{"id":4470,"date":"2026-01-21T18:25:30","date_gmt":"2026-01-21T17:25:30","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=course&#038;p=4470"},"modified":"2026-02-10T09:03:05","modified_gmt":"2026-02-10T08:03:05","slug":"die-bedeutung-der-bohrlochgestaltung","status":"publish","type":"course","link":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/course\/the-importance-of-borefield-design\/","title":{"rendered":"Die Bedeutung der Bohrlochgestaltung"},"content":{"rendered":"<p>In diesem Kapitel gehen wir n\u00e4her auf die Bedeutung der Bohrlochgestaltung ein. Im letzten Kapitel haben wir die Vorteile einer Erdw\u00e4rmepumpe er\u00f6rtert und festgestellt, dass diese in der Regel mit h\u00f6heren Investitionskosten verbunden sind. Daher ist es wichtig, dass die geothermische Quelle, das Bohrloch, richtig ausgelegt ist, damit die Installation einer solchen Anlage finanziell interessant bleibt.<\/p>\n<p>Bevor wir uns mit den beiden Hauptkategorien der Bohrlochgestaltung befassen, sollten wir uns das Ziel der Gestaltung genauer ansehen.<br \/>\n<\/p>\n\n\n\n<br \/>\n<iframe title=\"Kapitel 1.2: Die Bedeutung der Bohrlochgestaltung\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/4Uy3nLzK8wE?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><br \/>\n\n<h2>Das Ziel der Bohrlochgestaltung<\/h2>\n<p>Was meinen wir, wenn wir von Borefield Design sprechen? Worauf genau zielen wir bei der Planung ab? Um dies zu verstehen, m\u00fcssen wir uns Temperaturprofile ansehen, wie das unten abgebildete.<\/p>\n<div class=\"note\">In unserem n\u00e4chsten Teil wird es um genau diese Temperaturprofile gehen, aber der Vollst\u00e4ndigkeit halber stellen wir sie hier schon vor.<\/div>\n<figure id=\"attachment_2570\" aria-describedby=\"caption-attachment-2570\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-2570 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/Hourly-e1769062761326.png\" alt=\"Beispiel f\u00fcr ein st\u00fcndliches Temperaturprofil.\" width=\"744\" height=\"332\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/Hourly-e1769062761326.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/Hourly-e1769062761326-300x134.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/Hourly-e1769062761326-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-2570\" class=\"wp-caption-text\">Beispiel f\u00fcr ein st\u00fcndliches Temperaturprofil.<\/figcaption><\/figure>\n<p>In der nachstehenden Grafik sehen Sie zwei Linien: die durchschnittliche Fl\u00fcssigkeitstemperatur im Bohrloch und die Temperatur der Bohrlochwand (die sich darunter befindet und fast als eine Art Schatten der anderen Linie sichtbar ist). Diese Linien veranschaulichen, wie sich das Bohrlochfeld im Laufe der Jahre verh\u00e4lt (in diesem Fall sehen wir einen Abw\u00e4rtstrend, der als <em>Ungleichgewicht<\/em>) und von Stunde zu Stunde. Das Konzept der Bohrlochauslegung besteht nun darin, diese Fl\u00fcssigkeitstemperaturen innerhalb eines bestimmten Bereichs zu halten. Wenn die Fl\u00fcssigkeit diese Grenzen \u00fcberschreitet, ist das Feld nicht genau bemessen und ein gr\u00f6\u00dferes Bohrlochfeld ist erforderlich. Im Folgenden werden diese Temperaturgrenzen er\u00f6rtert.