Heizen und Kühlen
- thermische Nutzung des Untergrundes
Anlagen zur Nutzung der oberflächennahen Erdwärme (Erdwärmesondenanlage, Energiepfahlanlage, geothermische Dublette, maximal 400 m Tiefe) sollten möglichst als Wechselspeicher (saisonal wechselnder Heiz- und Kühlbetrieb = geothermische Nutzung des Untergrundes) betrieben werden. Dadurch wird eine optimale spezifische Entzugsleistung [W/m] sowohl für die Wärme- als auch für die Kältegewinnung erreicht. Das Temperaturregime im geothermisch genutzten Untergrund kann nachhaltig stabil gestaltet werden. Bei langjährig nahezu ausgeglichener Wärmebilanz ist die gegenseitige thermische Beeinflussung von benachbarten Erdwärmesonden, Energiepfählen oder Brunnen zueinander minimiert.
Saisonaler Speicherzyklus
| Inbetriebnahme Temperatur des Untergrundes ca. 8-12°C |
Sommer Gebäudekühlung Untergrund dient als Wärmesenke |
Herbst Wärmespeicherung im Untergrund ca. 12- 20°C |
Winter Gebäudeheizung Untergrund dient als Wärmequelle |
Frühling Kältespeicherung im Untergrund ca. 1-8°C |
Die Nutztemperaturniveaus sollten für die Kühlung möglichst hoch (> 16...18°C) für die Heizung möglichst niedrig (< 35°C) gewählt werden. So wird eine hohe energetische Effizienz der erdgekoppelten Wärmepumpe erreicht. Optimale Nutztemperaturniveaus im Gebäude können zweckmäßigerweise durch Niedrigtemperatur-Heizungen, Bauteilaktivierung, großflächige Lüftungsregister usw. erfolgen.
Die Bemessung der mittlerer und großer Anlagen zur geothermischen Nutzung des Untergrundes und die Optimierung der teilweise stark instationären Speicherprozesse erfolgt größtenteils mit numerischen Modellen. Die modernen Simulationswerkzeuge (z.B. FEFLOW 5.3) können die Grundwasser- und Wärmetransportprozesse im Untergrund realitätsnah 3-dimensional abbilden bzw. prognostizieren. Durch Optimierungsrechnungen können häufig Investitionsmittel eingespart werden.
