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Erschienen in:
2015 | OriginalPaper | Buchkapitel
4. Berechnung von Erdwärmeanlagen
verfasst von : Frieder Häfner, Rolf-Michael Wagner, Linda Meusel
Erschienen in: Bau und Berechnung von Erdwärmeanlagen
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Zusammenfassung
Die Berechnung von Erdwärmesonden erfordert die mathematische Lösung der Wärmetransportgleichung sowohl im Erdreich als auch in den Rohren der EWS. Analytische Lösungen sind nur für homogene Modellvorstellungen ableitbar, d.h. für Räume mit konstanten Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärmekapazität u.a.). Die hier dargestellten Lösungen können zur Verifizierung von numerischen Simulationen genutzt werden.
Die numerische Lösung der Wärmetransportgleichung einschließlich der thermodynamischen Besonderheiten, wie Gefrieren des Porenwassers mit Schmelzwärme und sprunghafter Änderung der Wärmeleitfähigkeit bei Gefriertemperatur bzw. Verdampfungs- und Kondensationsvorgängen in Direktverdampfersonden erfolgt mit der Bilanzmethode (Finite Volumenmethode). Die Berechnung von einzelnen EWS erfolgt mit der Software ModTherm, für Sondenfelder mit ModGeo3D. Die Programme sind als Demo-Versionen mit entsprechenden Manuals unter www.blz-geotechnik.de/software abrufbar.
Am Beispiel einer Einfamilienhaus-Gebäudeheizung und der Heizung/Kühlung eines Geschäftshauses werden verschiedene Sondentypen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit, ihrer energetischen Effizienz und ihrer Wirtschaftlichkeit verglichen. Zur Optimierung von Anlagen werden verschiedene technologische Einflussmöglichkeiten energetisch bewertet.