Erdwärmesonden

Innovative Messtechnik für Qualitätssicherung, TRT und Monitoring

30.03.2018

Innovative Messtechniken gewinnen zunehmend an Bedeutung und werden immer häufiger für die Planung, Optimierung und das Monitoring von oberflächennahen Geothermiesystemen eingesetzt. An der GeoTHERM Offenburg am 1./2. März wurde beispielsweise ein drahtloser, in der Sondenflüssigkeit schwimmender Sensor präsentiert.

In seinem Beitrag «Geothermiemesstechnik 4.0 – Qualitätssicherung, TRT und Monitoring» stellte Roman Zorn von der deutschen enOware GmbH firmeneigene Messtechniken wie den GEOsniff Messmolch vor. Bei diesem Messgerät handelt es sich um einen mitschwimmenden Sensor, der drahtlos eingesetzt wird. Die Auslesung und Aufzeichnung der Messwerte erfolgt Web- und App-basiert.

Breites Einsatzspektrum
Dank dem kugelförmigen Messgerät mit 20mm Durchmesser ist es möglich, ein präzises Tiefen-Temperaturprofil aufzuzeichnen und die Tiefe der Erdwärmesonde zu bestimmen. Der GEOsniff Messmolch kommt z.B. für die Qualitätskontrolle einer Erdwärmesondenanlage zum Einsatz. Dazu bietet er eine Druck- und Temperaturmessung, RFID und einen Messdatenspeicher. Damit ist eine erste Bewertung der Erdwärmesonde möglich, und die Auslegung kann mittels der gemessenen Bodentemperaturen erfolgen. Hilft der GEOsniff zur Auslegung, kann er in einer einmaligen Messrunde nach Abschluss der Bohrarbeiten die erstellte Erdwärmesonde vermessen (am besten vor Anschluss der Verbindungsleitungen). Auch zur Validierung bereits installierter Anlagen kann der GEOsniff unter bestimmten Voraussetzungen (Zugänglichkeit Sondenkopf, U-förmiger Sondenfuss) eingesetzt werden. Der Einsatzbereich liegt des Weiteren bei der Langzweitauswertung von Erdwärmesonden und im Grundwassermonitoring im Betrieb. Eine Langzeitauswertung mittels GEOsniff ermöglicht bei Erdwärmesonden die Kontrolle der Rücklauftemperatur; dies ist wichtig für die Betriebsoptimierung und lässt auch ein Gefrieren im Ringraum erkennen. Dazu muss ein GEOsniff-System im Sondenkreislauf eingebaut werden. Insbesondere für Sondenfelder ist eine Langzeitüberwachung wichtig, um beispielsweise Auswirkungen auf benachbarte Grundstücke und Sondenfelder quantifizieren zu können. Mit dem GEOsniff lassen sich hier viele Nutzungsmöglichkeiten kombinieren.

Vollautomatischer Thermal Response Test
Der GEOsniff Auto TRT KIT erlaubt einen einfachen, tiefenorientierten Thermal Response Test. Auch hier erfolgt nach der Gesamtmessung ein vollautomatisches Auslesen und eine Übermittlung der Daten an das Online-Portal, wo sie ausgewertet werden. Ergebnis ist ein tiefenaufgelöstes Wärmeleitfähigkeitsprofil (berechnet aus Aufheiz- und Abkühlphase) und eine Widerstandsverteilung. Das System bietet vielfältige Auswertemöglichkeiten und lässt sich mit klassischen fluidgesteuerten TRT kombinieren.

Unabhängige Schweizer Vergleichsstudie verschiedener Messsysteme
Es sind verschiedene seriöse Messysteme von unterschiedlichen Anbietern auf dem Markt. Die Geotest AG hat im Auftrag von energieschweiz Messsysteme für oberflächennahe Geothermieanlagen analysiert und verglichen. Die unabhängige Studie umfasst Temperatur- und Verlaufsmessungen sowie Thermal Response Tests. Unter den verschiedenen Systemen befindet sich unter anderem auch der oben vorgestellte GEOsniff. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind im Bericht «Qualitätssicherung Erdwärmesonden – Temperatur-, Verlaufsmessungen und Thermal Response Tests in Erdwärmesonden» vom 6. Oktober 2017 veröffentlicht.

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