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Projektinfos  – Energieforschung konkret

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Abb. 1: Bewehrungskorb eines Gründungspfahls: durch die Integration von Sondenrohren lässt sich die Erdwärme für das Gebäude nutzen.
© Katzenbach, Darmstadt
Einsatz regenerativer Heiz- und Kühlsysteme
Projektinfo 07/2010
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Erdwärme für Bürogebäude nutzen

Für neue Bürogebäude wird immer häufiger auf die Nutzung oberflächennaher Geothermie gesetzt. Diese regenerative Energiequelle hat den Vorteil, dass sich das Erdreich im saisonalen Wechsel sowohl zu Heiz- als auch zu Kühlzwecken nutzen lässt. Das seit Anfang 2009 geltende Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG), das beim Neubau von Gebäuden die anteilige Verwendung von erneuerbaren Energien zur Gebäudebeheizung, Kühlung und Wassererwärmung vorschreibt, hat ihre Anwendung weiter befördert.

Oberflächennahe Geothermie kann sehr effizient in Kombination mit Heiz- und Kühlsystemen eingesetzt werden, die nahe dem Temperaturniveau des Erdreichs arbeiten. Im Heizbetrieb beträgt die von erdgekoppelten Wärmepumpen bereitgestellte Wärmeenergie das drei bis fünffache der Antriebsenergie. Der freie Kühlbetrieb im Sommer ist noch einmal deutlich effizienter, denn hier wird nur für die Umwälzpumpen Elektroenergie benötigt. So lassen sich Jahres-Systemarbeitszahlen im Bereich von 10 bis 35 erreichen.

Viele Beteiligte dieser jungen Branche sind noch relativ unerfahren in der Technik. Aufgrund der geringen Temperaturspreizungen zwischen dem Erdreich und dem Heiz- bzw. Kühlsystem im Gebäude reagieren die Anlagen allerdings sehr sensibel auf Fehler und Störungen. Ein fehlerhafter Betrieb mindert nicht nur die aktuelle Effizienz des Systems, sondern kann auch die Leistungsfähigkeit für die Folgejahre beeinträchtigen.

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In einem Forschungsprojekt untersuchte das Institut für Gebäude- und Solartechnik (IGS) der TU Braunschweig, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi), die energetische und wirtschaftliche Effizienz von elf Gebäuden mit Erdwärmesonden, Energiepfählen bzw. Bodenabsorbern. Der Betrieb von fünf der evaluierten Anlagen wurde in diesem Zuge optimiert. Ziel ist es unter anderem, aus den Erfahrungen des Projekts Betriebsregeln zu entwickeln. Ein ähnliches, BMWi-gefördertes Projekt mit dem Schwerpunkt auf Brunnen- bzw. Erdsondenanlagen läuft am Institut für Entwerfen und Konstruieren, Abteilung Gebäudetechnik, der Universität Hannover. Das Monitoringprogramm umfasst neun Gebäude, deren Anlagenbetrieb überprüft und optimiert wird. Auf dieser Grundlage sollen Planungswerkzeuge für die Auslegung der erdreichseitigen Anlagenzweige verbessert sowie mess- und regelungstechnische Details für oberflächennahe Geothermieanlagen definiert werden.

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Adressen

Begleitforschung WKSP
TU Braunschweig, IGS

Kooperationspartner WKSP
meteocontrol GmbH

Kooperationspartner WKSP
TU Braunschweig, IMAB

Begleitforschung TherMo
Universität Hannover, IEK

Kooperationspartner TherMo
UBeg GbR

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