Erdwärme wird im immer größeren Umfang genutzt. Eine effiziente und einfache Möglichkeit die Erdwärme zu erschließen, ist der Einbau von Erdwärmesonden mit dem neuen GRD-Verfahren (Geothermal Radial Drilling), das 2007 mit dem Innovationspreis der CDU des Landes NRW ausgezeichnet wurde.
So wie der Baum seine Wurzeln in die Erde treibt, ermöglicht das GRD-Verfahren den Einbau der Erdwärmesonden von einem kleinen Schacht (Ø 1 m, Tiefe 1 m) aus strahlenförmig in verschiedene Richtungen und Neigungen auch unterhalb von Gebäuden bis in 30 m - 40 m Tiefe. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der GRD-Bohrtechnik bei Heizungsumrüstungen bzw. Heizungsmodernisierungen in bestehender Bebauung, denn die kleine und leistungsstarke GRD-Bohranlage benötigt nur eine geringe Aufstellfläche. Die fahrbare Bohranlage passt durch enge Zufahrten und verursacht dabei so gut wie keine Schäden. Der Bohrbetrieb wird sauber abgewickelt und hinterlässt kaum Spuren im Garten.
Mit der radial und geneigt arbeitenden Bohrtechnik wird der oberflächennahe Bereich des Grundstücks 3-dimensional erfasst. Die Bohrungen können in Länge, Lage und Neigung dem Zuschnitt des Grundstückes optimal angepasst werden. Die unter das Gebäude abgestrahlte Wärme wird für die Wärmegewinnung ebenfalls nutzbar.
Die kompakte Bohranlage wird auf einem Drehkranz installiert, der wiederum mit dem einbetonierten Startschacht verbunden ist. Von dort werden alle Bohrungen ohne einen zusätzlichen Umsetzvorgang ausgeführt. Auch das verhindert unliebsame Flurschäden. Kurze Rüst-, rasche Bohrzeiten und hohe Tagesleistungen bei minimalen Beeinträchtigungen an der Bohrstelle sind daher wesentliche Merkmale dieser innovativen Bohrtechnik.
Die Bohrausrüstung ist dem jeweiligen Untergrund anpassbar, arbeitet im Schutz einer Verrohrung, die auch für den Einbau der Sonden genutzt wird.
Eingebaut werden Koaxialsonden, die einen turbulenten Solefluss aufweisen. Durch die große Fläche des wellförmigen Sondenrohres verbessern sich die Entzugsleistungen deutlich. Die Verdämmung der Sonden erfolgt mittels einer mobilen Verpressstation.
Auch bei längeren Kälteperioden sorgt das System für angenehme Heiztemperaturen; denn bei den schräg angeordneten Sonden ist die gegenseitige Beeinflussung gering - das thermische Gefälle bleibt hoch. Mit anderen Worten: die Erdwärme regeneriert sich schneller als bei vertikaler Anordnung. Dazu tragen im wesentlichen auch meterologische und solare Einflüsse bei. Dadurch können Länge und Anzahl der Sonden gegenüber einer vertikalen Anordnung reduziert werden.
Die Erdwärmesonden können umgekehrt im Sommer auch zur Kühlung genutzt werden. Durch die Versorgung mit Kühlleistung durch eine reversibel arbeitende Wärmepumpe wird überschüssige Wärme im Untergrund gespeichert, der in der Heizperiode wieder zur Verfügung steht.
Das GRD-Verfahren wird den geometrischen und physikalischen Randbedingungen bei der Gewinnung von Erdwärme in Bezug auf Sondenabstand, erfassbarem Bodenvolumen, gewinnbarer Erdwärme und Regenerationsfähigkeit des Untergrundes hinsichtlich günstiger Jahresarbeitszahlen optimal gerecht.
Für ein normales Einfamilienhaus mit einem Wärmebedarf von ca. 8 kW sind ca.120 m Erdwärmesonden ausreichend, die in 2-3 Tagen eingebaut werden können.
Der oberflächennahe Einsatz ist auch hydrogeologisch von Bedeutung. Die geringen Bohrtiefen vermeiden ungewollte Verbindungen von Grundwasserstockwerken, wodurch Bohrungen sogar in ausgewiesenen Wasserschutzzonen möglich sind. Mit der Verwendung von Wasser statt Sole als Wärmeträger ist der Eintrag potentiell wassergefährdender Stoffe ausgeschlossen.
Erhebliche Einsparungen bei den Bohrkosten und eine hohe Effektivität beim nahezu wartungsfreien Betrieb sind hochgeschätzte Vorteile, ebenso wie der Wegfall von Räumlichkeiten für Heizungsanlagen und deren periodischen Überprüfung durch einen Kaminfeger.
Die Amortisation erfolgt mit zunehmendem Anstieg der Kosten für konventionell betriebene Heizungsanlagen immer rascher und in überschaubaren Zeiträumen. Die Kosten bleiben kalkulierbar und unterliegen mit Ausnahme des Stromes für die Wärmepumpen, der auch über Solarstrom erfolgen könnte, keinen Schwankungen und Übertreibungen von volatilen Märkten.