<\/p>\n<div class=\"note\">Die im obigen Diagramm dargestellte Temperatur ist die <i>durchschnittliche Fl\u00fcssigkeitstemperatur<\/i> im Bohrlochfeld, d. h. der Mittelwert zwischen der Eintritts- und der Austrittstemperatur des Bohrlochs. Wenn nicht anders angegeben, sprechen wir in diesem Kurs von durchschnittlichen Fl\u00fcssigkeitstemperaturen. Es ist auch m\u00f6glich, dieses Diagramm mit der Einlass- oder der Auslasstemperatur zu erstellen, wie wir sp\u00e4ter sehen werden.<\/div>\n<h3>Minimale Fl\u00fcssigkeitstemperatur<\/h3>\n<p>Eine Grenze f\u00fcr die Fl\u00fcssigkeitstemperatur ist die Mindesttemperatur der Fl\u00fcssigkeit. Aus Gr\u00fcnden der Nachhaltigkeit wollen wir nicht, dass der Boden im Laufe der Zeit gefriert, weshalb die meisten Regionen spezifische Gestaltungsrichtlinien f\u00fcr die zul\u00e4ssige Mindesttemperatur aufstellen. In den meisten L\u00e4ndern sollte die durchschnittliche Fl\u00fcssigkeitstemperatur nach 25 Jahren \u00fcber 0 \u00b0C liegen, aber in der Region Br\u00fcssel (Belgien) ist es die <em>Vorlauftemperatur<\/em> die nach 25 Jahren \u00fcber 0\u00b0C liegen sollte. In der Schweiz liegt die Auslegungsgrenze bei einer durchschnittlichen Fl\u00fcssigkeitstemperatur von -1,5\u00b0C nach 50 Jahren.<\/p>\n<p>Neben rechtlichen Gr\u00fcnden gibt es auch Gr\u00fcnde der Nachhaltigkeit und technische Gr\u00fcnde. Um das Leben im Boden nicht zu sch\u00e4digen, wollen wir vermeiden, dass der Boden gefriert. Au\u00dferdem ist Eis ein schlechter W\u00e4rmeleiter. Wenn also das Bohrloch gefriert, bildet sich eine Eisschicht, die das Bohrloch effektiv isoliert, was zu einer Verringerung der Effizienz Ihres Systems oder sogar zu einem Ausfall f\u00fchrt.<\/p>\n<p>Da auch M\u00f6rtel por\u00f6s ist, ist in der Regel Feuchtigkeit vorhanden. Wenn das Bohrloch gefriert, dehnt sich diese Feuchtigkeit aus und kann Risse im M\u00f6rtel verursachen. Im Laufe der Jahre (oder nach mehreren Gefrierzyklen) k\u00f6nnen diese Risse wachsen und die Struktur des Bohrlochs und (m\u00f6glicherweise) die thermische Leistung erheblich beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n<div class=\"caution\">Wenn Sie mit Wasser als W\u00e4rmetr\u00e4ger arbeiten, ist es klar, dass Sie nicht bis auf 0 \u00b0C heruntergehen k\u00f6nnen, da Ihre W\u00e4rmepumpe (und das Bohrloch) dann gefroren sind. In der Regel ist hier eine Mindesteintrittstemperatur von 4\u00b0C (oder h\u00f6her) erforderlich. Bitte erkundigen Sie sich bei Ihrem Hersteller, um Ihre Garantie zu erhalten.<\/div>\n<h3>Maximale Fl\u00fcssigkeitstemperatur<\/h3>\n<p>Neben der Mindesttemperatur der Fl\u00fcssigkeit gibt es auch eine H\u00f6chsttemperatur. Neben den gesetzlichen Anforderungen (in der Regel unter 25\u00b0C Durchschnitts- oder Einspritzfl\u00fcssigkeitstemperatur) gibt es auch einen technischen Grund.<\/p>\n<p>Wenn eine passive K\u00fchlung erforderlich ist, wollen wir in der Regel unter 16-18\u00b0C als durchschnittliche Fl\u00fcssigkeitstemperatur bleiben, so dass wir auf der anderen Seite des W\u00e4rmetauschers 17-19\u00b0C zur K\u00fchlung unseres Geb\u00e4udes zur Verf\u00fcgung haben, was in der Regel der h\u00f6chste Wert ist, den man erreichen kann, um eine ausreichende K\u00fchlleistung zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n<p>Bei aktiver K\u00fchlung ist dieser Schwellenwert von 17 \u00b0C nicht mehr zwingend erforderlich, da die W\u00e4rmepumpe die W\u00e4rme in w\u00e4rmeren Bohrl\u00f6chern abf\u00fchren kann.