Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sensation für den Energiemarkt - Erdwärmesonde heizt und klimatisiert

31.05.2002


Freiberger Student der Bohrtechnik plant und projektiert Weltneuheit der alternativen Heizung und Kühlung von Gebäuden

Eine Erdwärmesonde, die das Dresdner Grundwasserforschungszentrum zukünftig nicht nur beheizt sondern gleichzeitig klimatisiert, projektierte der Student Thomas Müller im Rahmen seiner Diplomarbeit am Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau der TU Bergakademie Freiberg. Die Heizleistung liegt bei 70 KW, wobei ca. 40 KW als Kühlleistung aus der Erde zur Klimatisierung von Büro- und Laborräumen zurück gewonnen werden. Alles geschieht über eine 150m tiefe Bohrung. "Das ist eine kleine Sensation für den Energiemarkt," erklärt sein Diplombetreuer Dr. Steffen Wagner vom Institut. "Ein derart leistungsfähiges alternatives Energiesystem ist bisher weltweit nicht auf dem Markt."

Der Meissner Ingenieur Dr. J. Hamann hatte die Idee, durch Innovation die geothermische Wärmegewinnung für den Energiemarkt konkurrenzfähig zu gestalten. Die Innovation besteht darin, dass ein flüssiges Kältemittel (Ammoniak) in einer Bohrung bereits bei niedrigen Temperaturen (auch unter 0°C, ca. -20°C) und niedrigen Absolutdrücken verdampft und so vom ersten Tiefenmeter an, Erdwärme aufnimmt. Die thermische Leistung im kW bis MW-Bereich ist über den zirkulierenden Gasstrom regulierbar. Die Bohrung kann über einen zweiten Regelkreislauf zur gleichzeitigen Abgabe von Kühl- und Kälteleistung genutzt werden. Damit wird höchst mögliche Leistung mit kleinstem Flächenbedarf für die Erdwärmesonde verbunden.

Obwohl alle Teilprozesse bereits in der thermischen Verfahrenstechnik bekannt sind, stellt die Anwendung in der Geothermie eine Sensation dar, weil damit erstmals ein standortunabhängiges, von äußeren Einflüssen, wie Sonne und Wind, freies, regeneratives Energiegewinnungsverfahren in die Nähe der Wirtschaftlichkeit zur üblichen Wärmeerzeugung (Gas, Oel) gebracht wurde. Die Bohrung liefert eine um das 5 bis 10 fache höhere thermische Leistung als alle bisherigen Wärmesonden.

"Das anfänglich so einfach erscheinende Wirkprinzip stellte eine echte Herausforderung an die wissenschaftlich-technische Zusammenarbeit dar," erinnert sich Wagner.
"Neben der komplizierten verfahrens- und automatisierungstechnischen Problemstellung sind Kenntnisse aus dem geologischen Untergrund gefragt."

Durch eine kooperative Zusammenarbeit von Ingenieuren der Heizungs- und Kältetechnik der AmoTherm AG sowie den Wissenschaftlern der TU Bergakademie Freiberg am Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau gelang es, nicht nur die geothermische Wärmegewinnung zu optimieren, sondern auch die Anlagensicherheit zu stützen und die Langzeitprognose zu begründen.
Eine erste Anlage wurde zur Beheizung eines kombinierten Wohn- und Geschäftshauses in Coswig bei Dresden von der AmoTherm AG aus Meissen realisiert.
2 Bohrungen zu je 150m Tiefe liefern in Verbindung mit dem Verdichter eine thermische Leistung von 88 kW. Bei niedrigen Betriebskosten liegt die Reduzierung der CO2 Emission bei über 60%.

Das Leistungsangebot erstreckt sich von Wärmeleistungen von ca. 14 kW bis 70 kW für Einfamilienhäuser und Wohnkomplexe bis zu 1 MW für Großanlagen wie Sportkomplexe, Schwimmbäder und Industrieanlagen. Dabei können ca. 2/3 der Wärmeleistung je nach Bedarf für Klimatisierung rückgewonnen werden. Die Wärmepumpe soll Vorlauftemperaturen von minimal 45°C - 50°C liefern, um ohne zusätzliche Technik Heizung und Brauchwasser zur Verfügung zu stellen. Spezielle Niedertemperaturheizflächen wie Fußbodenheizung, Wandheizungen, Deckenheizungen, Betonkerntemperierungen sind optimal, aber nicht zwingend erforderlich, so dass die Anlagen sowohl bei Neubauvorhaben als auch bei Sanierungen eingesetzt werden können. Zusätzliche Heizquellen entfallen. Aufstellungsflächen im Haus werden nicht benötigt, da sich die Anlagentechnik außerhalb des Gebäudes in einem kleinen unterirdischen Bauwerk befindet. Dieser Platz kann wieder begrünt oder als Parkfläche genutzt werden. Die Anlage kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt ohne Beeinträchtigung der Nutzung und des Zustandes des Gebäudes innerhalb einer Woche errichtet werden, sofern die Baufreiheit für das Aufstellen eines leichten Bohrgerätes gegeben ist.

Die Wissenschaftler der TU Bergakademie und die Ingenieure der AmoTherm AG sind optimistisch, dass das neue Verfahren eine Revolution auf dem Gebiet der Gebäudeheizung und -klimatisierung darstellt und sich auf dem Markt durchsetzen wird.

Kontakt :
TU Bergakademie Freiberg
Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau
Agricolastr. 22,
09596 Freiberg
Fax : (03731) 39 2502,
E-Mail : steffen.wagner@tbt.tu-freiberg.de
Prof. Frieder Häfner Tel. : (03731) 39 2033
PD Dr. Steffen Wagner Tel. : (03731) 39 2830

Katrin Apenburg | idw

Weitere Berichte zu: Bohrtechnik Bohrung Energiemarkt Erdwärmesonde Sensation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Graduiertenschule HyPerCells entwickelt hocheffiziente Perowskit- Dünnschichtsolarzelle
17.08.2017 | Universität Potsdam

nachricht Lasersensoren LAH-G1 – Optische Abstandssensoren mit Messwertanzeige
15.08.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie