Titelaufnahme

Titel
Erdwärmesonden - bedeutende Untergrundparameter und thermische Auswirkungen auf Porengrundwasserleiter / vorgelegt von Christoph Liebethat
Verfasser/ VerfasserinLiebethat, Christoph
Begutachter / BegutachterinWinkler Gerfried
Erschienen2012
UmfangX, 91, [ca. 10] Bl. Anh. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2012
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Erdwärmesonde / Porengrundwasserleiter / Erdwärmesonde / Porengrundwasserleiter / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-40717 Persistent Identifier (URN)
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Erdwärmesonden - bedeutende Untergrundparameter und thermische Auswirkungen auf Porengrundwasserleiter [11.39 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Eine aufstrebende Alternative bei der Beheizung von Gebäuden, mit einem großen, fast unerschöpflichen Reservoir ist jene Nutzung der geothermischen Energie, bei der die Wärme aus dem Erdinneren verwendet wird. Eine Möglichkeit bietet hierbei die Wärmeentnahme aus dem Untergrund mittels oberflächennahen Erdwärmesondenanlagen (z.B. Pannike; 2005). Die bisherige Schwierigkeit dieser Entwicklung liegt darin, eine gut angepasste Erdwärmesondenanlage auf den jeweiligen Untergrund zu dimensionieren. Ein wesentlicher Faktor und eine erhebliche Herausforderung bei der Dimensionierung solcher Anlagen stellt die Kenntnis über die Wärmeleitfähigkeit von Gesteinen [W/mK], die erheblich variieren kann, dar (z.B. Aschauer; 2010). Aufgrund dessen wird von der Fachabteilung 15 der Kärntner Landesregierung, wie in Aschauer; 2010 für das Bundesland Oberösterreich bereits beschrieben und durchgeführt, die Erstellung eines Wärmeleitfähigkeitskatasters für den Raum Kärnten angedacht. In der vorliegenden Arbeit, die Basisdaten für dieses Projekt liefern soll, wird die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Festgesteins- und Lockergesteinsproben, die im östlichen Raum Kärntens genommen wurden, mittels TK04-Halbraumsonde der Fa. Teka im Labor gemessen. Dabei zeigt sich, dass vor allem Quarzgehalt, Porosität, Verwitterungsgrad sowie die Wassersättigung einen erheblichen Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit von Gesteinen haben. Des Weiteren wird die Ausbreitung der durch den Wärmeentzug erzeugten Kältefahne mittels numerischer Simulation (Feflow 6.0 der DHI-WASY GmbH) in einem gespannten Grundwasserleiter durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass neben der Entzugsleistung der Wärmesenke und den petrophysikalischen Eigenschaften, die Fließgeschwindigkeit im Grundwasserleiter auf die Ausbreitung von Temperaturfahnen einen erheblichen Einfluss haben. Auch die Diskretisierung im Modell hat keinen unwesentlichen Einfluss auf die Ergebnisse von thermischen Simulationen.

Zusammenfassung (Englisch)

An emerging possibility of heating buildings is the use of geothermal potential of the underground with its high and almost infinite reservoir. A development for the use of this geothermal potential are ground-source heat pumps (e.g. Pannike; 2005). An enourmos problem of such ground-source heat pumps is the well adapted dimensioning onto the underground. An essential factor of the dimensioning is the thermal conductivity of rocks [W/mK] which can vary greatly (e.g. Aschauer; 2010).For this reason the department 15 of the Carinthian provincal government starts a project to investigate and collect data of the thermal conductivity of different rock types to develop a thermal conductivity cadaster for the whole province. This is already described and done in Aschauer; 2010 for Upper Austria. In this master thesis, which will provide base data for the project of the Carinthian provincal government, many thermal conductivity values of consolidated and unconsolidated rock samples, mainly in the eastern part of Carinthia, are measured by the TK04 half space probe of the company Teka. The results show the main influence of Quartz content, porosity, degree of weathering and water saturation onto the thermal conductivity of rocks. Further the propagation of cool plumes by heat extraction are simulated by the numerical programm Feflow 6.0 (DHI-WASY GmbH) for an confined aquifer in an unconsolidated rock. The basis for the simulation provides the publication of Hecht-Méndez et al.; 2010. The results show that the groundwater velocity with its influencing parameters (the hydraulic gradient and conductivity) has a strong influence on the propagation of thermal plumes and the thermal regeneration of aquifers, besides the heat extraction capacity [W/m] and the petrophysical properties. The discretization, especially next to the heat sink, should be considered because it could influence the simulated temperature in the model.

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