informationsbroschuumlre Erdwaumlrmesonden 2014 S 19 179 Vgl Koenigsdorff 2011 S 103 180 Vgl Graf S19 181 Vgl ebenda S20


4 Fitting und Haltevorrichtung positionieren der Fitting muss auf die richtige Posi-

tion gebracht werden dabei muss unter dem kompletten Rohr eine Haltevor-

richtung zum Schutz gegen Lageaumlnderung angebracht werden

5 Schweiszligprozess starten und Schweiszligzeit abwarten am Schweiszliggeraumlt laumluft die

Zeit runter waumlhrend dessen duumlrfen keine Behinderungen auftreten

6 Abkuumlhlzeit abwarten

7 Haltevorrichtung entfernen182

Die Schweiszligstelle ist bei Regen Schnee oder Wind mit Hilfe eines Schweiszligschirms

oder Zelt zu sichern Das Rohr und der Fitting muumlssen dieselbe Temperatur aufwei-

sen Da die Arbeit drauszligen stattfindet muss auf die Temperatur des Arbeitsumfeldes

ebenso geachtet werden sie darf nur zwischen gt5degC bis 45degC messen183 Unter 5degC

besteht auch die Gefahr dass der KS-Reiniger vereist und Verunreinigungen in die

Schweiszligung kommen und es damit spaumltere Nachfolgen mit sich ziehen kann

Vor den Schweiszligarbeiten werden die Sondenrohre auf einer Haspel gewickelt und

auch so zur Baustelle angeliefert Werden zugelassene Komponenten und Materialien

verwendet betraumlgt die Lebensdauer von Kunststoffsonden mindestens 100 Jahre da

sie im Erdreich chemisch und mechanisch bestaumlndig sind184

182 Vgl Graf S 23 183 Vgl ebenda S 26 184 Vgl Koenigsdorff 2011 S 103


63 Verfuumlllung der Sonde

Bohrt man in einer Gegend mit starken Grundwasser und vielen Grundwasserstoumlcken

fuumlllt sich das Bohrloch Um den Auftrieb entgegenzuwirken sollte die Sonde beim Ein-

fuumlhren ebenfalls mit Wasser gefuumlllt sein Am Sondenfuszlig ist ein zusaumltzlich gehaumlngtes

Gewicht zu empfehlen was die Arbeit erleichtert185 Zwischen den Sondenrohren wird

ein Verfuumlllrohr angebracht dieses hat die Aufgabe Verfuumlllmaterial (Betonit oder Ton

versetzte Zement-Wasser-Gemische) von unten nach oben in das Bohrloch zu trans-

portieren Die Verfuumlllung muss luumlckenlos und vollstaumlndig erfolgen damit Grundwasser-

verhaumlltnisse durch die Bohrung nicht veraumlndert werden und ein guter thermischer Kon-

takt zwischen Sondenrohren und der Umgebung im Erdreich sichergestellt ist186

64 Horizontale Anbindung zwischen Sonde und Verteiler

Bei dem Verlegen der Anschlussleitungen zwischen Sonde und Verteiler sind die An-

gaben der Rohrhersteller sowie die Regeln fuumlr die Verlegung von Rohren im Erdreich

samt Grabarbeiten zu beachten Es gibt zwei Moumlglichkeiten des Anschlusses entwe-

der die Sondenrohre werden direkt zum Verteiler gefuumlhrt oder an Verteilerrohre ange-

schlossen Beim ersteren muumlssen sie in der richtigen Laumlnge bestellt werden Diese

bestehen dann meist auch aus PE 100 Rohre187 Der Anschluss erfolgt dann uumlber ge-

eignetes mechanisches Verbinden oder Schweiszligen Bei dem Bearbeiten sind das Ein-

halten der Biegeradien der Rohre das verlegen im gleichmaumlszligigen Gefaumllle vom Vertei-

ler zur Sonde das eventuelle verlegen in einem Sandbett und die Mindestabstaumlnde zu

anderen Versorgungsleitungen wie Wasserleitung (1-15m) oder auch Gebaumludewaumln-

den (12m) zu beachten188 Jeder Kreis am Verteiler muss separat absperrbar sein und

die Moumlglichkeit zur Entluumlftung und Befuumlllung bieten

Die dabei verwendeten Materialien der Leitungen muumlssen aufeinander abgestimmt

sein damit es zu keinen Korrosionen oder Verschlammungen kommt Deswegen wer-

den Stahlteile meist nicht mehr eingebaut und Messing oder Kunststoff bevorzugt Im



