Erdwärmesonden; Erdtemperaturen; Auslegung Von Erdwärmesonden; Einzelne Gesteine - Dimplex Buderus Installationsanleitung

3.3
3.3 Erdwärmesonden
Bei einer Erdwärmesondenanlage wird ein Wärmetauschersys-
tem in Tiefbohrungen von meistens 20m bis 100m ins Erdreich
eingebracht. Im Mittel können bei Doppel-U-Sonden je Meter
Sondenlänge ca. 50 W als Wärmequellenleistung angesetzt wer-
den. Die genaue Dimensionierung hängt jedoch von den geolo-
gischen und hydrogeologischen Verhältnissen ab, die dem In-
stallateur in der Regel nicht bekannt sind. Die Ausführung sollte
daher einem vom internationalen Wärmepumpenverband mit
Gütesiegel zertifizierten bzw. nach DVGW W120 zugelassenen
Bohrunternehmen übertragen werden. In Deutschland ist die
VDI-4640 Blatt 1 und 2 zu berücksichtigen.

Erdtemperaturen

Die Erdtemperatur liegt ab einer Tiefe von ca. 15 m das ganze
Jahr über bei 10°C (siehe Abb. 3.6 auf S. 80).
HINWEIS
Durch den Wärmeentzug sinken die Temperaturen in der Sonde. Die Aus-
legung sollte so erfolgen, dass sich keine permanenten Soleaustrittstem-
peraturen unter 0°C ergeben.
3.3.1 Auslegung von Erdwärmesonden
Bei Einzelanlagen mit einer Wärmepumpen-Heizleistung von bis
zu 30kW, die für die Heizung und Warmwasserbereitung einge-
setzt werden, kann die Auslegung anhand von spezifischen Ent-
zugsleistungen gemäß Tab. 3.4 auf S. 80 durchgeführt werden,
die folgende Annahmen zugrunde legt:
Länge der einzelnen Erdwärmesonden zwischen 40 und
100 m
Mindestens 6m Abstand zwischen zwei Erdwärmesonden
Als Erdwärmesonden kommen Doppel-U-Sonden mit einem
Durchmesser der Einzelrohre von DN 32 oder DN 40 zum
Einsatz.
Diese Entzugsleistungen sind bei Erdwärmesonden für Stan-
dard-Installationen mit kleiner Leistung zulässig. Bei längeren
Laufzeiten ist neben der vorgenannten, spezifischen Entzugs-
Allgemeine Richtwerte:
Schlechter Untergrund (trockenes Sediment) ( < 1,5 W/(m * K))
Normaler Festgesteins-Untergrund und wassergesättigtes
Sediment ( = 1,5 - 3,0 W/(m * K))
Festgestein mit hoher Wärmeleitfähigkeit ( > 3,0 W/m * K))

Einzelne Gesteine:

Kies, Sand, trocken
Kies, Sand, wasserführend
Bei starkem Grundwasserfluss in Kies und Sand, für Einzelanlagen
Ton, Lehm, feucht
Kalkstein (massiv)
Sandstein
Saure Magmatite (z.B. Granit)
Basische Magmatite (z.B. Basalt)
Gneis
Tab. 3.4: Mögliche spezifische Entzugsleistungen für Erdwärmesonden (Doppel-U-Sonden) (nach VDI 4640 Blatt 2)
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Untergrund
Abb. 3.6: Darstellung des Temperaturverlaufs in unterschiedlichen Tiefen
des Erdreichs und in Abhängigkeit eines jahreszeitlichen, mittleren
Temperaturwertes an der Erdoberfläche
leistung auch die spezifische, jährliche Entzugsarbeit zu berück-
sichtigen, die den langfristigen Einfluss bestimmt. Sie sollte zwi-
schen 100 und 150 kWh pro Bohrmeter und Jahr liegen.
Bei Wärmepumpen-Anlagen, die
aus mehreren Einzelanlagen bestehen
mehr als 2400 Betriebsstunden pro Jahr ausweisen
zum Heizen und Kühlen eingesetzt werden
über 30kW Wärmepumpen-Gesamtheizleistung liegen
muss die Anlagenauslegung durch Berechnungen von einem
Planungsbüro für Geothermie nachgewiesen werden.
Die langjährige, rechnerische Simulation von Lastgängen er-
möglicht es Langzeitauswirkungen zu erkennen und in der Pro-
jektierung zu berücksichtigen.
Spezifische Entzugsleistung
für 1800 h
25 W/m
60 W/m
84 W/m
< 25 W/m
65 – 80 W/m
80-100 W/m
35 – 50 W/m
55 – 70 W/m
65 – 80 W/m
65 – 85 W/m
40 – 65 W/m
70 – 85 W/m
für 2400 h
20 W/m
50 W/m
70 W/m
< 20 W/m
55 - 65 W/m
80-100 W/m
30 - 40 W/m
45 - 60 W/m
55 - 65 W/m
55 - 70 W/m
35 - 55 W/m
60 - 70 W/m