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Thermische Speichervorgänge im Umfeld von Erdwärmesonden beim Heizen und Kühlen von Gebäuden mit Wärmepumpen

 

 

Die Nutzung oberflächennaher Geothermie mittels Erdwärmesonden stellt bei der Gebäudeenergieversorgung eine effiziente Alternative zu konventionellen Heiz- und Kühlanwendungen dar. Erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen tragen außerdem dazu bei, den Endenergiebedarf für die Wärmeversorgung zu minimieren. Ihr Leistungsvermögen kann diese Technologie vor allem im kombinierten Heiz- und Kühlbetrieb entfalten. Zur Ausschöpfung verfügbarer Effizienzpotenziale besteht allerdings Forschungsbedarf hinsichtlich der Planungsmethoden, Vorhersagemodelle sowie praxistauglicher Betriebskonzepte.

 

Zielstellung des am 01.08.2017 an der Hochschule Zittau/Görlitz gestarteten Forschungsprojektes „Thermische Speichervorgänge im Umfeld von Erdwärmesonden beim Heizen und Kühlen von Gebäuden mit Wärmepumpen“ ist es, im Themenfeld der erdgekoppelten Wärmepumpenanlagen wissenschaftlichen Problemstellungen lösungsorientiert zu begegnen, Optimierungskonzepte zu entwickeln und damit ebenso einen praxisrelevanten Beitrag zu leisten. Hierbei soll die Forschung speziell durch das Zusammenwirken von Absolventen unterschiedlicher Fachbereiche profitieren. Die in diesem Rahmen ins Leben gerufene Nachwuchsforschergruppe „Erdwärme“, bestehend aus Herrn Prasanth Subramani, Herrn  Lukas Stöckmann, Herrn Axel Gerschel, Herrn Thomas Schäfer sowie Herrn Tom Walter, umfasst aktuell fünf Mitarbeiter aus den Fachbereichen angewandte Mathematik, Ingenieurwissenschaften, Geowissenschaften und Wirtschaftsingenieurwesen. Die Projektleitung erfolgt durch Herrn Prof. Dr. Tino Schütte, Herrn Prof. Dr. Jörn Krimmling und Herrn Prof. Dr. Jens Meinert.

Die unterschiedlichen inhaltlichen Themenschwerpunkte des Forschungsvorhabens lassen sich in folgende Aufgabenpakete gliedern:

  • Numerische Gebäude- und Anlagensimulation mit TRNSYS
  • Experimentelle Untersuchungen am Erdwärmesondenversuchsstand
  • Untersuchung (hydro-)geologischer Aspekte und thermo-hydraulische Modellierung mit FEFLOW
  • Konstruktion und Werkstofftechnik
  • Wirtschaftliche Betrachtung technischer Optimierungskonzepte von Erdwärmesondenanlagen

Den Wissenschaftlern steht für ihre Forschungstätigkeit ein umfangreich ausgestatteter Erdwärmesondenversuchstand zur Verfügung. Zur Realisierung aufwendiger numerischer Simulationsrechnungen mit TRNSYS und FEFLOW ist das Projekt darüber hinaus mit einer leistungsfähigen Rechentechnik ausgestattet.

 


Finanziert aus Mitteln der Europäischen Union und des Freistaates Sachsen