<\/p>\n<div class=\"caution\">Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass sich das Rohrmaterial mit der Temperatur ausdehnt. Normalerweise ist dies unter 25\u00b0C nicht von Bedeutung, aber bei h\u00f6heren Temperaturen (und langen horizontalen Verbindungen) belastet dieses Dehnungs- und Schrumpfungsverhalten die Verbindungen und kann im Laufe der Jahre zu Undichtigkeiten f\u00fchren. Achten Sie daher bei der Arbeit mit diesen h\u00f6heren Temperaturen darauf, dass Sie den richtigen Kunststoff f\u00fcr die Aufgabe ausw\u00e4hlen, damit diese Spannungen minimiert werden k\u00f6nnen.<\/div>\n<h2>Zwei Kategorien von Bohrlochdesigns<\/h2>\n<p>Da das Ziel unseres Bohrlochdesigns nun klar ist - innerhalb der vorgegebenen Grenzen zu bleiben - wollen wir uns zwei verschiedene Ans\u00e4tze zur Berechnung der erforderlichen Bohrlochgr\u00f6\u00dfe ansehen: eine Faustregel oder die Verwendung einer Bohrlochdesign-Software.<\/p>\n<h3>Faustformeln<\/h3>\n<p>Wie in jedem anderen HLK-Bereich gibt es viele verschiedene M\u00f6glichkeiten, ein System zu planen. Im Bereich der Geothermie ist das nicht anders. In der Literatur werden vier verschiedene Genauigkeitsstufen f\u00fcr die Bohrlochdimensionierung genannt, die von linearen Faustregeln bis hin zu st\u00fcndlichen Simulationen reichen (dies wird in einem sp\u00e4teren Teil behandelt). Letztere ist nat\u00fcrlich die genaueste, aber in der Praxis werden oft noch Faustregeln f\u00fcr die Bohrlochdimensionierung verwendet. Diese Regeln haben die Form einer bestimmten Leistung pro Bohrlochl\u00e4nge (z. B. 30 W\/m Bohrloch) und bieten dem Planer eine schnelle M\u00f6glichkeit, ein System zu dimensionieren, indem er einfach die erforderliche Spitzenlast durch diesen Faktor dividiert.<\/p>\n<p>Was sind jedoch die wichtigen Kriterien, die zu diesem konstanten Wert gef\u00fchrt haben? Gilt er f\u00fcr ein flaches oder ein tieferes Bohrfeld? Ist er f\u00fcr eine Spitzenerw\u00e4rmung oder auch f\u00fcr eine Spitzenabk\u00fchlung ausgelegt? Geht er von einer laminaren oder turbulenten Str\u00f6mung aus? Welche Art von W\u00e4rmetauscher wurde verwendet? Wie waren die Bodeneigenschaften, die Konfiguration des Bohrlochs ...<\/p>\n<p>Sich auf Faustregeln zu verlassen, gibt keinen Aufschluss \u00fcber Ihre Konstruktion, da sie von dem zuvor besprochenen Temperaturprofil abstrahieren. Es ist daher unklar, ob Ihr Bohrlochfeld \u00fcber- oder unterdimensioniert ist.<\/p>\n<h3>Borefield Entwurfssoftware<\/h3>\n<p>Bei der Planung eines geothermischen Bohrlochs m\u00fcssen zahlreiche Entscheidungen getroffen werden. Sie m\u00fcssen nicht nur die erforderliche Gesamtl\u00e4nge des Bohrlochs bestimmen, sondern auch die Konfiguration des Bohrlochs, die Tiefe und die Einbauten im Bohrloch. Parameter wie das Str\u00f6mungsverhalten (laminar oder turbulent) sind f\u00fcr die endg\u00fcltige Auslegung besonders wichtig. Mit einer speziellen Auslegungssoftware wie GHEtool Cloud k\u00f6nnen Sie all diese projektspezifischen Parameter eingeben und die Anzahl der Bohrl\u00f6cher berechnen, die erforderlich sind, um die Temperaturgrenzen einzuhalten. So wird sichergestellt, dass Ihr Bohrlochfeld stets korrekt dimensioniert und somit wirtschaftlich optimiert ist. Die Unterschiede zwischen dem Ergebnis einer Faustformel und dem einer Bohrlochplanungssoftware k\u00f6nnen betr\u00e4chtlich sein.