Energieeffiziente Beheizung von Oberflächen mit CO2-Erdwärmesonden - GERDI

Abstract

Im vorliegenden Projekt wurde ein Freiflächenheizsystem zur Schnee- und Eisfreihaltung entwickelt. Das Heizsystem verwendet ausschließlich oberflächennahe Erdwärme zum Antrieb eines Zweiphasenthermosiphons, der die Wärme vom Untergrund zu den Heizelementen transportiert. Das Heizsystem benötigt keine zusätzliche Antriebs- oder Hilfsenergie. Im Projekt wurden die Heizelemente an der Oberfläche entwickelt, es wurden Versuche zur Leistungsgrenze in der adiabaten Zone und im Verdampfer durchgeführt und diese Grenze für unterschiedliche Durchmesser ermittelt. Des Weiteren wurden Versuche zum Einfluss der Füllmenge und zur Länge des Verdampfers durchgeführt. Mit den Ergebnissen dieser Versuche können derartige Systeme nun richtig dimensioniert werden. Zur Auslegung des Heizsystems wurde zudem ein Simulationsprogramm entwickelt, mit dem das zur Beheizung erforderliche Erdwärmesondenfeld dimensioniert werden kann. Das Programm inkl. Dokumentation und Source Code ist frei über https://github.com/zae-bayern/GERDPy verfügbar. Schließlich wurde ein Demonstrator mit der neuen Technik errichtet und dieser mit einer umfangreichen Messtechnik ausgestattet. Datei-Upload durch TIB In this project a de-icing and snow melting heating system was developed. The heating system only uses shallow geothermal energy to drive a two-phase thermosyphon, which transports the heat from the subsurface to the heating elements. The heating system does not require any additional drive or auxiliary energy. In the project, the heating elements on the surface were developed, tests were carried out to determine the performance limit in the adiabatic zone and in the evaporator, and this limit was determined for different diameters. Furthermore, tests were carried out on the influence of the filling quantity and the length of the evaporator. With the results of these tests, such systems can now be dimensioned correctly. To design the heating system, a simulation program was also developed with which the geothermal borehole field required for heating can be dimensioned. The program including documentation and source code is freely available at https://github.com/zae-bayern/GERDPy. Finally, a demonstrator was built with the new technology and was equipped with an extensive monitoring system.