Forschung & Innovation
Forschungsprojekt +Eins
Die Hochschule München und die TU Dresden starteten im August 2010 das Forschungsprojekt „+Eins“, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages, gefördert wird. Ein großer Bestandteil dieses Forschungsprojektes ist die Leistung der Boden-Klima-Tauscher, in unterschiedlichen Einbauvarianten (horizontal, vertikal, übereinander) und in verschiedenen Bodenklassen, mit über 250 Fühlern zu messen und auszuwerten. Das Projekt dauerte insgesamt vier Jahre.
Um die Einbauzeit und die Beeinträchtigung des Geländes möglichst zu minimieren, hat die Firma Steinhäuser eine Grabenfräse für die Erstellung eines Erdschlitzes verstärkt, optimiert und umgebaut. Dank dieser Technologie werden beispielsweise bei einem Einfamilienhaus die zumeist vertikal verlegten Geothermieanlagen innerhalb von etwa zwei Arbeitstagen anschlussfertig verlegt. Die vertikal eingebrachten Kollektoren minimieren den Flächenbedarf gegenüber Horizontalkollektoren.
Die Innovation von Harry Steinhäuser wird wissenschaftlich im Rahmen des Forschungsprojektes „+Eins“ der Hochschule München und der TU Dresden begleitet. Ein wesentlicher Bestandteil des Projektes ist es, die Leistung der Boden-Klima-Tauscher in unterschiedlichen Einbauvarianten (horizontal, vertikal, übereinander), Abständen zueinander und in verschiedenen Bodenklassen mit über 250 Fühlern zu messen und auszuwerten.
Quelle: SBZ-Online und TGA-Fachplaner
Forschungsprojekt Lauf
Seit Juli 2019 wird in Zusammenarbeit mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg das Testfeld in Lauf (bei Zapfendorf) mithilfe von Wärmemengenzählern überwacht.
Das installierte Kollektorsystem befindet sich im Garten des Grundstücks. Der Abstand zum Gebäude beträgt ca. 3 Meter. Das Einfamilienwohnhaus wurde bereits 1890 erbaut und das Dachgeschoss im Jahr 2000 saniert. Akribisch analysierten die Fachkräfte der FAU, neben dem Energieverbrauch des Gebäudes, auch die Bodenverhältnisse sowie die wechselnden Klimabedingungen.
Monitoring (Überwachungskonzept)
Die Wärmequelle besteht aus über 25 einzeln steuerbare Boden-Klima-Tauscher. Die Kollektoren wurden vertikal mithilfe der Erdschlitzfräse in einer Tiefe von 3,20 bis 1,20 Meter eingebracht. Anbindeleitungen verknüpfen diese mit einer Wärmepumpe, die sich im Keller des Hauses befindet. Die Messungen erfolgen in einem fünfminütigem Intervall durch sogenannte Messkapsel-Ultraschall-Wärmemessgeräte. Die wichtigsten Parameter des Systems sind hierbei:
Außentemperatur
Quelleneintritts- und Quellenaustrittstemperatur
Temperatur des Heizungsvorlaufes und Heizungsrücklaufes
Leistung des Kompressors
Öffnung der Ventile
Belastung der Heizungs- und Quellenpumpe
Erste Auswertungen
Das Monitoring sammelte einen Datensatz von zig tausenden Einträgen mit jeweils neun gemessenen Parametern. Die Werte wurde ausgelesen und gefiltert. Kriterium hierfür war der Stromverbrauch der Wärmepumpe. Als Resultat wurden folgende COP-Werte berechnet:
18.07.2019 bis 31.12.2019: 5,29 bzw. 5,64
01.01.2020 bis 30.03.2020: 4,85
Neben der Funktion als Testfeld, hat das Forschungsprojekt einen weiteren Vorteil: Es dient als Vorzeigekonzept, quasi ein "Showroom" für Interessenten eines effektiven und nachhaltigen Erdwärmesystems. Unter anderem wird hier die Einfachkeit veranschaulicht, wie man durch Geothermie, verteilt auf einer relativ geringen Fläche, im Winter heizen und im Sommer über Niedertemperaturheizkörper kühlen kann.
