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Projektverbund geomatrix.bw: Validierung von Erdwärmesondensimulationen zum Kühlen und Heizen im Nah- und Fernfeld mit Hilfe geothermischer Testfelder, Teilprojekt 1: Ganzjährige Nutzung von Geothermie zum Heizen und Kühlen von Gebäuden

Description: Der Projektverbund 'geomatrix.bw' bündelt die Kernkompetenzen dreier Hochschulinstitute auf dem Gebiet der geothermischer Nutzung des Untergrundes, namentlich das Zentrum für angewandte Geowissenschaften (ZAG), der Universität Tübingen, die Versuchseinrichtung zur Grundwasser und Altlastensanierung (VEGAS), der Universität Stuttgart, sowie das Zentrum für angewandte Forschung an Fachhochschulen (zafh.net), der Hochschule für Technik Stuttgart. Für die Feldforschung und messtechnische Ausrüstung der zu untersuchenden Sondenfelder übernimmt die VEGAS die Federführung, für die Berechnung der Ausbreitung von Temperaturfahnen im Grundwasser im Nahfeld bis hin zu mittleren Entfernungen, zeichnet das ZAG verantwortlich, während die gebäudeseitige Bilanzierung von oberflächennahen Geothermieanlagen mit Simulation des Sondennahfeldes dem zafh.net obliegt. Im Berichtsjahr wurden Arbeiten in allen Arbeitspaketen des zafh.net Projektes durchgeführt, der Fokus lag dabei in der Untersuchung der Veränderung der Bodentemperatur für verschiedene Lastprofile. Als Basis diente ein reales Lastprofil eines Bürogebäudes, bei dem sowohl Heiz- als auch Kühllasten abzuführen sind. Es wurden verschiedene Varianten simuliert, um den Einfluss unterschiedlicher Jahresenergiebilanzen auf das Erdreich zu analysieren. Neben der Harmonisierung des Lastgangs wurde das Verhältnis der Heiz-und Kühlanforderungen variiert. In der Variante 'Energie' wurde die kumulierte Kühllast so angepasst, dass sie mit der kumulierten Heizlast identisch ist. In der Variante 'Spitzenlast' wurde die Maximalheizlast der Maximalkühllast angepasst, jedoch ist der kumulierte Jahresbedarf an Wärme und Kälte weiterhin unterschiedlich. In der dritten Variante 'Büro' wurde die Heizlast auf das doppelte der Kühllast ausgelegt wobei der Heizwärmebedarf den Kühlbedarf deutlich übersteigt. Die zur Simulation des Sondenfeldes eingesetzte Software wurde anhand einer messtechnisch erfassten Anlage verifiziert. Verwendet werden hierzu Thermal-Response-Tests, bei denen die eingebrachte Heizleistung, sowie die Vorlauf-und Rücklauftemperaturen gemessen und Simulationsergebnissen gegenübergestellt wurden. Um die Nutzung oberflächennaher Geothermie in komplexen Großprojekten zu analysieren, wurde ein Supermarkt untersucht, der mit einem integrierten Kälte-Kaskadensystem versorgt wird, bei dem Erdsonden zur Rückkühlung sowie als Niedertemperaturwärmequelle für die Beheizung des Gebäudes mittels Wärmepumpen eingesetzt werden.

Types:

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Stuttgart ? Tübingen ? Grundwasserbilanz ? Bürogebäude ? Oberflächennahe Geothermie ? Gebäudeklimatisierung ? Geothermie ? Temperaturverteilung ? Wassertemperatur ? Erdwärmesonde ? Wärmebedarf ? Bodentemperatur ? Messtechnik ? Software ? Büro ? Wärme ? Wärmepumpe ? Grundwassernutzung ? Verbrauchsdaten ? Energieversorgung ? Gebäude ? Grundwasserzustand ? Lastmanagement ? Altlastensanierung ? Simulation ? Umweltforschung ? Vergleichsanalyse ? Energiebedarf ? Wirkungsgrad ? Großprojekt ? Untergrund ? Energiebilanz ? Angewandte Wissenschaft ? Feldstudie ? Heizleistung ? Heizlast ? Heizung ? Kühlung ? Änderung ? Einkaufszentrum ? Arbeit ? Kaskadennutzung ? Temperaturmessung ? Erdwärmenutzung ? Validierung ? Thermal-Response-Test ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

Time ranges: 2009-09-01 - 2012-02-29

Alternatives

Language: Englisch/English
Title: Cooperative research project geomatrix.bw: Validation of geothermal energy probe simulations for near- and far-field cooling and heating with the Aid of geothermal test fields; Subproject 1: Year-round use of geothermal energy to heat and cool buildings
Description: The project network 'geomatrix bw' combines the core competences of three university institutes in the field of geothermal usage of the subsoil. These Institutes are the 'Zentrum für angewandte Geowissenschaften (ZAG)' of Tübingen University, the 'Versuchseinrichtung zur Grundwasser-und Altlastensanierung (VEGAS)' of Stuttgart University and the 'Zentrum für angewandte Forschung and Fachhochschulen (zafh.net)' of Stuttgart Technical University. VEGAS is responsible for the fieldwork and the metological equipment of the probe fields which are to be analyzed. ZAG focuses on the calculation of the propagation of temperature flags in the groundwater in the near field up to middle distances. Zafh.net however dedicates itself to the building aspects of subsurface geothermal plants combined with the simulation of the near probe field. In the reporting year all working packages have been enhanced. The focus was on the detailed evaluation on the change of the ground temperature according to different load profiles. The basis was a load profile of an existing office building with combined heating and cooling loads. Different scenarios have been simulated to get a better understanding of the yearly load profiles and their effect to the ground temperature. Besides the harmonization of the load profile, the relation of the heating peak load and cooling peak load has been varied. In the scenario 'Energie' the cooling load was adopted in order to match with the heating load. In thescenario 'Spitzenlast' the heating peak load and the cooling peak load was adjusted to the same load, but the cumulated energy demand is still different. In the third scenario 'Büro' the heating peak load was adjusted to the double amount of the cooling peak load. Thus, the heating demand exceeds the cooling demand. The software which is used for the simulation of the probe field was validated through a measurement technology system. In this context, the inserted heating energy, as well as the flow and return temperatures are measured through Thermal-Response-Tests. Then, the measured temperatures were compared with the results of the simulation. To analyse the geothermal utilization of complex systems, a supermarket was evaluated, which isoperated with a complex cascade system. Geothermal heat exchangers are used for recooling of the cooling system and also for heating the building during the winter. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1035892

Resources

Webseite zum Förderprojekt
http://fachdokumente.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/106038/zo4e28001.pdf?command=downloadContent&filename=zo4e28001.pdf&FIS=203 (Webseite)

Status

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