Erdwärmenutzung
aus erdberührenden flächigen Bauteilen
Energiepotentiale
thermo-aktiver
In
Kooperation mit dem Institut für Geotechnik im Bauwesen der RWTH
befasst sich die Geophysica Beratungsgesellschaft mbH sich mit den
Optimierungsmöglichkeiten bei der Verwendung von thermo-aktiven
Bauteilen zur energetischen Nutzung des Untergrunds.
In
einer ersten Phase wurden am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen (GiB)
der RWTH Aachen in Zusammenarbeit mit der NAUE GmbH & Co. KG
thermo-aktive Abdichtungselemente entwickelt und in großmaßstäblichen
Laborversuchen erprobt. Die erreichten Entzugsleistungen und Wärmeübergangs-
widerstände
sind dabei sehr vielversprechend. Das bevorzugte Einsatzgebiet der
Elemente liegt bei Bauteilen im (strömenden) Grundwasser, da diese
ohnehin einer Abdichtung bedürfen.
In
einer zweiten Phase wird in Kooperation mit der Firma SPS Energy GmbH
das energetische Potenzial von Stahlspundwänden untersucht. Mit den
neu entwickelten Energiespundwänden wird die statische Funktion einer
herkömmlichen Spundwand durch eine energetische Funktion ergänzt.
Über
Absorberrohre, die mit der Spundwand verbunden sind, kann der Umgebung
der Spundwand Wärme oder Kälte entzogen werden. Aufgrund
der zahlreichen Einsatzmöglichkeiten von Spundwänden im Wasser- und
Spezialtiefbau eröffnet sich für Energiespundwände ein breites
Anwendungsfeld. Ein
besonders hoher Wirkungsgrad wird erreicht, wenn die thermische
Energie von stehenden oder fließenden Gewässer genutzt werden kann.
Die Effizienz einer solchen Anlage übersteigt die eines
ausschließlich erdgekoppelten Wärmetauschers um ein vielfaches.
Koppmann,
D., Ziegler, M., Knapp,
D., Pechnig, R., Semmling,
T.
(2017): Energiespundwände
–
Eine neue Möglichkeit zur Erschließung regenerativer
Energiequellen. Präsentation, Geothermiekongress 2017, 12.-13.
September 2017, München.
Koppmann,
D. , Ziegler, M., Knapp,
D., Pechnig, R., Semmling,
T. (2017): Energiespundwände
–
Einsatzmöglichkeiten und Potentiale.
In: Geothermische
Energie, Fachzeitschrift des Bundesverbandes Geothermie e.V. (BVG),
Heft Nr. 87 (2017/2), S.18-19, ISSN 0948-6615.
Kürten,
S., Mottaghy, D. & Ziegler, M. (2014): A new model for the
description of the heat transfer for plane thermo-active geotechnical
systems based on thermal resistances. Acta Geotechnica, Online First. http://link.springer.com/article/10.1007/s11440-014-0311-6#page-1
Kürten,
S., Mottaghy, D. & Ziegler, M. (Ziegler (2013): Wärmeübergangswiderstand
bei flächigen thermo-aktiven Bauteilen am Beispiel thermo-aktiver
Abdichtungselemente. Bautechnik 90(7), 387–394..
http://energiespundwand.net/wordpress/
Schematische
Darstellung des Versuchsstandes zum Testen von Energiespundwänden (Koppmann
et al. 2017). Für die Versuche können sowohl die Strömungsgeschwindigkeiten
in den Absorberrohren als auch die Wasserströmung im Boden und
Wasserbereich variiert werden.
Temperaturen
in den Absorberrohren und in der Umgebung der Spundwand für verschiedene
Versuchsbedingungen detailgetreu nachgebildet werden. Damit ist die
Grundlage geschaffen, das Leistungsverhalten einer Spundwand bei realen
Bedingungen vorherzusagen