Langjährige Nutzer der Erdwärme schätzen den einfachen und nahezu wartungsfreien Betrieb dieser komfortablen Wärmeversorgung. Mit den Weiterentwicklungen im Bereich der Haus- und Energietechnik lassen sich in Verbindung mit anderen alternativen Energieträgern nahezu emissionsfreie und quasi autarke Versorgungssysteme ohne Einbußen an Sicherheit und Komfort kostengünstig realisieren.
Argumente / Vorteile
1. Das innovative GRD-System bohrt radial (schräg)
Vorteile:
- Alle Bereiche unter dem Grundstück werden 3-dimensional erfasst
- die maximale Bohrtiefe liegt oberflächennah bei ca. 30 m
- bis in diese Tiefe kann auch die Regeneration durch solaren Einfluss erfolgen und damit eine hohe Regenerationsfähigkeit des Untergrundes
- die ungewollte Verbindung übereinander liegender Grundwasserstockwerke ist so gut wie ausgeschlossen
- Genehmigungen werden auch in Wasserschutzzonen erteilt,
- Mit Bohrungen unter der Gründungsplatte kann die abgestrahlte Wärme der Gebäude genutzt werden.
2. Das GRD-System ist klein und kompakt
Vorteile:
- die Lafette kann auf einem kleinen 3m-Anhänger transportiert werden,
- die selbstfahrende Lafette passt durch fast jede Zufahrt
- geringer Platzbedarf, schnell einsatzbereit
- der Bohrbetrieb erfolgt sauber, ohne Schmutz, ohne Fahrspuren und ohne Schäden im Garten
3. Das GRD-System ist einfach zu bedienen
Vorteile:
- einfache und unkomplizierte Technik,
- nach kurzer Einweisung bedienbar,
- arbeitet auf einem im Garten vorab eingebauten Schacht
- kein Hin- und Herfahren, die Bohrungen beginnen alle im gleichen Schacht
- der Drehkranz erlaubt ohne Umsetzen der Bohranlage einen einfachen Wechsel der Bohrstellung,
- die Neigungswinkel sind von 35°-65° einstellbar.
4. GRD-Systemkomponenten
Vorteile:
- bevorzugter Einsatz von Koaxial-Sonden
- die wellförmigen Sonden bieten eine größere Fläche für die Wärmeaufnahme als eine vergleichbare Doppel-U-Sonde
- als Wärmeträgermedium wird Wasser eingesetzt,
- Meidung potentiell wassergefährdender Soleflüssigkeiten
- der spezielle Kunststoffschacht ist für die Pflege und Wartung stets zugänglich,
- nachträgliche Bohrungen zur Erhöhung der Erdwärmesonden sind möglich.
So wie der Baum seine Wurzeln in die Erde treibt, ermöglicht das GRD-Verfahren den Einbau der Erdwärmesonden von einem kleinen Schacht (Ø 1 m, Tiefe 1 m) aus strahlenförmig in verschiedene Richtungen und Neigungen auch unterhalb von Gebäuden bis in 30 m - 40 m Tiefe. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der GRD-Bohrtechnik bei Heizungsumrüstungen bzw. Heizungsmodernisierungen in bestehender Bebauung, denn die kleine und leistungsstarke GRD-Bohranlage benötigt nur eine geringe Aufstellfläche. Die fahrbare Bohranlage passt durch enge Zufahrten und verursacht dabei so gut wie keine Schäden. Der Bohrbetrieb wird sauber abgewickelt und hinterlässt kaum Spuren im Garten.
Mit der radial und geneigt arbeitenden Bohrtechnik wird der oberflächennahe Bereich des Grundstücks 3-dimensional erfasst. Die Bohrungen können in Länge, Lage und Neigung dem Zuschnitt des Grundstückes optimal angepasst werden. Die unter das Gebäude abgestrahlte Wärme wird für die Wärmegewinnung ebenfalls nutzbar.
Die kompakte Bohranlage wird auf einem Drehkranz installiert, der wiederum mit dem einbetonierten Startschacht verbunden ist. Von dort werden alle Bohrungen ohne einen zusätzlichen Umsetzvorgang ausgeführt. Auch das verhindert unliebsame Flurschäden. Kurze Rüst-, rasche Bohrzeiten und hohe Tagesleistungen bei minimalen Beeinträchtigungen an der Bohrstelle sind daher wesentliche Merkmale dieser innovativen Bohrtechnik.
Die Bohrausrüstung ist dem jeweiligen Untergrund anpassbar, arbeitet im Schutz einer Verrohrung, die auch für den Einbau der Sonden genutzt wird.
Eingebaut werden Koaxialsonden, die einen turbulenten Solefluss aufweisen. Durch die große Fläche des wellförmigen Sondenrohres verbessern sich die Entzugsleistungen deutlich. Die Verdämmung der Sonden erfolgt mittels einer mobilen Verpressstation.
