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Entwicklung von Planungswerkzeugen für luftdurchströmte Erdreichwärmetauscher

Untersuchung der Eignung von luftdurchströmten Erdreichwärmetauschern zur Zuluftkonditionierung von Gebäuden und Erstellung eines Simulationsprogrammes und eines Planungshandbuchs.

In diesem Projekt wurde die Eignung von luftdurchströmten Erdreichwärmetauschern zur Zuluftkonditionierung von Gebäuden untersucht. Erdreichwärmetauscher nutzen die saisonale thermische Speicherfähigkeit des Erdreichs, die sich in einer zeitlichen Verzögerung des Temperaturverlaufs im Erdreich gegenüber dem Temperaturverlauf der Umgebungsluft zeigt. Die durch den Erdreichwärmetauscher strömende Luft wird entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungsluft und dem Erdreich im Winterbetrieb erwärmt und im Sommerbetrieb gekühlt. Erdreichwärmetauscher können vielseitig eingesetzt werden:
  • Zur Vermeidung von fortluftseitiger Vereisung in hocheffizienten Wärmerückgewinnungsanlagen
  • Zur Vorwärmung der Frischluft in Kombination mit Wärmepumpen
  • Als Vorstufe einer Klimaanlage oder Luftheizung
  • Zur Zuluftkonditionierung von Gebäuden

Wesentlich für den wirtschaftlichen Einsatz und Betrieb von Erdreichwärmetauschern ist eine entsprechende Dimensionierung und Ausführung. Im Rahmen dieses CRAFT-JOULE Projektes wurden für die partizipierenden 13 Haustechnikbüros zuverlässige Auslegungswerkzeuge – ein Simulationsprogramm und ein Planungshandbuch – erstellt. In ausgewählten Projekten wurden Erdreichwärmetauscher detailliert vermessen und das Simulationsmodell mit den Ergebnissen validiert. Das adaptierte Simulationsprogramm (Widerstands-Kapazitäten-Modell) ermöglicht Berechnungen von Erdreichwärmetauschen unter komplexen Rahmenbedingungen. Das zweite Planungstool – ein Planungshandbuch – erlaubt einerseits mit einfachen Nomogrammen die Dimensionierung von Erdreichwärmetauschern und ist andererseits ein wichtiges Nachschlagewerk für Fragen zu Verschaltung, Rohrmaterialien, Kopplung an haustechnische Aggregate, Regelung, Wartung, Wirtschaftlichkeit, etc. Angaben und Erfahrungswerte zur Lufthygiene in Erdreichwärmetauschern vervollständigen die Inhalte des Planungshandbuches.

Auftraggeber

Europäische Kommission, GDXII, CRAFT-JOULE Programm

Projektpartner


Fraunhofer Institut für Solare Energie Systeme (FhG-ISE), Freiburg, Deutschland
5 Technische Büros aus Österreich
8 Technische Büros aus Deutschland

Publikationen

Gebäudekühlung über Erdreichwärmetauscher – Passive Kühlkonzepte

Gleisdorf SOLAR 2002, 6. Internationales Symposium für Sonnenenergienutzung, 16. bis 19. Oktober 2002, Gleisdorf, Österreich (9 Seiten), E. Blümel

Status

abgeschlossen