Geothermische Messungen / Testarbeiten

Geothermal Response Test / Thermal Response Test

Der Geothermal Response Test auch Thermal Response Test ist ein anerkanntes Verfahren zum in-situ-Nachweis thermophysikalischer Untergrundparameter - hier: insbesondere der effektiven Wärmeleitfähigkeit.

Des Weiteren lässt sich der thermische Bohrlochwiderstand von Erdwärmesonden (Rb) bzw. der thermische Pfahlwiderstand von Energiepfählen (Rp) ermitteln. Anhand dieser Parameter kann u.a. die Güte und Ausbauqualität der jeweiligen Erdwärmeübertrager abgeleitet werden.

Neben der Messung an Erdwärmesonden und Energiepfählen kann der GRT / TRT auch an sonstigen erdgebundenen geschlossenen Wärmeübertragern vorgenommen werden.

Für größere Erdwärmeanlagen ist der GRT / TRT für die Anlagenbemessung nicht mehr wegzudenken. Die VDI-Richtlinie empfiehlt die Durchführung eines Response Tests ab einer Leistung von > 30 kW. Aber auch für kleinere Erdwärmeanlagen kann sich der GRT / TRT auszahlen.

Wird ein GRT / TRT durchgeführt, können die Planer zumeist auf Sicherheitszuschläge bei der Bemessung von Erdwärmesonden und Energiepfählen verzichten bzw. es ist eine Bestätigung der Planungsansätze möglich und der nachhaltige Anlagenbetrieb sichergestellt.

Die H.S.W. GmbH Rostock führt seit dem Jahre 2003 mit großem Erfolg eigene Geothermal Response Tests durch. Wir verfügen über mittlerweile fünf moderne mobile TRT/GRT-Testeinheiten mit spezieller SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) und sind als aktuell einziges Unternehmen nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 (DAKKS-Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH) für die Durchführung und Auswertung von Geothermal Response Tests akkreditiert. Sowohl die Qualität unserer Messungen, als auch die Flexibilität und Einsatzmöglichkeiten zeichnen unser Unternehmen aus.

Das Einsatzgebiet der TRT/GRT-Testeinheit ist Deutschland und Mitteleuropa. Unsere mobile Testeinheit Nr. 4 ist auch per Air-Express international einsetzbar.

Die fachlich gut dokumentierte Auswertung der gewonnenen Messdaten erfolgt entsprechend des vermessenen Wärmeübertragers nach der Linienquellentheorie bwz. nach der Zylinderquellentheorie.
Einen typischen Messverlauf zeigt nachfolgende Abbildung:
Für weitere Informationen besuchen Sie auch unsere Themenseite: www.responsetest.biz

Messung der natürlichen Gebirgstemperatur

Die Messung der natürlichen Gebirgstemperatur bzw. des thermisch nutzbaren Grundwassers ist ebenso wie der Geothermal Response Test ein wichtiges Instrument der geothermischen Vorerkundung.

Die lokal unterschiedliche im Untergrund gespeicherte Wärme beeinflusst maßgeblich die am Standort realisierbare geothermische Entzugsleistung bzw. Entzugsarbeit - demzufolge die erforderliche Anzahl und Tiefe von z.B. Erdwärmesonden.

Deutschlandweit wurden seitens der H.S.W. GmbH mittlere Untergrundtemperaturen zwischen 8,9 °C auf Sylt und 19 °C in Frankfurt am Main für eine jeweilige Tiefe von 100 m gemessen. Das zeigt wie regional unterschiedlich das geothermische Potential allein in Deutschland ist.

In der Regel erfolgt die hochdiskrete Temperaturmessung in einem geschlossenem Wärmeübertrager (Erdwärmesonden, Energiepfahl) bzw. in Brunnen. Hierbei werden in definerten Tiefenabschnitten die Temperaturen gemessen und dokumentiert.

Im Zuge der Tiefenprofilmessung erfolgt zugleich eine Lotung der Erdwärmesonde als Nachweis der Sondentiefe.

Druck- und Durchflussprüfungen

Für die Bemessung der hydraulischen Anbindung und Auswahl passender Umwälzpumpen sowie im Rahmen von Effizienzbeurteilungen von geschlossenen Wärmeübertragern wie Erdwärmesonden oder Erdreichkollektoren sind Kenntnisse zu den hydraulischen Druckverlusten erforderlich.

