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 Greifswalder Plasmaforscher erforschen Nanomaterialien für effiziente Energiespeicherung
13.01.2017 | Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.

nachricht Schluss mit dem Kabelsalat
04.10.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

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: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Feinstaub weckt schlafende Viren in der Lunge

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Energieeffizienter Gebäudebetrieb: Monitoring-Plattform MONDAS identifiziert Einsparpotenzial

16.01.2017 | Messenachrichten

Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie