Forschungsprojekt am Institut für Facility Management der ZHAW

Optimierung von Erdwärmesonden

Das Institut für Facility Management der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) startete im Oktober 2009 das 4-jährige Forschungsprojekt zur weiteren Optimierung von Erdwärmesonden. Die Firma Huber Energietechnik AG in Zürich arbeitet mit. Das Projekt wird unterstützt vom Bundesamt für Energie, vom AXPO Naturstromfonds, von den Elektrizitätswerken des Kantons Zürich (EKZ) und von der Firma Störi Wärmepumpen | Wärmetechnik AG in Au (ZH).

Zielsetzung

Mit der Installation einer Wärmepumpe ist ein Mehrstromverbrauch verbundenen. Dieser soll möglichst begrenzt werden. Nur so können Wärmepumpen gegenüber der Öl- und Gasheizung einen deutlichen ökonomischen und ökologischen Vorteil aufweisen. Dazu muss die Jahresarbeitszahl (JAZ), also das Verhältnis von erzeugter Nutzwärme zum Stromverbrauch, deutlich über 3 liegen. Dann können auch bei teilweise fossiler Erzeugung des Stroms der Primärenergieverbrauch und die CO2-Emissionen stark verringert werden.

Forschungsfelder

Im Forschungsprojekt werden die Möglichkeiten untersucht, die Effizienz von Wärmepumpen mit Erdwärmenutzung zu verbessern. Eine Möglichkeit, die Effizienz zu verbessern, ist ein optimales Fluid in der Sonde. Eine weitere Möglichkeit ist eine effizientere Umwälzpumpe, um das Fluid in der Sonde umzuwälzen, und deren korrekte Dimensionierung.

Im weiteren werden alternative Sondenbauweisen ermittelt, geprüft und optimiert. Diese sollen insbesondere überall dort eine Lösung ermöglichen, wo eine übliche Erdwärmesonde nicht erstellt werden kann.

Zum weiteren wird die Möglichkeit, mit Erdwärmesonden zu Heizen (Winterfall) und zu Kühlen (Sommerfall) untersucht und die Optimierungsmöglichkeiten werden aufgezeigt. Das selbe gilt für den Betrieb einer Wärmepumpe mit Erdwärmesonde. Wie kann der Nutzer eine solchen Anlage dazu beitragen, dass mit möglichst wenig Strom die nötige Wärme produziert werden kann?

Im zweiten, bis 2013 dauernden Projektteil werden Pilotanlagen mit unterschiedlichen Fluiden und Sondenbauarten errichtet und über 2 Heizperioden hinweg messtechnisch erfasst und ausgewertet.

Forschungsergebnisse

Mit den Ergebnissen werden die Anleitungen und Planungshinweisen formuliert, die auf dieser Homepage frei zur Verfügung stehen. Sie sind für Bauherren, d.h. für technische Laien, und für Fachleute verfasst. Es werden Informationen und Hilfsmittel für die Bestellung resp. Ausschreibung, sowie für die Planung und Installation einer Wärmepumpenanlage mit Erdwärmenutzung zur Verfügung gestellt.  Es werden Empfehlungen zur Optimierung der Anlage resp. der Jahresarbeitszahl gegeben, wie z. B. Fragen der Leistungsmodulation, der kombinierten Wärmeerzeugung und Kühlung, der Sondenregeneration, der hydraulischen Einbindung, der Solepumpe und der Vorlauftemperatur. Diese Unterlagen werden laufend den neuesten Erkenntnissen und Entwicklungen angepasst.

Abgeschlossen wird das Projekt ca. Ende 2013.

Für spezielle Fragen oder Hinweise zum Projekt wenden Sie sich an den Projektleiter:
Prof. Markus Hubbuch
ZHAW, Departement Life Science und Facility Management
Institut für Facility Management
Grüental
8820 Wädenswil

Wir danken dem Bundesamt für Energie sowie dem AXPO Naturstromfonds, den Elektrizitätswerken des Kantons Zürich (EKZ) und der Firma Störi AG Wärmepumpen | Wärmetechnik in Au (ZH) für die Unterstützung und Ermöglichung dieses Projektes.

Auskünfte oder Fragen zu bestimmten Anlagen oder Bauprojekten können leider nicht erteilt werden. Ebensowenig werden Planungen angeboten. Bitte wenden Sie sich an einen Fachplaner, eine Energiefachstelle, Ihren Stromversorger oder an ein Unternehmen.

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