Geothermische HLK-Systeme: Intelligentere Wärmeerzeugung

Die Systeme funktionieren durch die Übertragung von Wärme über ein Netz von unterirdischen Rohren, die in der Regel in einer Tiefe von 50 bis 200 Metern verlegt sind. Die erwärmte oder gekühlte Flüssigkeit strömt durch einen Wärmetauscher innerhalb der Pumpe, wo die Energie an das Verteilungssystem des Gebäudes übertragen wird, um im Winter für Heizung und im Sommer für Kühlung zu sorgen.

Nutzung und Vorteile geothermischer HLK-Systeme

Geothermische HLK-Systeme werden in Wohn-, Gewerbe- und Industriegebäuden eingesetzt und erfreuen sich auch bei Einrichtungen wie Büros, Schulen und Krankenhäusern zunehmender Beliebtheit. Obwohl die Installationskosten in der Regel höher sind als bei herkömmlichen Systemen, bietet die Geothermie-Technologie langfristige Effizienz – sie verbraucht bis zu 50% weniger Energie und verursacht deutlich weniger CO2-Emissionen. Weitere Vorteile sind der leise Betrieb, die lange Lebensdauer der Anlagen, der geringe Wartungsaufwand und in vielen Regionen die Möglichkeit steuerlicher Anreize.

Herausforderungen bei der Installation geothermischer HLK-Systeme

Zu den Herausforderungen, die geothermische Heiz- und Kühlsysteme beeinträchtigen können, gehören:

• Ungeeignete Bodenbedingungen: Sandiger oder trockener Boden kann die Installation erschweren oder die Effizienz der Wärmeübertragung beeinträchtigen.
• Leckagen und Druckverlust: Leckagen können zu Systemausfällen, Druck- und Effizienzverlusten, Schäden an der Anlage und sogar zu einer Verunreinigung des Grundwassers führen.
• Kavitationsbildung in der Pumpe: Bei unzureichendem Druck am Einlass der Erdwärmepumpe oder bei ungewöhnlich hohen Temperaturen der Flüssigkeit kann es zu Kavitationsbildung kommen. Das bedeutet, dass die Flüssigkeit verdampft und Blasen bildet, wodurch das Laufrad der Pumpe beschädigt wird.
• Unzureichende Isolierung: Wenn Rohre über oder unter der Erde nicht ausreichend isoliert sind, kann das zu unnötigen Wärmeverlusten und hohen Energiekosten führen.
• Ungleichmäßige Durchflussmenge: Die Aufrechterhaltung einer angemessenen Durchflussmenge ist ein wichtiger Faktor für die Optimierung der Systemleistung. Fließt das Wasser zu langsam, verschwendet das System möglicherweise Energie, während es bei zu hoher Fließgeschwindigkeit schwierig sein kann, die gewünschten Temperaturen zu erreichen.

Best Practices für Überwachung und Wartung

Wurde das geothermische HLK-System für die örtlichen Bodenbedingungen richtig ausgelegt und korrekt installiert, sollte es nur minimalen Wartungsaufwand erfordern. Dennoch sind regelmäßige Inspektionen und eine kontinuierliche Überwachung unerlässlich, um Probleme frühzeitig zu erkennen und die langfristige Effizienz aufrechtzuerhalten.

Besonders wichtig ist die Überwachung von Durchfluss und Temperatur. Die Messung der Temperatur und des Durchflusses der in den Wärmetauscher eintretenden und aus ihm austretenden Flüssigkeit liefert wertvolle Erkenntnisse über die Gesamtleistung des Systems und macht sich anbahnende Probleme frühzeitig erkennbar.

Eine jährliche Wartung sollte die Überprüfung des Flüssigkeits- und Frostschutzmittelstands, die Suche nach möglichen Leckagen und die Inspektion des Wärmetauschers und des Pumpenzustands umfassen. Für einen optimalen Betrieb ist es am besten, das Thermostat den ganzen Tag über auf einer konstanten Einstellung zu halten, statt große Temperaturschwankungen zuzulassen, da diese eine energieintensive Zusatzheizung auslösen können.

Die Rolle der intelligenten Messtechnik

Durch kontinuierliche Überwachung und Datenanalyse lassen sich geothermische Systeme noch effizienter gestalten. Die Integration von Durchfluss-, Temperatur- und Energiemessung hilft Facility-Managern, die Leistung in Echtzeit zu verstehen, Ineffizienzen zu erkennen und Korrekturmaßnahmen zu ergreifen, bevor Probleme eskalieren.

BlueEdge^® von Badger Meter unterstützt die Überwachung geothermischer HLK-Anlagen mit einer Reihe vernetzter Technologien, darunter:

• Dynasonics^® TFX-5000 Ultraschall Clamp-on-Durchflussmesser: Dieses kontaktlose Ultraschall-Durchflussmessgerät lässt sich schnell und einfach ohne Aufschneiden der Rohrleitung installieren und eignet sich daher ideal für geschlossene Systeme. Es kann auch in Verbindung mit Clamp-On-Widerstandstemperaturdetektoren verwendet werden, um die von Wärmetauschern übertragene Wärmemenge und -rate zu überprüfen.
• Recordall^® Industrieller Taumelscheibenzähler: Die Messgeräte der Recordall-Serie nutzen zur Durchflussmessung mittels Verdrängung die Taumelscheibentechnik. Sie verfügen über ein einfaches und effizientes Design und eignen sich für die wartungsarme und kostengünstige Messung von Flüssigkeiten in geothermischen Systemen.
• ModMAG^® M2000 Elektromagnetischer Durchflussmesser: Dieser genaue und vielseitige elektromagnetische Durchflussmesser arbeitet mit dem Kommunikationsprotokoll BACnet MS/TP und lässt sich somit nahtlos in Gebäudemanagementsysteme integrieren.
• Impeller FC-5000 BTU-Monitor: Dieses kompakte Gerät ist mit der gesamten Produktreihe der industriellen Durchflussmesser von Badger Meter kompatibel und bietet eine intuitive Benutzeroberfläche zur Überwachung von Durchfluss-, Temperatur- und Energieverbrauchsdaten sowie zur Beurteilung der Effizienz Ihres hydronischen HLK-Systems.

Von der Erkenntnis zur Umsetzung: Effizienz geothermischer HLK-Systeme

Geothermische HLK-Systeme sind eine intelligente Wahl für Gebäudemanager, die in eine nachhaltige Methode der Temperaturregelung investieren möchten, die das ganze Jahr über mit relativ geringen Betriebskosten genutzt werden kann.

Mithilfe der Messtechnologien von Badger Meter zur Überwachung des Durchflusses und der Temperatur der Flüssigkeit im System lassen sich Heizung und Kühlung ganz einfach auf größtmögliche Effizienz optimieren, und sich anbahnende Probleme werden erkannt, bevor diese außer Kontrolle geraten.