<\/p>\n<h3>Vergleich zwischen Tools und Faustregeln<\/h3>\n<p>Zur Veranschaulichung der unterschiedlichen Planungsergebnisse zwischen der Bemessung nach Faustregeln und GHEtool Cloud wurde eine umfassende Analyse durchgef\u00fchrt. Drei verschiedene Geb\u00e4ude - ein Auditorium, ein B\u00fcro und ein Mehrfamilienhaus - wurden mit einer st\u00fcndlichen Aufl\u00f6sung dynamisch simuliert, um die Schwankungen des W\u00e4rmebedarfs genau zu erfassen. Anschlie\u00dfend wurden diese st\u00fcndlichen Heiz- und K\u00fchlbedarfsprofile als Eingaben f\u00fcr GHEtool verwendet, um das Bohrlochfeld f\u00fcr zahlreiche Szenarien zu dimensionieren: laminare oder turbulente Str\u00f6mung, unterschiedliche W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des M\u00f6rtels, tiefe oder flache Bohrl\u00f6cher ...<\/p>\n<p>Jede Simulation ist in den folgenden Abbildungen als deutlicher roter Punkt dargestellt, der die Bandbreite der Gestaltungsm\u00f6glichkeiten und die erheblichen Auswirkungen des Einsatzes von GHEtool f\u00fcr eine pr\u00e4zise Bohrlochdimensionierung zeigt.<br \/>\n<figure id=\"attachment_1759\" aria-describedby=\"caption-attachment-1759\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-1759 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Figure_5.png\" alt=\"Abweichung der Bohrlochl\u00e4nge zwischen einer Faustformel und einer Bemessung mit einer Planungssoftware f\u00fcr drei verschiedene Geb\u00e4ude. (Quelle: (Peere, 2024))\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Figure_5.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Figure_5-300x225.png 300w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1759\" class=\"wp-caption-text\">Abweichung der Bohrlochl\u00e4nge zwischen einer Faustformel und einer Bemessung mit einer Planungssoftware f\u00fcr drei verschiedene Geb\u00e4ude. (Quelle: (Peere, 2024))<\/figcaption><\/figure><\/p>\n<p>Alle roten Punkte in der obigen Abbildung stellen genau bemessene Bohrlochfelder dar, wobei die Abweichungen auf die unterschiedlichen Eingaben bei der Planung zur\u00fcckzuf\u00fchren sind. Vergleicht man den mit GHEtool ermittelten Bereich potenzieller Gr\u00f6\u00dfen mit dem aus einer Faustregel abgeleiteten Einzelwert, so wird deutlich, dass letzterer nur einen minimalen Einblick in die Genauigkeit und Robustheit der Bohrlochplanung bietet.<\/p>\n<figure id=\"attachment_1760\" aria-describedby=\"caption-attachment-1760\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-1760 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Figure_6.png\" alt=\"Variation der Faustformel bei der Bemessung mit einer Bohrlochplanungssoftware f\u00fcr drei verschiedene Geb\u00e4ude. (Quelle: (Peere, 2024))\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Figure_6.