Gebaumlude verlaufende Leitungen sind gegen Dampf und somit entstehenden Schwitz-

wasser zu daumlmmen189

65 Einweisung des Betreibers

Der Betreiber der Anlage muss in Wartung Bedienung und erforderlichen Maszlignahmen

im Stoumlrfall eingewiesen werden Ihm sind alle Protokolle was das Inbetriebnahmepro-

tokoll welches die Druckpruumlfung Einregulierung und Befuumlllung der Menge sowie Art

des Waumlrmetraumlgermediums dokumentiert als auch die Bestaumltigung der fachgerechten

Ausfuumlhrung durch der Fachfirma sowie die kompletten Bestandsunterlagen auszuhaumln-

digen190

189 Vgl Vgl Koenigsdorff 2011 S 107 190 Vgl ebenda S 107

Fazit 56

7 Fazit

Unabhaumlngig von Jahreszeit und Tageszeit oder Klimabedingungen steht Erdwaumlrme

immer zur Verfuumlgung Es wurde bei der Bachelorarbeit deutlich sollte erneuerbare

Energie auf Basis der Geothermie bei der Waumlrme-oder Stromgewinnung in Frage

kommen muss sich mit dem Thema Erdwaumlrme und die dazu verwendeten Erdwaumlrme-

sonden auseinander gesetzt werden Hierbei wird in offene Systeme sowie geschlos-

sene Systeme unterschieden Die offenen beziehen sich auf Grundwasserbrunnen auf

die jedoch nicht weiter eingegangen wurde Interessant sind die geschlossenen Sys-

teme sie werden vertikal oder horizontal verlegt Im horizontalen Bereich gelten die in

1 bis 15 Meter tief verlegten Erdwaumlrmekollektoren als bekanntester Vertreter Das

System weiszligt einen hohen Flaumlchenbedarf auf ist jedoch im deutschen Raum weit ver-

breitet

Zu den vertikalen Sondensystemen gehoumlren die Erdwaumlrmesonden Bis Tiefen unter

100 Meter wo die Waumlrme aus dem Erdreich entzogen wird sind diese einzubringen In

Deutschland ist ab 20 Meter Tiefe die Temperatur bei 9 bis 15degC nahezu konstant und

kann dadurch genutzt werden Die genaue Tiefe der benoumltigten Sonde ist durch Be-

rechnungen und unter Anwendung der bekannten Daten durch Formeln zu ermitteln

Dabei sollten die gegebenen Werte der Waumlrmepumpe und die Bodenverhaumlltnisse be-

kannt sein und verwendet werden Die Bodenverhaumlltnisse sind dem Kartenmaterial

oder 3D-Modellen zu entnehmen fuumlr die genaue Beschaffenheit ist jedoch ein Ingeni-

eur herbei zurufen Die Wahl der richtigen Fachfirma ist eines der wichtigsten Angele-

genheiten denn die ist fuumlr die Bohrung den Betrieb der Dokumentation und der Inbe-

triebnahme verantwortlich

Sollte das Vorhaben anfangen ist es wichtig 1 Monat vor Baubeginn bei der zustaumlndi-

gen Verwaltungsbehoumlrde eine Anzeige diesbezuumlglich abzugeben Es ist das Wasser-

haushaltsgesetz Bergrecht und Lagerstaumlttengesetz zu beachten Bei Bohrungen tiefer

als 100 Meter ist das Bergrecht anzuwenden ansonsten entfaumlllt es Sollte das Grund-

stuumlck auf dem gebohrt werden soll sich in einer Wasserschutzzone befinden muss

entschieden werden Meistens jedoch wird es abgelehnt Die am meist verbreitete

Erdwaumlrmesonde ist die klassische Doppel-U-Sonde mit vier Rohren und jeweils zwei

Vor-und zwei Ruumlcklaumlufen Bei Bohrungen wird sie am haumlufigsten eingebracht diese

Sonde gibt es schon seit mehreren Jahren und besitzt einen zuverlaumlssigen als auch

