Erdwärmesonde
Aus ESOCAETWIKIPLUS
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Als Beispiel wird hier ein Eigenheim vorgestellt, das auf einem Grundstück (30 x 20 m) etwas seitlich errichtet wurde. An einer Position neben dem Haus wird von einer zentralen Position ausgehend eine Reihe von Bohrungen schräg in den Untergrund getrieben. Hier in diesem Beispiel werden 6 Bohrungen ausgeführt, die bis 40 m Tiefe schräg nahe an die Grundstücksgrenzen platziert werden. Diese Anordnung ist in der Abbildung rechts skizziert. | Als Beispiel wird hier ein Eigenheim vorgestellt, das auf einem Grundstück (30 x 20 m) etwas seitlich errichtet wurde. An einer Position neben dem Haus wird von einer zentralen Position ausgehend eine Reihe von Bohrungen schräg in den Untergrund getrieben. Hier in diesem Beispiel werden 6 Bohrungen ausgeführt, die bis 40 m Tiefe schräg nahe an die Grundstücksgrenzen platziert werden. Diese Anordnung ist in der Abbildung rechts skizziert. | ||
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Bohrung mit Füllstoff versiegelt | Bohrung mit Füllstoff versiegelt | ||
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FEM-Aufgabenstellung zeichnet sich dadurch aus, dass die [[Diskretisierung]] den Untergrund unter dem Grundstück und einen angemessenen umgebenden Bereich erfassen und vernetzen muss. Für dieses Volumen ergeben sich selbst bei einen Kantenlänge von 1 m sehr viele Elemente (bis etwa 1 Mio), die entsprechend Rechenaufwand bei der Lösung fordern. Trotzdem ist diese Diskretisierung nicht ausreichend, um die Details des Sonden-Querschnitts zu berücksichtigen. | FEM-Aufgabenstellung zeichnet sich dadurch aus, dass die [[Diskretisierung]] den Untergrund unter dem Grundstück und einen angemessenen umgebenden Bereich erfassen und vernetzen muss. Für dieses Volumen ergeben sich selbst bei einen Kantenlänge von 1 m sehr viele Elemente (bis etwa 1 Mio), die entsprechend Rechenaufwand bei der Lösung fordern. Trotzdem ist diese Diskretisierung nicht ausreichend, um die Details des Sonden-Querschnitts zu berücksichtigen. | ||
Eine praxisgerechte Vorgehensweise verwendet hier für die Rohrleitung in der Sonde ein 1-dimensionales Fluid-Element, das den Strömungskanal abbildet und damit für das Kühlmittel die [[Freiheitsgrad]]e Druck und Temperatur gemittelt über den Querschnitt verfolgt. | Eine praxisgerechte Vorgehensweise verwendet hier für die Rohrleitung in der Sonde ein 1-dimensionales Fluid-Element, das den Strömungskanal abbildet und damit für das Kühlmittel die [[Freiheitsgrad]]e Druck und Temperatur gemittelt über den Querschnitt verfolgt. | ||
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Version vom 18. Dezember 2012, 13:54 Uhr
engl: ground source heat pump Kategorie: Erneuerbare Energie
Allgemeine Informationen hierzu finden Sie zum Beispiel bei wikipedia:Geothermie.
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Simulation
Für die Simulation von Erdwärmesonden wurden bisher vielfach Tabellenkalkulations-Programme verwendet. Damit wird im allgemeinen die Anordnung vereinfacht und als 2-dimensionale oder 1-dimensionale Aufgabenstellung abgebildet. FEM-Programme werden zunehmend verwendet, um solche Vereinfachungen zu vermeiden und genauere Ergebnisse zu erzielen.
Beispiel
Aufgabenstellung
Als Beispiel wird hier ein Eigenheim vorgestellt, das auf einem Grundstück (30 x 20 m) etwas seitlich errichtet wurde. An einer Position neben dem Haus wird von einer zentralen Position ausgehend eine Reihe von Bohrungen schräg in den Untergrund getrieben. Hier in diesem Beispiel werden 6 Bohrungen ausgeführt, die bis 40 m Tiefe schräg nahe an die Grundstücksgrenzen platziert werden. Diese Anordnung ist in der Abbildung rechts skizziert.
Sonden U-Rohre Leitungsrohre
Bohrung mit Füllstoff versiegelt
Diskretisierung
FEM-Aufgabenstellung zeichnet sich dadurch aus, dass die Diskretisierung den Untergrund unter dem Grundstück und einen angemessenen umgebenden Bereich erfassen und vernetzen muss. Für dieses Volumen ergeben sich selbst bei einen Kantenlänge von 1 m sehr viele Elemente (bis etwa 1 Mio), die entsprechend Rechenaufwand bei der Lösung fordern. Trotzdem ist diese Diskretisierung nicht ausreichend, um die Details des Sonden-Querschnitts zu berücksichtigen.
Eine praxisgerechte Vorgehensweise verwendet hier für die Rohrleitung in der Sonde ein 1-dimensionales Fluid-Element, das den Strömungskanal abbildet und damit für das Kühlmittel die Freiheitsgrade Druck und Temperatur gemittelt über den Querschnitt verfolgt.
