Die Auslegungssoftware von Borefield bietet präzise Lösungen für die Optimierung geothermischer Systeme. Im Gegensatz zu empirischen Regeln bieten Software-Tools maßgeschneiderte Simulationen, die optimale Leistung, Kosteneffizienz und Risikominderung gewährleisten. Lesen Sie den Artikel, um mehr darüber zu erfahren, warum Sie für Ihr nächstes Bohrlochprojekt eine Bohrlochplanungssoftware anstelle von Faustregeln verwenden sollten.
Faustformeln
Wie in jeder anderen HLK-Branche gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, ein System zu planen. Im Bereich der Geothermie ist das nicht anders. In der Literatur werden vier verschiedene Genauigkeitsstufen für die Dimensionierung von Bohrlöchern genannt, die von linearen Faustregeln bis zu stündlichen Simulationen reichen. Letztere ist natürlich die genaueste, aber in der Praxis werden oft Faustregeln für die Bohrfelddimensionierung verwendet. Diese Regeln haben die Form einer bestimmten Leistung pro Bohrlochlänge (z. B. 30 W/m Bohrloch) und bieten dem Planer eine schnelle Möglichkeit, ein System zu dimensionieren, indem er einfach die erforderliche Spitzenlast durch diesen Faktor dividiert.
Was sind jedoch die wichtigen Kriterien, die zu diesem konstanten Wert geführt haben? Gilt er für ein flaches oder ein tieferes Bohrfeld? Ist er für eine Spitzenerwärmung oder auch für eine Spitzenabkühlung ausgelegt? Geht er von einer laminaren oder turbulenten Strömung aus? Habe ich mein Bohrloch über- oder unterdimensioniert?
Borefield Entwurfssoftware
Bei der Planung eines geothermischen Bohrlochs müssen zahlreiche Entscheidungen getroffen werden. Sie müssen nicht nur die erforderliche Gesamtlänge des Bohrlochs bestimmen, sondern auch die Konfiguration des Bohrlochs, die Tiefe und die Einbauten im Bohrloch. Parameter wie das Strömungsverhalten (laminar oder turbulent) sind für die endgültige Auslegung besonders wichtig. Mit einer speziellen Planungssoftware wie GHEtool Cloud können Sie all diese projektspezifischen Parameter eingeben und die Anzahl der erforderlichen Bohrlöcher berechnen. So wird sichergestellt, dass Ihr Bohrlochfeld stets korrekt dimensioniert und damit wirtschaftlich optimiert ist. Die Unterschiede zwischen dem Ergebnis einer Faustformel und dem einer Bohrlochplanungssoftware können beträchtlich sein.
Vergleich zwischen Tools und Faustregeln
Zur Veranschaulichung der gegensätzlichen Planungsergebnisse zwischen der Bemessung nach Faustregeln und GHEtool Cloud wurde eine umfassende Analyse durchgeführt. Drei verschiedene Gebäude - ein Auditorium, ein Büro und ein Mehrfamilienhaus - wurden mit einer stündlichen Auflösung dynamisch simuliert, um ihren unterschiedlichen Wärmebedarf genau zu erfassen. Anschließend wurden diese stündlichen Heiz- und Kühlbedarfsprofile als Eingaben für GHEtool verwendet, um das Bohrlochfeld für zahlreiche Szenarien zu dimensionieren. Diese Szenarien umfassten u. a. Faktoren wie laminare oder turbulente Strömung, unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit des Mörtels und tiefe oder flache Bohrungen. Jede Simulation ist in den untenstehenden Abbildungen als deutlicher roter Punkt dargestellt, der die Bandbreite der Entwurfsmöglichkeiten und die bedeutenden Auswirkungen der Verwendung von GHEtool für eine präzise Bohrfelddimensionierung zeigt.
Alle in den obigen Abbildungen dargestellten roten Punkte stellen genau bemessene Bohrfelder dar, wobei die Abweichungen auf die unterschiedlichen Eingaben bei der Planung zurückzuführen sind. Vergleicht man den mit GHEtool ermittelten Bereich potenzieller Größen mit dem aus einer Faustregel abgeleiteten Einzelwert, so wird deutlich, dass letzterer nur einen minimalen Einblick in die Genauigkeit und Robustheit der Bohrlochplanung bietet.
Beim Reverse-Engineering der Faustformel wird der Grund dafür deutlich: Die spezifische Wärmeentnahme liegt zwischen 30 und 230 W/m. Diese große Spanne unterstreicht die Unzulänglichkeit von Faustformeln, wenn es darum geht, sinnvolle Anhaltspunkte für eine optimale Bohrlochgestaltung zu liefern.
Fazit
Die erforderliche Gesamtlänge des Bohrlochs ist ein äußerst sensibler Parameter, der von Faktoren wie der Gebäudestruktur, den Bodenverhältnissen und verschiedenen Auslegungskriterien für die Bohrlocheinbauten abhängt. Es ist unmöglich, im Voraus zu bestimmen, ob eine Faustregel zu einem deutlich über- oder unterdimensionierten Bohrloch führen wird. Für eine robuste und wirtschaftlich sinnvolle Bemessung, auch in einem frühen Stadium, empfiehlt sich der Einsatz einer Bohrlochplanungssoftware wie GHEtool Cloud.
Referenz
- Dieser Artikel basiert auf einer Veröffentlichung im IEA Magazine. Prüfen Sie es hier.