Fazit 57

guten Ruf All diese Eigenschaften machen sie zu der meistverkauften Sonde in

Deutschland

In Bohrtiefenbegrenzten Regionen kommt der Einsatz von geoKOAX-Sonden haumlufig

zum Einsatz Die Vorteile der Sonden sie arbeiten mit dem einzigartigen Verwirbe-

lungssystem und besitzen groumlszligere Waumlrmetauschflaumlchen und ein groumlszligeres Volumen

zur effektiven Energieaufnahme werden mehrere Sonden fuumlr einen houmlheren Entzug

benoumltigt kann eine kostenguumlnstige Reihenanbindung in Betracht gezogen werden

Durch die Verwirbelungstechnik wird die Energie vom Erdreich und Waumlrmetraumlgerfluumls-

sigkeit uumlbertragen Durch diese Vorteile ermoumlglicht es auch mit geringer Bohrtiefe die

gewuumlnschte Waumlrmeleistung zu erhalten und Geld einzusparen Anwendungen im Alltag

hat diese Sonde schon da Faumllle von Bohrtiefenbegrenzung auftreten koumlnnen Aller-

dings hat die geoKOAX-Sonde noch keinen hohen Bekanntheitsgrad

Grundlegend werden Waumlrme und Kaumlltemaschinen der Systemanschluss und das Zu-

sammenspiel der einzelnen Komponenten ausfuumlhrlich behandelt Beispiele aus dem

Alltag die als Projekt angesehen werden verdeutlichen die Umsetzung in die Praxis

Bei Waumlrmepumpen herrscht das thermodynamische Grundprinzip welches thermische

Energie einer Waumlrmequelle entzieht Zu der dabei aufgenommenen Energie wird ein-

gesetzte Antriebsenergie zugefuumlhrt und in Form von thermischer Energie auf ein houmlhe-

res Temperaturniveu gebracht Das dabei wichtigste Teil ist der Kompressor und der

vorherliegende Verdampfer der das Arbeitsmaterial verdampfen laumlsst und an den

Kompressor weiter leitet Im Kompressor findet eine Verdichtung statt die auch den

Druck und die Temperatur erhoumlht Zum Schluss wird es an den Waumlrmetauscher des

Kondensators abgegeben der die Waumlrme an das Heizsystem abgibt und das Arbeits-

material dabei wieder verfluumlssigt Die Waumlrmepumpe ist in der Lage die unbegrenzte

vorhandene Erdwaumlrme regelrecht in unsere Haumluser zu pumpen und dabei die CO2-

Emissionen zu reduzieren Die Waumlrmepumpentechnik erlangt einen Boom da die Kos-

ten gegenuumlber anderen Systemen gesenkt werden

Der Systemanschluss das Verbinden der einzelnen Rohre findet durch Schweiszligung

statt Es koumlnnen verschiedene Schweiszligarten sowie Techniken angewandt werden

jedoch wird meistens das unkomplizierte Elektroschweiszligen durchgefuumlhrt Dabei muss

immer eine wichtige Reihenfolge eingehalten und abgearbeitet werden Die Einhaltung

Fazit 58

von Ordnung und stetiger Sauberkeit ist oberste Prioritaumlt Bei der Verlegung sind die

Angaben der Rohrhersteller als auch die Regeln zur Verlegung der Rohre zu beachten

Ein weiterer Vorteil von Nutzung der Erdwaumlrme sie ist anbindbar bei Neubau sowie

Bestandsimmobilien im Grundlastbetrieb und Spitzenlastbetrieb Dieser Fakt laumlsst ei-

nen komplett-neuen Anwenderkreis erschlieszligen das ermoumlglicht ein weiteres Vertrauen

aufzubauen als auch den Bekanntheitsgrad von Erdwaumlrme auszubauen

Sollte man Anwender sein gibt es Checklisten nach denen sich gerichtet werden kann

Als erstes geht es um die Vorinformationen wie guumlnstigeren Tarif beim Stromanbieter

fuumlr die Waumlrmepumpe sowie der Einsatz von Foumlrdermitteln Gebaumlude als auch Grund-

stuumlcksinformationen sind ebenfalls sehr wichtig denn hier kommt es drauf an was be-

noumltigt wird und ob es uumlberhaupt realisierbar ist Die Bohrfirma sollte unter Vorlage der

