Für ein Mehrfamilienhaus mit Heiz-, Warmwasser- und Kühlbedarf vergleicht eine Separatus-Simulation zwei Erdsondenfelder über 50 Jahre: 13 Doppel-U-32-Sonden à 150 Meter und 15 Separatus-Sonden à 120 Meter. Die Separatus-Variante benötigt im Vergleich 150 Meter weniger Gesamtbohrlänge und 30 Meter weniger Tiefe je Sonde. Beide Varianten erfüllen laut Projektbericht die angesetzten Anforderungen an die langfristigen Fluidtemperaturen.
Für die Entscheidung über die Erdwärmebohrung sind hier Gesamtbohrlänge, Tiefe, Bohrdurchmesser und die simulierten Temperaturen gemeinsam relevant. Die Ergebnisse gelten für die dokumentierten Projektbedingungen.
Welchen Bedarf muss das Erdsondenfeld abdecken?
- Jährlicher Heizbedarf · Projektwert: 80 MWh
- Jährlicher Warmwasserbedarf · Projektwert: 85 MWh
- Jährlicher Kühlenergiebedarf · Projektwert: 28 MWh
- Maximale Heizleistung · Projektwert: 60 kW
- Berücksichtigte Kühlspitzenleistung · Projektwert: 35 kW
- Simulationszeitraum · Projektwert: 50 Jahre
Die Simulation berücksichtigt Heiz- und Kühlbetrieb, bestehende Nachbarsonden sowie mögliche zukünftige Anlagen. Nach Angaben des Separatus-Projektberichts wurde dafür die Ausgangstemperatur des Untergrunds reduziert. Der Bericht nennt ausserdem fliessendes Grundwasser und die sommerliche Wärmeeinbringung als Beiträge zur thermischen Regeneration des Untergrunds.
Warum die Bohrtiefe eine Rolle spielt
Für den beschriebenen Standort nennt der Projektbericht eine Vorgabe zur Spülbohrung ab 100 Metern Tiefe und Instabilitätsrisiken durch feinkörnige Lockergesteine. Ein Ort und eine zugehörige Bewilligungsquelle werden nicht genannt; die 100-Meter-Angabe ist deshalb ausschliesslich eine dokumentierte Projektbedingung.
Die Separatus-Variante verringert die maximale Tiefe von 150 auf 120 Meter. Auch 120 Meter liegen über der genannten 100-Meter-Schwelle. Aus der kürzeren Bohrung folgt daher keine Befreiung von der im Projekt beschriebenen Spülbohrvorgabe. Eine gemessene Risikoreduktion oder konkrete Kostenersparnis weist der Vergleich nicht aus.
Zwei Sondenfelder im direkten Vergleich
Alle folgenden Angaben stammen aus dem Separatus-Projektbericht „Geothermie richtig dimensioniert“. Die Temperatur- und Widerstandswerte sind Simulationsergebnisse.
- Anzahl Sonden · Doppel-U 32: 13 · Separatus: 15
- Tiefe je Sonde · Doppel-U 32: 150 m · Separatus: 120 m
- Gesamtbohrlänge · Doppel-U 32: 1.950 m · Separatus: 1.800 m
- Bohrlochdurchmesser · Doppel-U 32: 132 mm · Separatus: 100 mm
- Reynolds-Zahl bei Wärmeentnahme · Doppel-U 32: 1.851 · Separatus: 2.384
- Reynolds-Zahl bei Kühlung · Doppel-U 32: nicht angegeben · Separatus: 4.076
- Effektiver thermischer Bohrlochwiderstand bei Wärmeentnahme · Doppel-U 32: 0,18 mK/W · Separatus: 0,12 mK/W
- Effektiver thermischer Bohrlochwiderstand bei Wärmeeinbringung · Doppel-U 32: nicht angegeben · Separatus: 0,11 mK/W
- Minimale durchschnittliche Fluidtemperatur nach 50 Jahren · Doppel-U 32: −1,3 °C · Separatus: −1,47 °C
- Maximale Fluidtemperatur im Kühlbetrieb laut Bericht* · Doppel-U 32: 15,1 °C · Separatus: 14,6 °C
*Der Originalbericht bezeichnet den DU-32-Wert ausdrücklich als durchschnittliche Fluidtemperatur; beim Separatus-Kühlwert fehlt diese nähere Bezeichnung. Diese Unterschiede in der Benennung begrenzen die Interpretation.
Für die DU-32-Variante nennt der Bericht einen Gesamtvolumenstrom von 12,2 m³/h und ein Wärmeträgermedium mit 20 Prozent Monoethylenglykol. Entsprechende Angaben werden für die Separatus-Variante nicht ausdrücklich wiederholt.
Rechnerisch ergeben sich zwei zusätzliche Separatus-Bohrungen, 150 Meter weniger Gesamtbohrlänge, 30 Meter weniger Tiefe je Sonde und ein um 32 Millimeter kleinerer Bohrlochdurchmesser.
Was sich aus den hydraulischen Ergebnissen ableiten lässt
Der Projektbericht beschreibt den DU-32-Heizbetrieb als laminar und nennt für Separatus niedrigere effektive thermische Bohrlochwiderstände. Für den Separatus-Heizbetrieb gibt er eine Reynolds-Zahl von 2.384 an. Die zugleich enthaltene pauschale Einordnung beider Separatus-Betriebsfälle als turbulent wird im Bericht nicht näher begründet. Aus dieser Angabe allein wird hier kein gesicherter turbulenter Heizbetrieb abgeleitet.
Die simulierte minimale durchschnittliche Fluidtemperatur liegt bei Separatus mit −1,47 °C niedriger als bei DU 32 mit −1,3 °C. Im Kühlbetrieb nennt der Bericht 14,6 °C für Separatus und 15,1 °C für DU 32. Damit belegt der Vergleich keinen pauschalen Temperaturvorteil in beiden Betriebsarten. Gemessene Effizienzwerte oder eine Jahresarbeitszahl enthält er nicht.
Welche Entscheidung der Vergleich unterstützt
Für dieses Projekt steht einer höheren Zahl von Bohrungen eine geringere Gesamtbohrlänge bei geringerer Einzeltiefe gegenüber. Der Projektbericht bewertet beide Varianten hinsichtlich der langfristigen Fluidtemperaturen als ausreichend. Die Entscheidung lässt sich damit anhand konkreter Varianten treffen, statt allein anhand der Sondenanzahl.
Die Produkt- und Planungsangaben von Separatus binden die Aussage einer quasi gleichwertigen thermischen Leistung an kleine Bohrdurchmesser, thermisch verbesserte Hinterfüllung und geplante turbulente Strömung. Diese allgemeine Aussage ersetzt keinen Nachweis der jeweiligen Bedingungen im Projekt. Der vorliegende Bericht nennt keine Wärmeleitfähigkeit der eingesetzten Hinterfüllung.
Unterstützung bei Auslegung und Simulation
Separatus bietet laut Projektbericht thermische Langzeitsimulation, hydraulische Auslegung, Druckverlustberechnung und den Vergleich unterschiedlicher Sondensysteme an. Dazu gehören die Berücksichtigung von Nachbarsonden, die Bewertung des Heiz- und Kühlbetriebs sowie die Optimierung von Bohrtiefe und Bohrdurchmesser.
Planen Sie ein Erdsondenfeld mit schwieriger Geologie oder kombiniertem Heiz- und Kühlbedarf? Senden Sie Separatus Lastprofil, Grundstückssituation und geologische Randbedingungen für einen Variantenvergleich.
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