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/Figure_6-300x225.png 300w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-1760\" class=\"wp-caption-text\">Variation der Faustformel bei der Bemessung mit einer Bohrlochplanungssoftware f\u00fcr drei verschiedene Geb\u00e4ude. (Quelle: (Peere, 2024))<\/figcaption><\/figure>\n<p>Aber vielleicht war die Faustformel von 30 W\/m einfach falsch? Nun, wenn wir die Faustformel auf der Grundlage der bekannten Spitzenleistungen und der verschiedenen Dimensionierungen aus der vorherigen Abbildung umkehren, reicht die spezifische W\u00e4rmeentnahme\/-einleitung von 30 bis 230 W\/m. Dieser weite Bereich ist eine inh\u00e4rente Folge der Flexibilit\u00e4t, die man als Bohrlochdesigner hat und die sich nicht einfach auf eine einzige Zahl eingrenzen l\u00e4sst.<\/p>\n<h2>Fazit<\/h2>\n<p>Das Ziel der Bohrfeldauslegung ist klar: Wir wollen sicherstellen, dass unsere Fl\u00fcssigkeitstemperaturen innerhalb bestimmter Grenzen bleiben, entweder aufgrund gesetzlicher Vorschriften oder auf der Grundlage guter Praxis. Es ist nicht m\u00f6glich, diese Gewissheit zu erlangen, wenn man mit Faustregeln arbeitet, da diese vom Temperaturprofil abstrahieren und die erforderliche Gr\u00f6\u00dfe direkt mit den geforderten Spitzenleistungen korrelieren.<\/p>\n<p>Als Planer von Geothermieanlagen bietet Ihnen ein Tool wie GHEtool alles, was Sie brauchen, um Bohrfelder genau zu bemessen und dabei alle wichtigen Aspekte zu ber\u00fccksichtigen, wie zum Beispiel die <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/kurs\/required-inputs-ground-data\/\">Bodeneigenschaften<\/a>, den W\u00e4rmebedarf und die Effizienz der W\u00e4rmepumpe. Diese werden in den n\u00e4chsten Kapiteln er\u00f6rtert.<\/p>\n<h2>Literaturverzeichnis<\/h2>\n<ul>\n<li>SIA 384\/6<\/li>\n<li>Sel\u00e7uk E., Bertrand F. (2016). Gefriersch\u00e4den an Injektionsmaterialien f\u00fcr Erdw\u00e4rmesonden: Experimental and analytical evaluations. Geomechanics for Energy and the Environment, Band 5, Seiten 29-41, ISSN 2352-3808, <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.gete.2015.12.002\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.gete.2015.12.002<\/a>.<\/li>\n<li>Peere, W. (2024). Sind Faustregeln irref\u00fchrend? Die Komplexit\u00e4t der Bohrfelddimensionierung und die Bedeutung der Design-Software.\u00a0<em>IEA HPT Zeitschrift 42<\/em>(1),\u00a0<a href=\"https:\/\/doi.org\/10.23697\/7nec-0g78\" rel=\"nofollow noopener\" target=\"_blank\">https:\/\/doi.org\/10.23697\/7nec-0g78<\/a>.<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nachdem wir nun die Vorteile einer Erdw\u00e4rmepumpe kennen, wollen wir uns im n\u00e4chsten Schritt mit der Bedeutung der Erdsondenauslegung und den Vorteilen des Einsatzes von Auslegungssoftware besch\u00e4ftigen.<\/p>","protected":false},"template":"","section":[123],"chapter":[121],"authors":[39],"class_list":["post-4470","course","type-course","status-publish","hentry","section-chapter-2","chapter-part-1","authors-wouter-peere"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/course\/4470","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/course"}],"about":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/course"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4470"}],"wp:term":[{"taxonomy":"section","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/section?post=4470"},{"taxonomy":"chapter","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/chapter?post=4470"},{"taxonomy":"authors","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wp-json\/wp\/v2\/authors?post=4470"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}