Referenzen zertifiziert sein und die Bohrarbeiten sowie den Einbau der Erdwaumlrmeson-

den vornehmen Zum Schluss muss ein passender Heizungsinstallateur gefunden

werden der auch die Funktionsweise erklaumlrt Somit sind dem Betreiber Wartung Be-

dienung und erforderliche Maszlignahmen im Stoumlrfall zu erklaumlren Es sind ihm alle Proto-

kolle und die Bestaumltigung der fachgerechten Ausfuumlhrung durch die Fachfirma sowie die

Bestandsunterlagen auszuhaumlndigen

Zusammengefasst laumlsst sich festhalten dass in den meisten Faumlllen Doppel-U-Sonden

zum Einsatz kommen weil diese am bekanntesten sind Es benoumltigt in den meisten

Faumlllen eine tiefe Bohrung erzielt dann aber auch ausreichend Leistung Bei spezielle-

ren Faumlllen wie in Gebieten mit Tiefenbegrenzung kommen die geoKOAX-Sonden die

ebenfalls gute Werte erzielen und dabei kostenintensive Bohrmeter einsparen Die

Technologie stellt in beiden Faumlllen keine Probleme dar da das der Stand der Technik

ist und vollkommen ausgereift ist Wer eines der beiden Sondenarten anwenden moumlch-

te sollte sich im Vornherein informieren und vergleichen da das eine wichtige Investi-

tion ist

Quellenverzeichnis 59

8 Quellenverzeichnis

Baumgaumlrter Joumlrg Hoth Peer Jung Reinhard (2009) Energie aus Erdwaumlrme Heidel-

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VDI (2014) VDI 4640 Blatt 2 Verein deutscher Ingenieure

Selbststaumlndigkeitserklaumlrung


Hiermit erklaumlre ich dass ich die vorliegende Arbeit selbststaumlndig und nur unter Verwen-

dung der angegebenen Literatur und Hilfsmittel angefertigt habe

Stellen die woumlrtlich oder sinngemaumlszlig aus Quellen entnommen wurden sind als solche

kenntlich gemacht

Diese Arbeit wurde in gleicher oder aumlhnlicher Form noch keiner anderen Pruumlfungsbehoumlrde

