Passive Kühlung Mit Grundwasser; Passive Kühlung Mit Horizontal Verlegten Erdwärme-Kollektoren; Passive Kühlung Mit Erdwärmesonden - Dimplex LI 11TER+ Projektierungshandbuch Und Installationshandbuch

2.1.2
2.1.2 Passive Kühlung mit Grundwasser
Gemäß Norm VDI 4640 ist in den meisten Regionen eine Abküh-
lung des Grundwassers z.B. durch den Einsatz einer Heizungs-
wärmepumpe erwünscht. Eine Temperaturerhöhung durch eine
Kühlung ist dagegen nur in engen Grenzen tragbar.
Eine Temperatur von 20 °C sollte bei Wärmeeinleitung in das
Grundwasser in keinem Fall überschritten werden. Zusätzlich
sollte die Temperaturveränderung des in den Schluckbrunnen
zurückgeleiteten Grundwassers 6 K nicht überschreiten.
2.1.3 Passive Kühlung mit horizontal verlegten Erdwärme-Kollektoren
Erdwärme-Flächenkollektoren, die in Oberflächennähe horizon-
tal verlegt werden, eignen sich im Regelfall nicht als sichere Käl-
tequelle für die passive Kühlung. Abb. 2.2 auf S. 8 zeigt die Tem-
peratur-Jahrgangskurve, die belegt, dass die Temperaturen im
oberflächennahen Bereich im Sommer für einen effektiven Kühl-
betrieb zu hoch liegen. Am 1.August liegt die Temperatur des
Kollektors ohne Wärmeeinleitung bereits bei über 15 °C.
Durch die Einleitung von Abwärme erhöht sich die Temperatur
des Kollektors und fungiert als eine Art Energiespeicher. Gemäß
VDI 4640 Blatt 3, 3.2 ist dadurch eine Beeinträchtigung der Flora
und Fauna auf der Oberfläche zu befürchten.
HINWEIS
Die Nutzung eines Flächenkollektors für eine Bedarfskühlung kann zu
einer Austrocknung des Erdreichs rund um den Kollektor führen. Die
damit verbundene Schrumpfung des Erdreichs führt zu einem Kontakt-
verlust zwischen Erdreich und Kollektor und zu einer Beeinträchtigung
des Heizbetriebes.
2.1.4 Passive Kühlung mit Erdwärmesonden
Bei der Nutzung von Erdwärmesonden wird das konstante Tem-
peraturniveau (ca. 10 °C) tieferer Erdschichten als Kältequelle
für die Kühlung genutzt. Durch den geschlossenen Kreislauf sind
keine wasserrechtlichen Auflagen zu erfüllen (siehe Abb. 2.1 auf
S. 7).
HINWEIS
Das Temperaturniveau innerhalb von Großstädten liegt oft deutlich über
dem in ländlicheren Gebieten und kann dazu führen, dass eine passive
Kühlung nicht möglich ist.
Abb. 2.3: Passive Kühlstation für Sole/Wasser-Wärmepumpen
8
Fazit:
Eine passive Kühlung mit Grundwasser ist möglich. Wärmetau-
scher und Durchflussmengen sind so auszulegen, dass das in
den Schluckbrunnen zurückgeleitete Wasser um maximale 6 K
erwärmt wird. Zusätzlich sind regional die stark unterschiedli-
chen Forderungen der zuständigen Wasserbehörde zu beach-
ten. Durch eine Wasseranalyse ist die Materialverträglichkeit mit
dem eingesetzten Wärmetauscher zu überprüfen.
Abb. 2.2: Oberflächennahe Erdreichtemperaturen in °C bei ungestörtem Erd-
reich.
Die übertragbaren Kälteleistungen sind im Wohnhausbereich
normalerweise ausreichend, da nur an wenigen Tagen im Jahr
gekühlt werden muss. Bei permanenter Kühlung z.B. im Gewer-
bebereich bzw. bei hohen Kühllasten durch innere Wärmelasten
(z.B. Licht / Personen / elektrische Geräte) kommt es zu einer all-
mählichen Erwärmung der Erdwärmesonde und somit zu einer
Verkleinerung der maximalen Kühlleistung.
HINWEIS
Müssen bestimmte Kühlleistungen garantiert werden bzw. übersteigt der
Jahreskühlbedarf den Jahresheizwärmebedarf, so ist die Erdsonde für
den Heiz- und Kühlbetrieb auszulegen. Die Berücksichtigung der
Sondenerwärmung für eine genaue Leistungsberechnung ist nur durch
numerische Simulation mit entsprechenden Softwarepaketen und geolo-
gisch- und hydrogeologischen Kenntnissen möglich.