VDI 4640 Blatt 5:2020-07

Die Richtlinie beschreibt ein Messverfahren zur Ermittlung von thermischen Eigenschaften des Untergrunds und der Wärmeübertragungseigenschaften des im Boden eingebauten Wärmeüberträgers. Die Größen dienen als Grundlage und Eingabegrößen für die Auslegung einer Wärmequellenanlage. Der "Thermal Response Test" (TRT) ist ein solches Messverfahren und ermöglicht eine derartige Standortuntersuchung, bei der die effektive Wärmeleitfähigkeit des Gesteins über die gesamte Länge einer Sonde und der Bohrlochwiderstand, der Wärmedurchgangswiderstand vom Fluid an das Gestein, für die eingesetzte Sondenkonstruktion ermittelt werden.

Aufbau, Durchführung und Auswertung von Thermal-Response-Tests nach der Linienquellentheorie

Erdwärmesonden sind ein hervorragender Quell von Heizenergie für Gebäude, bei der die Wärme des Erdreichs mittels Wärmepumpen an die Oberfläche gebracht wird, wo sie genutzt werden kann. Um Erdwärmesondenanlagen zu bauen, muss die Beschaffenheit des Bodens genau bekannt sein. Eine Möglichkeit zur Analyse der Wärmeeigenschaften eines Bodens ist der „Thermal-Response-Test“ (TRT). Mit seiner Hilfe lassen sich Aussagen treffen über die spezifische Wärmeleitfähigkeit, die Wärmekapazität und den Wärmeübergangswiderstand. Die so gewonnenen Daten bilden die Grundlage für die Auslegung der Erdwärmesondenanlage, beziehungsweise für die Wahl eines geeigneten Standorts zur Errichtung. Grundsätzlich lässt sich der TRT aber auch zum Aufspüren von Fehlern und zur Leistungskontrolle anwenden. Beim TRT wird die Wärmeleitfähigkeit des Bodens mittels einer Sonde gemessen. Die Sonde misst auch den thermischen Bohrlochwiderstand. Das TRT dient ausschließlich der Ermittlung von Daten zur Thermodynamik, nicht zur Energiegewinnung selbst. VDI-Richtlinie 4640 Blatt 5 richtet sich an Planer und Errichter von Wärmesondenanlagen, sowie an geothermische Prüfinstitute und Sachverständige.

Anwendungsbereich

Anwendungsbereich der VDI-Richtlinie 4640 Blatt 5 ist die Beschreibung eines Thermal-Response-Tests. Der Thermal-Response-Test ist ein Messverfahren zur Analyse der thermischen Eigenschaften eines Bodens in Vorbereitung der Errichtung einer Erdwärmesondenanlage. Mit dieser Richtlinie kann auch die Wärmeleitfähigkeit bereits errichteter Erdwärmesondenanlagen ermittelt werden.

VDI-Richtlinie 4640 Blatt 5 stellt den Aufbau von TRT-Geräten vor, und benennt die Anforderungen an Sensoren und die Messdatenerfassung. Es leitet durch den konkreten Ablauf eines Thermal-Response-Tests.

Die Richtlinie beinhaltet Informationen zur Auswertung der gesammelten Daten nach der Linienquellentheorie, und gibt Hinweise zu anderen verfügbaren Auswertungsverfahren. Es werden auch die Anforderungen an den Messbericht festgelegt.

Aus dem Inhalt

• Anwendungsbereich
• Normative Verweise
• Begriffe
• Formelzeichen und Abkürzungen
• Thermal-Response-Test
• Praktische Durchführung
• Auswertung und Dokumentation
• Erweiterte Methoden und ergänzende Messungen zum TRT
• Anhang A: Beispiel eines Fragebogens zur Standortdaten
• Anhang B: Anforderungen an den Messbericht

27.080, 27.190