Wie kann ein Erdsondenfeld bei begrenzter Bohrtiefe geplant werden?
Ein Schulhaus-Planvergleich zeigt eine mögliche Lösung: Die simulierte Separatus-Variante benötigt 16 statt 17 Bohrungen mit jeweils 100 m Tiefe. Die berechneten minimalen Fluidtemperaturen nach 50 Jahren liegen nahe beieinander. Das Ergebnis gilt für die beschriebenen Projektannahmen; es ist keine allgemeine Zusage, mit Separatus eine Bohrung einzusparen.
Für Bauherrschaften und Fachplaner verbindet das Beispiel die Frage nach dem Aufwand einer Erdwärmeheizung mit der thermischen und hydraulischen Auslegung des Erdsondenfeldes. Es handelt sich um eine Planungssimulation, nicht um gemessene Betriebsergebnisse.
Welche Anforderungen hatte das Schulhaus?
- Maximale Heizleistung · Ansatz: 71 kW
- Jährlicher Wärmebedarf · Ansatz: 120,5 MWh
- Maximale Kühlleistung · Ansatz: 27,3 kW
- Jährlicher Kühlbedarf · Ansatz: 6,5 MWh
- Maximal zulässige Bohrtiefe · Ansatz: 105 m
- Simulierte Tiefe je Sonde · Ansatz: 100 m
- Wärmeleitfähigkeit Untergrund · Ansatz: 2,4 W/mK
- Wärmeleitfähigkeit Injektionsmaterial · Ansatz: 2,0 W/mK
- Simulationsdauer · Ansatz: 50 Jahre
Für beide Varianten wurden identische Bodenparameter angesetzt. Nach dem ursprünglichen Projektbericht wurde auch der Einfluss benachbarter Erdsonden über die Simulationsdauer berücksichtigt. Ein Standort oder Name des Schulhauses ist im Bericht nicht angegeben.
Was unterscheidet die beiden Planungsvarianten?
- Bohrungen · Separatus: 16 × 100 m · Doppel-U 32: 17 × 100 m
- Gesamtbohrlänge · Separatus: 1.600 m · Doppel-U 32: 1.700 m
- Bohrlochdurchmesser · Separatus: 100 mm · Doppel-U 32: 135 mm
- Minimale Fluidtemperatur nach 50 Jahren · Separatus: −1,47 °C · Doppel-U 32: −1,44 °C
- Reynolds-Zahl im Planvergleich · Separatus: 2.987 · Doppel-U 32: 1.905
- Konzentrat für die Mischung mit 20 % Monoethylenglykol · Separatus: rund 448 l · Doppel-U 32: rund 734 l
Der Gesamtvolumenstrom wurde mit 16,5 m³/h angesetzt. Die Reynolds-Zahlen werden hier als Werte des Planvergleichs wiedergegeben; eine gesicherte Strömungseinstufung oder ein isolierter Leistungsnachweis folgt daraus in dieser Darstellung nicht.
Die Separatus-Variante hat im Beispiel 100 m weniger Gesamtbohrlänge und einen um 35 mm kleineren Bohrlochdurchmesser. Der Projektvergleich verwendet 135 mm für Doppel-U 32. Er ist damit vom allgemeinen Separatus-Produktvergleich mit 132 mm zu unterscheiden. Die Literangaben betreffen das Konzentrat für die Mischung, nicht das gesamte Solevolumen.
Was bedeutet das für die Entscheidung über eine Erdwärmeheizung?
Der ursprüngliche Projektbericht bewertet beide Varianten als thermisch ausreichend. Die nahezu gleichen berechneten Minimaltemperaturen dokumentieren das Ergebnis der jeweiligen Gesamtauslegung. Sie belegen keinen alleinigen Einfluss der Sondenbauart oder der Strömung.
Eine bezifferte Kostenrechnung enthält der Projektbericht nicht. Wie sich die unterschiedlichen Bohrlängen, Durchmesser und Materialmengen auf die Investition auswirken, muss daher für das konkrete Vorhaben ermittelt werden.
Die Produkt- und Planungsangaben von Separatus knüpfen die Aussage einer quasi gleichwertigen thermischen Leistung an einen kleinen Bohrdurchmesser, thermisch verbesserte Hinterfüllung und geplante turbulente Strömung. Für Hinterfüllmaterial empfiehlt er über 2 W/mK. Der Schulhaus-Planvergleich rechnet dagegen mit 2,0 W/mK; dieser dokumentierte Projektansatz wird dadurch nicht nachträglich verändert.
Welche Daten braucht ein Variantenvergleich?
Senden Sie Separatus das Lastprofil, die Grundstückssituation und die maximale Bohrtiefe. Darauf kann die Prüfung möglicher Varianten aufbauen. Die im Projektbericht genannten Planungsleistungen umfassen thermische Langzeitsimulation, hydraulische Auslegung, Druckverlustberechnung sowie den Vergleich von Sondensystemen und Sondenanordnungen.
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