Häufig gestellte Fragen
Die wichtigsten Fragen und Antworten
zur Verpressung von Erdwärmesonden
Schadensfälle bei Erdwärmebohrungen sind in jüngster Zeit durch nicht fachgerechtes Arbeiten beim Erstellen der Erdwärmesonden oder durch schwierige geologische und hydrogeologische Verhältnisse entstanden.
Bei fachgerechtem Einsatz des Verpressmaterials können ungünstige geologische Bedingungen unter Umständen ausgeglichen werden (z.B. Sicheres Verschließen eines Bohrlochs, in dem unter Druck stehendes Grundwasser nach oben steigt).
Es gibt allerdings geologische Bedingungen, bei denen grundsätzlich auf den Bau von Erdwärmesonden verzichtet werden sollte. Bei Problemen, die während der Bauphase auftreten, muss eine Abwägung stattfinden, ob diese mit fachgerechter Technik beherrschbar sind oder ob ein Abbruch der Bohrungen stattfinden muss. Die Entscheidung dazu trifft die Genehmigungsbehörde.
Der größere Bohrlochringraum soll dicht und dauerhaft verfüllt sein, um die Rohre zu schützen, um eine gute Wärmeübertragung vom Gestein zu den Rohren und schließlich der zirkulierenden Wasser-Glykol-Flüssigkeit ("Sole") sicherzustellen und um die Bohrlochwand zu stabilisieren.
Aus Gründen des Grundwasserschutzes soll das Eindringen von Oberflächenwässern verhindert werden und es soll eine Abdichtung zwischen zwei unterschiedlichen Grundwasserstockwerken hergestellt werden (Anmerkung: Dieser Fall gilt nicht für Bayern, hier sind nur Bohrungen im 1. Grundwasserstockwerk erlaubt).
Ein qualitativ hochwertiges Verpressmaterial verhindert durch gute Umweltverträglichkeit die Auslaugung schädlicher Stoffe und deren Eintrag ins Grundwasser bzw. den Boden.
Es gewährleistet durch gute Langzeitstabilität (gegen Frosteinwirkungen aus der Erdwärmesonde bzw. zementangreifende Stoffe im Grundwasser) eine gute Anbindung der Sondenrohre an den umgebenden Boden. Das Eindringen von Oberflächenwässern wird verhindert und somit der Schutz des Grundwassers gewährleistet. Die Verwendung thermisch verbesserter Vepressmaterialien steigert die Anlageneffizienz, indem geringere Widerstände zwischen Bohrlochwand und den Sondenrohren auftreten. Dadurch wird ein besserer Wärmeübergang sichergestellt.
Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt die Stoffeigenschaft eines Materials. Die Wärmeleitfähigkeit hat die Einheit Watt je Kelvin und Meter (W/m*K) und beschreibt wie gut Wärmeenergie durch einen Stoff übertragen wird.
Bei hohen Wärmeleitfähigkeiten wird Wärmeenergie sehr gut weitergeleitet, dies bewirkt bei Erdwärmeanlagen eine gute Anlageneffizienz und sorgt im Heizfall für gute Weiterleitung der Wärme und im Kühlfall für eine schnelle Ableitung in den umgebenden Boden.
Der Bohrlochwiderstand wird als Messwert beim so genannten Thermal Response Test (TRT) ermittelt, der als Test an einer Erdwärmesonde am geplanten Anlagenstandort ausgeführt wird.
Der Bohrlochwiderstand setzt sich aus einem Wert zusammen, der durch die Sondengeometrie, die thermischen Eigenschaften des Verpressmaterials sowie den Einfluss von Störungen (evtl. vorhandenes Grundwasser) beeinflusst wird. Günstig sind thermisch verbesserte Verpressmaterialien, da diese den Bohrlochwiderstand verringern.
Die Frost-Tau-Wechselbeständigkeit ist wichtig für das Verpressmaterial in Bezug auf den Anlagenbetrieb. Mögliche Frosteinwirkungen ergeben sich durch die Zirkulation unterkühlter (Temperaturen unter 0°C) Wasser-Glykol-Gemische ("Sole") und nicht durch Frosteinwirkung von der Geländeoberfläche (Hinweis: Die Erdwärmeleitungen werden unterhalb der natürlichen Frosteindringgrenze bei ca. 1-1,5m unter der Geländeoberkante frostsicher verlegt).
Frost-Tau-Wechsel beständige Baustoffe, wie die Fischer GeoSolid®-Produkte werden nicht durch die in den Erdwärmesondenrohren auftretenden Temperaturen geschädigt, indem überschüssiges Wasser oder Grundwasser in den Poren gefriert. Diese Eigenschaft ist wichtig, um ein dauerhaftes und stabiles Verfüllmaterial um die Erdwärmesonde herum im Bohrloch zu haben.
Sie werden mit einer geeigneten Mischpumpe, diese kann kontinuierlich oder in Chargen mischen, angemischt. Ein optimales Ergebnis erhält man mit einem Kolloidalmischer.
Es muss nachverpresst werden, wenn die Suspension im Bohrloch durch Klüfte oder Grundwasserströme absackt. Dieses Nachverpressen verhindert man mit qualitativ hochwertigen Verpressmaterialen mit entsprechenden hohen Dichten - z.B. die Produkte der Fischer GeoSolid®-Reihe. Desweiteren hilft auch ein gutes, homogenes Anmischen des Verpressmaterials.
Mit einem oder mehreren Verpressschläuchen oder einem Verpressgestänge wird die Suspension zunächst in einer Mischanlage angemischt und anschließend in das Bohrloch gepumpt. Dies erfolgt im so genannten Kontraktorverfahren von unten nach oben.
Dies soll sicherstellen, dass möglicherweise im Bohrloch vorhandenes Grundwasser nach oben oder zur Seite verdrängt wird und das gesamte Bohrloch mit einer Suspension gleicher Dichte aufgefüllt wird. Diese Dichte wird während des Verpressvorganges kontrolliert. Die Verpressung ist beendet, wenn die Verpresssuspension in der gleichen Dichte an der Geländeoberfläche aus dem Bohrloch kommt, wie diese in das Bohrloch gepumpt wird.
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Die Frost-Tau-Wechselbeständigkeit ist wichtig für das Verpressmaterial in Bezug auf den Anlagenbetrieb. Mögliche ...
Die Fischer Spezialbaustoffe GmbH entwickelt und stellt thermisch-optimierte Verpressmaterialien/ Verfüllbaustoffe für die Verpressung von Erdwärmesonden her.
Die Produkte der Fischer GeoSolid®-Reihe verfügen über eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine nachgewiesene Frost-Tau-Wechsel-Beständigkeit sowie weitere verbesserte physikalische Eigenschaften. Das Verpressmaterial Fischer GeoSolid® 240HS ist zudem für den Einsatz bei sulfataggressiven Grundwässern geeignet.
