Erweiterung und Validierung von WPCalc mit dem Modul Erdwärmesondenmodul EWS

• Unité de recherche: OFEN
• Numéro de projet: 39710

Mots-clé (Allemand)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Description succincte (Allemand)

Erweiterung und Validierung von WPCalc mit dem Modul Erdwärmesondenmodul EWS

Publications / Résultats (Allemand)

Für das Ziel einer Produktivitätserfassung und Optimierung des Gesamtsystems Erdwärmesonde (EWS) mit Wärmepumpe wurden im Zeitraum von Oktober 2000 bis November 2001 zwei Schwerpunkte gesetzt: Berechnung der Oberflächentemperaturverteilung sowie Sichtung existierender EWS-Daten. Die Oberflächentemperatur stellt ein wichtiger Standortfaktor für die Produktivität dar. Sie ist von verschiedenen Parameter wie Höhe, Hanglage oder Vegetation abhängig. Deshalb wurde anhand bestehenden Daten die Oberflächentemperaturverteilung untersucht sowie die Höhenabhängigkeit dieser Daten bestimmt. Zudem konnte eine Beziehung zwischen Luft- und Oberflächentemperaturen abgeleitet werden. Weiter wurden bestehende mathematische Ansätze benutzt, um den Einfluss von Exposition, Vegetation oder Windverhältnisse zu bestimmen. Für Prognosezwecke erwies sich jedoch die ermittelte Höhenabhängigkeit der Oberflächentemperatur als bedeutenster Einflussfaktor. Die weitergehenden Modellansätze erzielten keine Verbesserung der Ergebnisse.Weiter wurden Daten bestehender EWS-Anlagen gesammelt und einer ersten Sichtung unterzogen. Sie stellen später die Basis der Systemoptimierung dar. Allerdings sind sie nur beschränkt verwendbar, da sie meist aus Projekten mit anderen Zielsetzungen stammen und sie somit nicht alle benötigten Parameter beinhalten. Deshalb werden im Winterhalbjahr 2001/2002 eigene Messungen an den EWS-Anlagen Arnegg (SG) und Horgen (ZH) durchgeführt.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kohl,Thomas
Signorelli,Sarah

Documents annexés

• Validieren des Programms EWS und Optimieren der Erdwärmesondenlänge - Jahresbericht 2001 [PDF] 304 kB

Rapport final (Allemand)

Im Rahmen des Projektes Validieren des Programms EWS und Optimieren der Erdwärmesondenlänge werden drei Schwerpunkte verfolgt: Validierung des Programms EWS, Untersuchung des Einflusses verschiedener Untergrundparameter auf die Erdwärmesonde sowie die Optimierung der Erdwärmesondenlänge. Als erstes werden die beiden Softwareprodukte zur Auslegung von Erdwärmesondenanlagen FRACTure und EWS miteinander verglichen. Der Vergleich zeigt für die Simulation des Langzeitverhaltens von Erdwärmesonden eine gute Übereinstimmung. Im Kurzzeiterhalten zeigen sich aber deutliche Unterschiede, die auf eine unterschiedliche Behandlung der Sonden zurückzuführen sind. Um die Temperaturverteilung beim Anfahren einer Anlage exakt simulieren zu können, ist die genaue Lage der Sondenrohre innerhalb der Bohrung wichtig. Sensitivitätsstudien zum Einfluss verschiedener Parameter, wie Bodenoberflächentemperatur (BOT) oder Geologie, auf die Kälteleistung einer Anlage werden durchgeführt. Die BOT erweist sich als sehr wichtiger Faktor. Weiter zeigt sich, dass die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit entlang einer Erdwärmesonde vernachlässigt werden kann. Zusätzlich wird auch der Wärmeeintrag aufgrund von Grundwasservorkommen untersucht. Ein wichtiger Faktor ist hier das Verhältnis Aquifermächtigkeit zu Sondenlänge. Zu letzt wird der Einfluss der Sondenlänge bezüglich Wärmeeintrag, Bohrkosten und Druckverlust bei der Fluidzirkulation untersucht. Verschiedene Anlagen mit unterschiedlicher Anzahl Sonden, aber gleicher Gesamtsondenlänge, werden verglichen. Wird der Druckverlust der tieferen Sonden optimiert, sind diese Anlagen im Betrieb effizienter als die Anlagen mit mehreren kurzen Sonden. Zudem sind ihre Installationskosten geringer.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kohl,Thomas
Signorelli,Sarah

Documents annexés

• Erweiterung des Programms WPcalc mit dem Berechnungsmodul für Erdwärmesonden EWS - Schlussbericht 2001 [PDF] 504 kB
• Validieren des Programms EWS und Optimieren der Erdwärmesondenlänge - Schlussbericht 2002 [PDF] 512 kB