Der Einfluss grossformatiger Koaxial-Erdwaermesonden (Speichersonden) auf den Waermeuebergang und - entzug

Abstract

Erdwaermesonden gelten aufgrund der relativ guten Temperaturstabilitaet des Erdreichs als wirtschaftliche Option, Waermepumpen mit der notwendigen Energie zu versorgen. ueblich sind dabei Doppel-U-Rohr-Sonden, Erdkollektoren oder Koaxial-Sonden mit geringem Durchmesser. Koaxial-Sonden mit einem groesseren Aussendurchmesser bieten im Vergleich ein enormes Innenvolumen und eine grosse Aussenflaeche fuer die Energieaufnahme aus dem Erdreich. Die Einfluesse dieser Bauform auf den Waermeentzug und die Druckverluste werden in dieser Studie analysiert. Insbesondere wird der Waermeuebergangskoeffizient vom Aussenrohr in das Sondenfluid bei verschiedenen Volumenstroemen untersucht und in die Analyse des Waermeentzugs eingebettet. Fuer die quantitative Bestimmung der relevanten Parameter wurde ein Pruefstand entwickelt, der einerseits die Druckverlustbestimmung und die Entwicklung des Temperaturnahfeldes um die Sonde ermoeglicht. Dabei zeigt sich, dass der Waermeuebertragungskoeffizient aufgrund des breiten Ringspalts in Verbindung mit den geringen Volumenstroemen in einem Bereich liegt, der hinsichtlich der gesamten Waermeuebertragung optimierbar ist.