Erdwärmesonde punktet mit Bio-Wärmeträgerflüssigkeit

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Bereits im Januar bekam ein bayerisches Unternehmen für seine Erdwärmetauschtechnologie mit einem Partnerunternehmen den Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU) 2015. Die Technologie überzeugte, da die Erdwärmesonde in geringer Bodentiefe eingebracht werden kann und dadurch eine flächendeckende Nutzung der regenerativen Energie zum Heizen und Kühlen ermöglicht. Eine wissenschaftliche Bewertung durch das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) ging der Verleihung voraus.

„Es existieren verschiedenste Varianten und Sonderformen dieses Sondentypes“, stellen die Springer-Autoren Frieder Häfner, Rolf-Michael Wagner und Linda Meusel im Buchkapitel „Bau von Erdwärmesonden“ zum Thema Koaxialsonden fest, die sie ab Seite 104 beschreiben.

Die Technologie und ihre Vorteile

Kern der Technologie ist die passive Verwirbelung. Der permanente Wechsel von laminarer zu turbulenter Strömung steigert den Wärmeübergangskoeffizienten (WÜK) bei einer drei Meter Sonde um 20 Prozent, bei zehn Metern um bis zu 100 Prozent laut Unternehmen, das sich auf die RWTH Aachen beruft. Der Erdwärmetauscher kann aufgrund eines Volumenspeichers mit bis zu 60 Prozent weniger Bohrmetern als herkömmliche Systeme bereits ab fünf Metern Tiefe eingesetzt werden.

Der Mantel der Koaxialsonde und damit die Aufnahmefläche für die Erdwärme ist doppelt so groß wie bei herkömmlichen Erdsonden. Durch die homogene, glatte Ummantelung ist eine homogene Verfüllung des Ringraumes ohne Lufteinschlüsse möglich. Eine konzentrische Ausrichtung der Stränge sorgt für einen geringeren Bohrlochwiderstand.

Biologisch abbaubare Wärmeträgerflüssigkeit

Das Volumen an Wärmeträgerflüssigkeit ist bis zu 6,5-fach größer als bei herkömmlichen Sondensystemen. So fungiert das Koaxialrohr auch als Energiespeicher. Die Trägerflüssigkeit darf in Trinkwasserschutzgebieten eingesetzt werden. Ihre Frostschutzkomponente basiert auf nachwachsenden Rohstoffen, herkömmliche Soleflüssigkeiten auf fossilem Glykol. Zur Korrosionsverhinderung dienen Stoffe, die als Lebensmittel zugelassen und biologisch abbaubar sind.

Die hydraulischen und thermische Eigenschaften gebräuchlicher Wärmeträgerflüssigkeiten zeigen die Springer-Autoren Ingrid Stober und Kurt Bucher im Buchkapitel „Erdwärmesonden“ auf Seite 75 in einer Tabelle.

Erdwärmesonde mit Bio-Wärmeträgerflüssigkeit

Der Erdwärmetauscher kann aufgrund eines Volumenspeichers mit bis zu 60 Prozent weniger Bohrmetern als herkömmliche Systeme bereits ab fünf Metern Tiefe eingesetzt werden. Die Wärmeträgerflüssigkeit darf in Trinkwasserschutzgebieten eingesetzt werden.