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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Hilfe

Mit dieser Internetanwendung können Sie berechnen, wie stark Ihre eigene Erdwärmesonde (EWS) von anderen EWS in der Umgebung beeinflusst werden kann. Für die Berechnung benötigen Sie Informationen zu Ihrer eigenen EWS und die Entfernung von unmittelbar benachbarten EWS.

Die Theorie 

Die Abschätzung der Beeinflussung basiert auf einem stark vereinfachten Modellansatz (Linienquelle und Näherung des Exponentialintegrals durch den Logarithmus für hinreichend grosse Argumente; u.a. Häfner et al.) und der Annahme, dass die zu betrachtenden EWS die gleichen (als homogen betrachteten) Untergrundverhältnisse aufweisen und nach dem gleichen Kriterium ausgelegt werden, im Betriebszeitraum eine bestimmte Grenztemperatur nicht zu unterschreiten.

Zur Charakterisierung des Wärmentzuges als Quelle einer Wärmepumpe haben Sie drei Möglichkeiten: (1) Eingabe des jährlichen Heizwärmebedarfs QH (MWh/a), der Betriebsstundenzahl VLZ (h/a) und der Jahresarbeitszahl JAZ, (2) Eingabe der Heizleistung des Gebäudes PH (kW) und der Jahresarbeitszahl JAZ der Wärmepumpe (-) und (3) Eingabe der spezifischen Entzugsleistung q0 (z.B. nach VDI 4640 in W/m). Die spezifische Entzugsleistung wird, wenn keine direkte Eingabe entsprechend (3) erfolgt, berechnet:

bzw.


Zur Charakterisierung Ihrer EWS-Anlage ist es erforderlich, die Anzahl Ihrer Sonden (ANZ) und die Tiefe H (m) Ihrer Sonden zu spezifizieren, sowie den Untergrund durch die Wärmeleitfähigkeit λ (W/mK) zu beschreiben.

EWS in Ihrer Umgebung sind bis zu einer bestimmten Entfernung rn und ab einer bestimmten Betriebszeit tn relevant:

 

Die Temperaturleitfähigkeit a wird intern aus der Wärmeleitfähigkeit durch Regression abgeschätzt. 

Die Laufzeit tn ergibt sich aus dem Betrachtungszeitraum der eigenen EWS bzw. der bereits vergangenen Betriebszeit der benachbarten EWS unter der Berücksichtigung des Verhältnisses der realen Betriebsstundenzahl der Wärmepumpe zur jährlichen Anzahl an Stunden (8760 h/a).

Zur Vereinfachung wird angenommen, dass alle Nachbarstationen in etwa dieselbe Tiefe wie Ihre Station aufweisen.

Eine Reduktion der eigenen Entzugsleistung durch benachbarte EWS in Prozent errechnet sich durch:

Daraus ergibt sich die erforderliche Verlängerung der eigenen Sondenlänge um ΔH (m):

Quellen:

F. Häfner, D. Sames, H-D. Voigt: Wärme- und Stofftransport, Mathematische Methoden, Springer-Verlag, Berlin, 1992