Auch bei längeren Kälteperioden sorgt das System für angenehme Heiztemperaturen; denn bei den schräg angeordneten Sonden ist die gegenseitige Beeinflussung gering - das thermische Gefälle bleibt hoch. Mit anderen Worten: die Erdwärme regeneriert sich schneller als bei vertikaler Anordnung. Dazu tragen im wesentlichen auch meterologische und solare Einflüsse bei. Dadurch können Länge und Anzahl der Sonden gegenüber einer vertikalen Anordnung reduziert werden.
Die Erdwärmesonden können umgekehrt im Sommer auch zur Kühlung genutzt werden. Durch die Versorgung mit Kühlleistung durch eine reversibel arbeitende Wärmepumpe wird überschüssige Wärme im Untergrund gespeichert, der in der Heizperiode wieder zur Verfügung steht.
Das GRD-Verfahren wird den geometrischen und physikalischen Randbedingungen bei der Gewinnung von Erdwärme in Bezug auf Sondenabstand, erfassbarem Bodenvolumen, gewinnbarer Erdwärme und Regenerationsfähigkeit des Untergrundes hinsichtlich günstiger Jahresarbeitszahlen optimal gerecht.
Für ein normales Einfamilienhaus mit einem Wärmebedarf von ca. 8 kW sind ca.120 m Erdwärmesonden ausreichend, die in 2-3 Tagen eingebaut werden können.
Der oberflächennahe Einsatz ist auch hydrogeologisch von Bedeutung. Die geringen Bohrtiefen vermeiden ungewollte Verbindungen von Grundwasserstockwerken, wodurch Bohrungen sogar in ausgewiesenen Wasserschutzzonen möglich sind. Mit der Verwendung von Wasser statt Sole als Wärmeträger ist der Eintrag potentiell wassergefährdender Stoffe ausgeschlossen.
Erhebliche Einsparungen bei den Bohrkosten und eine hohe Effektivität beim nahezu wartungsfreien Betrieb sind hochgeschätzte Vorteile, ebenso wie der Wegfall von Räumlichkeiten für Heizungsanlagen und deren periodischen Überprüfung durch einen Kaminfeger.
Die Amortisation erfolgt mit zunehmendem Anstieg der Kosten für konventionell betriebene Heizungsanlagen immer rascher und in überschaubaren Zeiträumen. Die Kosten bleiben kalkulierbar und unterliegen mit Ausnahme des Stromes für die Wärmepumpen, der auch über Solarstrom erfolgen könnte, keinen Schwankungen und Übertreibungen von volatilen Märkten.
Langjährige Nutzer der Erdwärme schätzen den einfachen und nahezu wartungsfreien Betrieb dieser komfortablen Wärmeversorgung. Mit den Weiterentwicklungen im Bereich der Haus- und Energietechnik lassen sich in Verbindung mit anderen alternativen Energieträgern nahezu emissionsfreie und quasi autarke Versorgungssysteme ohne Einbußen an Sicherheit und Komfort kostengünstig realisieren.
Argumente / Vorteile
1. Das innovative GRD-System bohrt radial (schräg)
Vorteile:
- Alle Bereiche unter dem Grundstück werden 3-dimensional erfasst
- die maximale Bohrtiefe liegt oberflächennah bei ca. 30 m
- bis in diese Tiefe kann auch die Regeneration durch solaren Einfluss erfolgen und damit eine hohe Regenerationsfähigkeit des Untergrundes
- die ungewollte Verbindung übereinander liegender Grundwasserstockwerke ist so gut wie ausgeschlossen
- Genehmigungen werden auch in Wasserschutzzonen erteilt,
- Mit Bohrungen unter der Gründungsplatte kann die abgestrahlte Wärme der Gebäude genutzt werden.
2. Das GRD-System ist klein und kompakt
Vorteile:
- die Lafette kann auf einem kleinen 3m-Anhänger transportiert werden,
- die selbstfahrende Lafette passt durch fast jede Zufahrt
- geringer Platzbedarf, schnell einsatzbereit
- der Bohrbetrieb erfolgt sauber, ohne Schmutz, ohne Fahrspuren und ohne Schäden im Garten
3. Das GRD-System ist einfach zu bedienen
Vorteile:
- einfache und unkomplizierte Technik,
- nach kurzer Einweisung bedienbar,
- arbeitet auf einem im Garten vorab eingebauten Schacht
- kein Hin- und Herfahren, die Bohrungen beginnen alle im gleichen Schacht
- der Drehkranz erlaubt ohne Umsetzen der Bohranlage einen einfachen Wechsel der Bohrstellung,
- die Neigungswinkel sind von 35°-65° einstellbar.
4. GRD-Systemkomponenten
Vorteile:
- bevorzugter Einsatz von Koaxial-Sonden
- die wellförmigen Sonden bieten eine größere Fläche für die Wärmeaufnahme als eine vergleichbare Doppel-U-Sonde
- als Wärmeträgermedium wird Wasser eingesetzt,
- Meidung potentiell wassergefährdender Soleflüssigkeiten
- der spezielle Kunststoffschacht ist für die Pflege und Wartung stets zugänglich,
- nachträgliche Bohrungen zur Erhöhung der Erdwärmesonden sind möglich.
