Schlüsselwörter
(Deutsch)
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TP0038;Solarenergie (thermisch & PV)
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Erdwärmesondenfeld, Wollerau SZ
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Durch die messtechnische Überwachung des Felsspeichers mit den 32 Doppel-U-Sonden zu je 135 m Tiefe sind Daten sowohl über das Kurz- als auch über das Langzeitverhalten des Untergrundes verfügbar. Ziel der Arbeit war, Angaben über die effektiv nutzbare Energiemenge, die Funktionsart der Wärmepumpe, die Temperaturverhältnisse sowie das Verhalten des Untergrundes und der Regenerierbarkeit machen zu können. Die Messkampagne dauerte vom November 1996 bis Juni 1998.
Die Messungen zeigen, dass es mit den vorgenommenen Optimierungen der Regulierung möglich ist, sowohl die Wärme im Winter monovalent mit der Wärmepumpe zu erzeugen als auch die Kälte (Raumkälte im Sommer und Prozesskälte Sommer und Winter) monovalent über den Felsspeicher im Free-cooling-Betrieb zu nutzen. Der Gaskessel wird, wie geplant, praktisch nur während Revisions- und Reparaturarbeiten benötigt. Der Wärmeentzug (WP-Betrieb) aus dem Erdreich ist mindestens vier mal grösser als der Wärmeeintrag (Free-cooling-Betrieb), was sich jedoch temperaturmässig nur sehr langsam (£ 1K pro Jahr) bemerkbar macht. Während der gesamten Messperiode lagen bezüglich Felsspeicher die Soleeintrittstemperaturen nie unter T £ 1.5° C, während im Sommerhalbjahr die Soleaustrittstemperaturen einen Maximalwert von T ³ 16° C nie überstiegen. Die Jahresarbeitszahl (JAZ) beträgt ca. 3.9.
Die für die Kühlung im Sommer notwendige Kühlwassertemperatur ist relativ hoch, so dass die Regeltechnikfirma nur durch Feinabstimmungen den monovalenten Free-cooling-Betrieb gewährleisten konnte. Dadurch mussten die Umwälzpumpen rund um die Uhr laufen und weisen daher einen verhältnismässig hohen Stromverbrauch auf. Die Jahresarbeitszahl könnte ohne die durchlaufenden Umwälzpumpen höher liegen. Die Erdreichtemperaturen haben sich bislang nicht stabilisiert, sie nehmen nach wie vor leicht ab. Diese Entwicklung stellt kein Problem dar. Es wäre jedoch wichtig, diese Messungen fortzusetzen, um den Temperaturverlauf im Untergrund weiterhin überwachen zu können.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
NEK Umwelttechnik AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Morath,M.
Kapp,C.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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Monitoring of the 32 double-U, 135 m long earth heat exchangers provides short-term and long-term data about the thermal conditions of the ground. The specific goal of this work was to obtain information about the available thermal energy, the performance of the heat exchangers, the temperature conditions as well as the performance of the ground and the energy regeneration. The monitoring period was from November 1996 until June 1998.
The measurements have shown, that it is possible to utilize the rock storage in the free-cooling operation, with optimal monovalent adjustments both, for the winter heat generation as well as for summer cooling (room cooling in summer and process cooling in summer and winter). As planned, the gas boiler will be used only during servicing and repair work. The heat extraction from the ground is at least four times larger than the heat recovery (free-cooling operation). This is however only noticeable over longer periods of time (£ 1K per year). During the entire monitoring period, the base temperatures of the rock storage were never below T £ 1.5° C, while during the summer months, the base temperatures never exceeded a maximum value of T ³ 16° C. The annual coefficient of performance (COP) is about 3.9.
The monovalent free-cooling operation could only be achieved through fine adjustments since the cooling water temperature in the summer period is relatively high. For this reason, it was necessary to run the recirculating pumps 24 hours a day which resulted in relatively high energy consumption. Therefore, the annual COP could be higher without the continuous use of the recirculating pumps. The ground temperatures have not stabilized yet, they are still dropping slightly. These developments do not pose a problem, however, it would be advantageous to continue these measurements in order that the temperature profile of the earth storage can be monitored.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
NEK Umwelttechnik AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Morath,M.
Kapp,C.
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Schlussbericht
(Französisch)
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L'étude des 32 échangeurs de chaleur souterrains en double-U, longs de 135 m, fourni des données à long et à court terme au sujet des conditions thermiques du sol. Le but spécifique de cet ouvrage était d'obtenir de l'information sur l'énergie thermique disponible, la performance des échangeurs de chaleur, la température ainsi que la performance du sol et de la régénération d'énergie. La période d'étude fut de novembre 1996 à juin 1998.
Les mesures ont démontré qu'il est possible d'utiliser le roc comme storage thermique dans les opérations de refroidissement libre, avec des ajustements monovalents optimal pour générer du chauffage en hiver autant que pour le refroidissement l'été (refroidissement ambiant l'été et refroidissement de procédé l'été et l'hiver). Tel que planifié, la chaudière à gaz ne sera utilisée que pendant les travaux d'entretien et de réparation. L'extraction de chaleur du sol est au moins quatre fois plus que l'échange de chaleur en opération de refroidissement libre. Cependant, ceci est perceptible seulement que durant de longues périodes (£ 1K par année). Durant toute la période d'étude, la température de base de la masse de roc n'a jamais passé dessous T £ 1.5° C, tandis que durant les mois d'été, la température n'a jamais excédé T ³ 16° C. Le coefficient de performance annuel (CPA) est environ 3.9.
L'opération de refroidissement libre monovalent pouvait seulement être réalisé qu'avec des ajustements précis puisque la température de l'eau de refroidissement durant l'été est relativement élevée. Pour cette raison, les pompes de recirculation doivent fonctionner 24 heures par jour, ce qui présente une consommation d'électricité relativement élevée. Par conséquent, le coefficient de performance annuel (CPA) pourrait être plus élevé sans l'usage continu des pompes. Les températures du sol ne sont pas encore stables, elles baissent encore un peu. Ces développements ne posent pas de problème, cependant, il serait avantageux de continuer ces mesures dans le but d'étudier le profil de la température et la capacité de storage de la terre.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
NEK Umwelttechnik AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Morath,M.
Kapp,C.
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