Für die Druckverlustmessung setzt die H.S.W. GmbH u.a. geeichte Druckdifferenzsonden des Herstellers Keller Druckmesstechnik ein. Der Volumenstrom kann je nach Anforderung stufenlos variiert werden und wird mit einem kalibrierten IDM-Durchflussmessgerät der Fa. Krohne erfasst.

Die entsprechenden Messwerte (Volumenstrom, Druckverlust, Fluidtemperatur Vor- und Rücklauf) werden jeweils jede Sekunde automatisch mittels Datenlogger registriert.

Digitale Messketten

Für die Durchführung von Langzeitmonitoring oder für einen "Enhanced Geothermal Response Test" (EGRT) setzt die H.S.W. GmbH spezielle Messketten mit einer Sensor-Messgenauigkeit von 0,1 K ein.

Je nach Kundenwunsch werden diese mit Datenlogger und diversen Kommunikationsschnittstellen zum Senden/Auslesen (FTP-Server per LAN, GSM, DSL, zum PC per LAN, USB) der Daten oder für einen online Datenstream auf einen PC mit abgestimmter Software zur grafischen Darstellung ausgestattet.

Das Standardprogramm umfasst eine maximale Sensorenanzahl von bis zu 255 Stück und eine maximale Messkabellänge von 1000 m. Die Position der Sensoren kann frei je nach Messaufgabe bestimmt werden.

Geothermische Mess-Rammsonde - Der Response Test für Energiepfähle

Die spezielle durch die H.S.W. GmbH entwickelte Geothermische Mess-Rammsonde (Vorbereitung eines GRT siehe Foto) ermöglicht eine vergleichsweise kostengünstige Messung der effektiven Wärmeleitfähigkeit und der ungestörten Untergrundtemperatur bis zu einer Tiefe von ca. 20 m und ist daher ideal für die Parametererfassung im Rahmen der Vorplanung/Entwurf von Energiepfahlanlagen.

Die sonst erforderliche kosten- und zeitintensive Herstellung einer Test-Erdwärmesonde bzw. eines Test-Energiepfahls kann durch die Verwendung der Geothermischen-Mess-Rammsonde entfallen. Die Messsonde wird nach Testdurchführung wieder entfernt.

Das eingesetzte geotechnische Rammverfahren für die Einbringung der 45 mm-Messsonde entspricht der "Schweren Rammsondierung" und unterliegt damit nicht der Genehmigungspflicht, wodurch ein weiterer Zeitvorteil gegenüber herkömmlichen Testverfahren realisiert werden kann.

Stichnadelsonde - Der Response Test für Erdreichkollektoren

Die „Stichnadelsonde“ bzw. in Englisch  „Thermal Needle System“ ermöglicht die Vor-Ort-Messung der Wärmeleitfähigkeit in oberflächennahen Erdschichten bis zu einer für horizontale Erdreichkollektoren typischen Verlegetiefe von ca. 1,2 bis 1,5 m (eingebrachte Sonde und Datenlogger siehe Foto).

Das Funktionsprinzip der Stichnadelsonde gleicht dabei im Grundsatz dem Geothermal Response Test für Erdwärmesonden und liefert verlässliche Werte (Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Bodenschichten, ungestörte Untergrundtemperatur) für die Bemessung/Planung von mittleren und großen Erdreichkollektoren ab ca. 15 kW Entzugsleistung.

Für kleine Geothermieanlagen wird in der Praxis weiterhin meist auf Literaturwerte zurückgegriffen, wobei auch hier durch den Einsatz der Stichnadelsonde Planungssicherheit gewonnen und ggf. Investitionskosten für die Herstellung des Erdreichkollektors eingespart werden können.
weitere Leistungen:
Ihre Ansprechpartner im Fachbereich Geothermie

Fachgruppenleiter:
Dipl.-Ing. Jens-Uwe Kühl
Tel. +49 381 252 898 12


Projektleiter Simulationen:
Dipl.-Ing. Björn Oldorf
Tel. +49 381 252 898 13

Projektbearbeiter:
M.Sc. (Geol.) Jan Kuhlmann
Tel. +49 381 252 898 14
Kontaktformular:
Um Missbrauch durch automatische Systeme zu verhindern, bitten wir Sie, die folgende Sicherheitsabfrage zu lösen.