Die Mitglieder der Projektgruppe PGE/NB/GA in der Ingenieurkammer Sachsen, Dresden, suchen Fachingenieure, die mit ihnen die Einflussgrößen auf die Regeneration oberflächenaktiver Geothermieanlagen im Kontext von Erd-Wärmepumpen diskutieren. Unter anderem geht es darum, sich auf eine einheitliche Vorzeichenkonvention zu verständigen.
Für eine korrekte Einschätzung des Bodenwärmestroms, der die Regeneration ermöglicht, muss eine Energiebilanz an der Erdoberfläche aufgestellt werden, die auch die Einflüsse von Verdunstung, Kondensation sowie konvektiver Wärmeströme berücksichtigt.“ Darauf macht Dr Siegfried Schlott in Vertretung der Projektgruppe Energie/Nachhaltiges Bauen/Gebäudeautomation PGE/NB/GA in der Ingenieurkammer Sachsen aufmerksam.
Zum Hintergrund: Zur Dimensionierung oberflächenaktiver Erdwärmekollektoranlagen mit einer Verlegetiefe bis 2,0 m werden bislang tabellierte Entzugsleistungen in W/m² und Energiemengen in kWh/m² verwendet – vorzugsweise aus den VDI Richtlinien VDI 4640 „Thermische Nutzung des Untergrundes“ (2010) und VDI 3789 „Umweltmeteorologie – Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Oberflächen – Berechnung der spektralen kurz- und der langwelligen Strahlung“ (2019). Diese basieren auf der zu erwartenden Regeneration in den Sommermonaten, ohne dass eine aktive Regeneration eingebunden ist. „Verwendet man die solare Einstrahlung von 1.361 W/m² als Bezugsgröße, begeht man jedoch einen folgenschweren Irrtum, da diese Leistung durch eine Vielzahl Faktoren auf dem Weg in den Erdboden beeinflusst und abgeschwächt wird“, sagt Schlott und fragt zugleich: Welchen Ein-fluss haben zum Beispiel Wolken auf die Einstrahlungsleistung? Wie wirken sich Niederschlag und Lufttemperatur aus? Welche Oberflächenbeschaffenheit der Grenzschicht fördert oder mindert die Regenerationsfähigkeit des Bodens? Und in welchem Maße kommt der bilanziell an der Oberfläche ermittelte Bodenwärmestrom in der Schicht des Erdwärmekollektors an?
Diese Teilaspekte wurden und sollen auch weiterhin in der PGE/NB/GA analysiert und besprochen werden – „durchaus kontrovers“, wie Schlott anmerkt. Es seien bereits zahlreiche Sichtweisen wie die Auswirkungen von stark variablen Bodeneigenschaften, die Schwankungsbreiten tabellierter Temperaturmessungen und die verschiedenen Strahlungseigenschaften der Erdoberfläche thematisiert geworden. Auch die bisher uneinheitlichen Definitionen und Vorzeichen in unterschiedlichen Fachdisziplinen seien Gegenstand der Diskussionen. Das alles soll nun mit weiteren Mitstreitern vorangebracht werden, um den Anforderungen an die Wärmeversorgung in den kommenden Jahren mit oberflächenaktive Geothermieanlagen besser gerecht zu werden.
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