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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
103022
Projekttitel
Langzeiterfahrungen mit Erdwärmesonden-Systemen in der Schweiz

Texte zu diesem Projekt

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Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)
TP0069;F-Geothermie
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Die Betriebserfahrungen mit Erdwärmesonden-Systemen, welche seit Jahrzehnten im in der Schweiz in Betrieb stehen, werden durch gezielte Datenerhebung erfasst. Die Auswertung erlaubt die Nachhaltigkeit der Langzeitproduktion zu definieren und zu bewerten. Die Nachhaltigkeitsresultate werden im Rahmen des IEA Geothermal Implementing Agreement, Annex I als Schweizer Beitrag eingebracht.
Schlussbericht
(Deutsch)

Erdwärmesonden-Systeme sind in der Schweiz weit verbreitet und bieten eine ökologischund ökonomisch sinnvolle Alternative zu anderen Heizsystemen. In diesem Projekt werden die Betriebserfahrungen mit Erdwärmesonden-Systemen, welche seit Jahrzehnten in der Schweiz in Betrieb stehen, erfasst und beurteilt. Die Auswertung erlaubt die Nachhaltigkeit der Langzeitproduktion zu bewerten. Als erster Projektschritt wurden "alte“ Anlagen eruiert und bei ihren Besitzern eine Umfrage durchgeführt. Der Schwerpunkt lag darin, herauszufinden, wie Erdwärmesondenanlagen über längere Zeit laufen und wie zufrieden die Besitzer mit ihrer Anlage sind. Die Auswertung der Fragenbogen zeigte, dass praktisch alle Anlagen noch im Betrieb sind. Rund 90 % der Anlagebesitzer sind zufrieden bis sehr zufrieden und würden sich wieder für dieses System entscheiden. Die meisten Anlagen funktionieren immer noch einwandfrei. Die wenigen aufgetretenen Probleme bezogen sich meistens auf die Wärmepumpe oder die Erdwärmesonde. Bei den Erdwärmesonden beruht die Hälfte der Probleme auf unterdimensionierte Sondenlängen. Es empfiehlt sich, auf eine fachgerechte Auslegung der Erdwärmesonde zu achten. Die Befragung zeigt auch, dass durch den Ersatz der alten Wärmepumpen durch eine neue mit höherem COP die Erdwärmesonden überlastet werden können. Bei einem Ersatz muss daher abgeklärt werden, ob die vorhandenen Erdwärmesonden der Verdampferleistung der Ersatzwärmepumpe genügen. Es ist wichtig, dass die Wärmepumpe mit den Erdwärmesonden abgestimmt ist. Wichtige Hinweise zur fachgerechten Auslegung und Ausführung von Erdwärmesondensystemen sind in der SIA Norm 384/6 enthalten. Die generelle Zufriedenheit der Besitzer von Erdwärmepumpen-Anlagen haben auch zwei kürzlich abgeschlossene Studien in Deutschland aufgezeigt; die meisten Bauherren würden sich wieder für die Erdwärme-Lösung entscheiden. Allerdings reicht die Erfahrungszeit wesentlich weniger weit zurück, als in der vorliegenden Studie. In einem zweiten Projektschritt wurden Messdaten von zwei Anlagen analysiert und numerisch nachsimuliert. Die Vorwärtssimulation beider Anlagen für eine Betriebszeit von 50 Jahren zeigt, dass der Betrieb von Erdwärmesonden-Anlagen nachhaltig ist. Mit einer Analyse der Betriebsdaten konnte weiter aufgezeigt werden, dass die Wärmegestehungskosten überaus konkurrenzfähig sind. Gesamthaft erwiesen sich die Anlagen auch im Langzeit-Betrieb als zuverlässig, womit die Nachhaltigkeit der Produktivität garantiert ist – ein auch im internationalen Vergleich bemerkenswertes Resultat, da der Nachweis zum ersten Mal anhand von Daten an funktionierenden Anlagen erbracht wird.

Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Englisch)
Borehole heat exchanger (BHE) systems are widely-used in Switzerland and they provide an economically and ecologically reasonable alternative to other heating systems. In this project, experiences with BHE systems that have been operating for decades in Switzerland were registered and evaluated. The analysis allows the assessment of the long-term production’s sustainability. As a first project step, „old“ facilities were investigated and a survey was conducted among the owners. The focus was on finding out how well the borehole heat exchangers operate on the long run and how satisfied the owners are with their system. The analysis of the survey showed that practically all facilities are still operating. About 90 % of the owners are satisfied or very satisfied and would choose such a system again. Most facilities still operate faultlessly. The few problems that arose could mostly be linked to the heat pump or the borehole heat exchanger. Half of the problems concerning the borehole heat exchanger are due to underdimensioned BHE length. It is recommended to pay attention to the professional design of the borehole heat exchanger. The survey also shows that borehole heat exchangers can be overloaded, if an old heat pump is replaced by a new one with a higher COP. Therefore for any replacement, it should be clarified that the existing borehole heat exchanger is adequate to the evaporator capacity. The heat pump and the borehole heat exchanger have to be adjusted to each other. Important information about the professional dimensioning and operation of BHE are included in the SIA 384/6 norm. The general satisfaction of owners of ground-source heat pump systems has also been shown by two studies recently published in Germany; Most constructors would choose a ground heat solution again. Yet the timescale of these studies is essentially smaller than the timescale for the data presented herein. In a second project step, data of two facilities has been analyzed and resimulated numerically. Forward modelling of both facilities for an operation period of 50 years shows that the operation of BHE systems is sustainable. Furthermore, by analyzing the operating data it could be shown that the heat generation costs are clearly competitive. In general, the facilities proved to be reliable in the long run, too, which guarantees sustainability of productivity. This result is also remarkable by international comparison, since this evidence has been provided for the first time on the basis of data from operating facilities.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Geowatt AG

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Signorelli,Sarah
Imhasly,Sabin
Rohner,Ernst
Rybach,Ladislaus