vorgelegt

Chemnitz den 01112015

Artur Gaus


Autor

Herr Artur Gaus

Studiengang

Immobilienmanagement und Facilities Ma-

nagement

Seminargruppe

FM12-w2B

Erstpruumlfer


Zweitpruumlfer


Einreichung

Mittweida 03112015

VerteidigungBewertung

Mittweida 2015

Faculty Engineering

BACHELOR THESIS


pumps

author

Mr Artur Gaus

course of studies


nagement

seminar group

FM12-w2B

first examiner


second examiner


submission

Mittweida 03112015

defence evaluation

Mittweida 2015








rarbeit 2015

Referat







Inhalt I

Inhalt

Inhalt I



1 Einleitung 5

2 Geothermie 8



3 Waumlrmepumpen 11












5 Geokoax 41



Inhalt II












7 Fazit 56













4640 29









λ Lambda

bzw Beziehungsweise

m Meter

kW Kilowatt

K Kelvin

Q Waumlrmemenge

P Leistung










euro Euro


Einleitung 5

1 Einleitung



















beitsplaumltze5










Einleitung 6




























kommen






Einleitung 7









Geothermie 8

2 Geothermie













(ab 400 m)10

21 Tiefe Geothermie









Geothermie 9














wieder abgibt18







Geothermie 10














zu erreichen24





Waumlrmepumpen 11

3 Waumlrmepumpen



























Waumlrmepumpen 12























Waumlrmepumpen 13





















Waumlrmepumpen 14
















Waumlrmepumpen 15















Verdichter an44

COP= QH PAntrieb 45








drosseln47


Waumlrmepumpen 16





















Waumlrmepumpen 17




















szligen)52


Waumlrmepumpen 18



























































































noumltigt werden




Standorts sind



eingespeist wird









bekannt machen


Geologie)ldquo






(LagerstG)77












den79






















Standard des Hauses









































cke statt94


































den mussldquo100






4640102









zen104

































































zaumlhlen ist






umgesetzt werden







setz118














Verbote zu beachten




an






































nissen









men schuumltzen130







nehmen
























1 Vorinformationen





















100 m
















Geokoax 41

5 Geokoax














che138


Geokoax 42












Geokoax 43









leitfaumlhigkeit142


Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm


Ruumlcklauf 40 mm




Geokoax 44




Anlage

1 Verwirbelung




2 Volumen






Waumlrmepumpe146

3 Aufnahmeflaumlche











Geokoax 45





























Geokoax 46










pe














Geokoax 47















und viele mehr155


chen Sonden






Geokoax 48
















ter





nung162


Geokoax 49












Metern164

Rahmenbedingung














Geokoax 50


werden167









benoumltigen169

Rahmenbedingung



























61 Standortanalyse
















eingehalten werden
















































































digen190


Fazit 56

7 Fazit











breitet





















Fazit 57


Deutschland






























Fazit 58


























tion ist





















am 20102015











ler


KOAX GmbH







am 17102015


20102015












kenntlich gemacht


vorgelegt


Artur Gaus

BACHELOR THESIS


pumps

author

Mr Artur Gaus

course of studies


nagement

seminar group

FM12-w2B

first examiner


second examiner


submission

Mittweida 03112015

defence evaluation

Mittweida 2015








rarbeit 2015

Referat







Inhalt I

Inhalt

Inhalt I



1 Einleitung 5

2 Geothermie 8



3 Waumlrmepumpen 11












5 Geokoax 41



Inhalt II












7 Fazit 56













4640 29









λ Lambda

bzw Beziehungsweise

m Meter

kW Kilowatt

K Kelvin

Q Waumlrmemenge

P Leistung










euro Euro


Einleitung 5

1 Einleitung



















beitsplaumltze5










Einleitung 6




























kommen






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Geothermie 8

2 Geothermie













(ab 400 m)10

21 Tiefe Geothermie









Geothermie 9














wieder abgibt18







Geothermie 10














zu erreichen24





Waumlrmepumpen 11

3 Waumlrmepumpen



























Waumlrmepumpen 12























Waumlrmepumpen 13





















Waumlrmepumpen 14
















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Verdichter an44

COP= QH PAntrieb 45








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Waumlrmepumpen 16





















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bekannt machen


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1 Vorinformationen





















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Geokoax 41

5 Geokoax














che138


Geokoax 42












Geokoax 43









leitfaumlhigkeit142


Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm


Ruumlcklauf 40 mm




Geokoax 44




Anlage

1 Verwirbelung




2 Volumen






Waumlrmepumpe146

3 Aufnahmeflaumlche











Geokoax 45





























Geokoax 46










pe














Geokoax 47















und viele mehr155


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ter





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Geokoax 49












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eingehalten werden
















































































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KOAX GmbH







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kenntlich gemacht


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Referat







Inhalt I

Inhalt

Inhalt I



1 Einleitung 5

2 Geothermie 8



3 Waumlrmepumpen 11












5 Geokoax 41



Inhalt II












7 Fazit 56













4640 29









λ Lambda

bzw Beziehungsweise

m Meter

kW Kilowatt

K Kelvin

Q Waumlrmemenge

P Leistung










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Einleitung 5

1 Einleitung



















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Geothermie 8

2 Geothermie













(ab 400 m)10

21 Tiefe Geothermie









Geothermie 9














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3 Waumlrmepumpen



























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leitfaumlhigkeit142


Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm


Ruumlcklauf 40 mm




Geokoax 44




Anlage

1 Verwirbelung




2 Volumen






Waumlrmepumpe146

3 Aufnahmeflaumlche











Geokoax 45





























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Inhalt I

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1 Einleitung 5

2 Geothermie 8



3 Waumlrmepumpen 11












5 Geokoax 41



Inhalt II












7 Fazit 56













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λ Lambda

bzw Beziehungsweise

m Meter

kW Kilowatt

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Q Waumlrmemenge

P Leistung










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Geothermie 8

2 Geothermie













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21 Tiefe Geothermie









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leitfaumlhigkeit142


Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm


Ruumlcklauf 40 mm




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Anlage

1 Verwirbelung




2 Volumen






Waumlrmepumpe146

3 Aufnahmeflaumlche











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7 Fazit 56













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Q Waumlrmemenge

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Einleitung 5

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Geothermie 8

2 Geothermie













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21 Tiefe Geothermie









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3 Waumlrmepumpen



























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leitfaumlhigkeit142


Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm


Ruumlcklauf 40 mm




Geokoax 44




Anlage

1 Verwirbelung




2 Volumen






Waumlrmepumpe146

3 Aufnahmeflaumlche











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Geokoax 50


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61 Standortanalyse
















eingehalten werden
















































































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7 Fazit











breitet





















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Deutschland






























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KOAX GmbH







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kenntlich gemacht


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bzw Beziehungsweise

m Meter

kW Kilowatt

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Q Waumlrmemenge

P Leistung










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Einleitung 5

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kommen






Einleitung 7









Geothermie 8

2 Geothermie













(ab 400 m)10

21 Tiefe Geothermie









Geothermie 9














wieder abgibt18







Geothermie 10














zu erreichen24





Waumlrmepumpen 11

3 Waumlrmepumpen



























Waumlrmepumpen 12























Waumlrmepumpen 13





















Waumlrmepumpen 14
















Waumlrmepumpen 15















Verdichter an44

COP= QH PAntrieb 45








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bekannt machen


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zaumlhlen ist






umgesetzt werden







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Verbote zu beachten




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nissen









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100 m
















Geokoax 41

5 Geokoax














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Geokoax 42












Geokoax 43









leitfaumlhigkeit142


Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm


Ruumlcklauf 40 mm




Geokoax 44




Anlage

1 Verwirbelung




2 Volumen






Waumlrmepumpe146

3 Aufnahmeflaumlche











Geokoax 45





























Geokoax 46










pe














Geokoax 47















und viele mehr155


chen Sonden






Geokoax 48
















ter





nung162


Geokoax 49












Metern164

Rahmenbedingung














Geokoax 50


werden167









benoumltigen169

Rahmenbedingung



























61 Standortanalyse
















eingehalten werden
















































































digen190


Fazit 56

7 Fazit











breitet





















Fazit 57


Deutschland






























Fazit 58


























tion ist





















am 20102015











ler


KOAX GmbH







am 17102015


20102015












kenntlich gemacht


vorgelegt


Artur Gaus



λ Lambda

bzw Beziehungsweise

m Meter

kW Kilowatt

K Kelvin

Q Waumlrmemenge

P Leistung










euro Euro


Einleitung 5

1 Einleitung



















beitsplaumltze5










Einleitung 6




























kommen






Einleitung 7









Geothermie 8

2 Geothermie













(ab 400 m)10

21 Tiefe Geothermie









Geothermie 9














wieder abgibt18







Geothermie 10














zu erreichen24





Waumlrmepumpen 11

3 Waumlrmepumpen



























Waumlrmepumpen 12























Waumlrmepumpen 13





















Waumlrmepumpen 14
















Waumlrmepumpen 15















Verdichter an44

COP= QH PAntrieb 45








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Waumlrmepumpen 16





















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Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm


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Anlage

1 Verwirbelung




2 Volumen






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3 Aufnahmeflaumlche











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2 Geothermie













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21 Tiefe Geothermie









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61 Standortanalyse
















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digen190


Fazit 56

7 Fazit











breitet





















Fazit 57


Deutschland






























Fazit 58


























tion ist





















am 20102015











ler


KOAX GmbH







am 17102015


20102015












kenntlich gemacht


vorgelegt


Artur Gaus

Waumlrmepumpen 18



























































































noumltigt werden




Standorts sind



eingespeist wird









bekannt machen


Geologie)ldquo






(LagerstG)77












den79






















Standard des Hauses









































cke statt94


































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Verbote zu beachten




an






































nissen









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nehmen
























1 Vorinformationen





















100 m
















Geokoax 41

5 Geokoax














che138


Geokoax 42












Geokoax 43









leitfaumlhigkeit142


Durchmesser 140 mm

Volumen 135 lm


Ruumlcklauf 40 mm




Geokoax 44




Anlage

1 Verwirbelung




2 Volumen






Waumlrmepumpe146

3 Aufnahmeflaumlche











Geokoax 45





























Geokoax 46










pe














Geokoax 47















und viele mehr155


chen Sonden






Geokoax 48
















ter





nung162


Geokoax 49












Metern164

Rahmenbedingung














Geokoax 50


werden167









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Rahmenbedingung



























61 Standortanalyse
















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Fazit 56

7 Fazit











breitet





















Fazit 57


Deutschland






























Fazit 58


























tion ist





















am 20102015











ler


KOAX GmbH







am 17102015


20102015












kenntlich gemacht


vorgelegt


Artur Gaus

bachelorarbeit - monami | monami...sonden für erdwärmepumpen. 2015. seitenzahl verzeichnisse: 7...

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