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32 Wissenschaftlich-technische Begleitung der Pilotanlagen
lationsrechnungen zeigen über weite Bereiche des Speichers eine sehr gute Übereinstimmung
mit dem realen Versuchsablauf.
80
70
Identifizierte Parameter:
Wärmeleitfähigkeit 2,0 W/mK
vol. Wärmekapazität 3,0 MJ/m³K
Sondengeometrie wie ausgeführt
Laden
Entladen
T ein
T ein
Temperaturen [°C]
60
50
40
30
T aus, berechnet
T aus, gemessen
T Erd, berechnet
T Erd, gemessen
Sp.-mitte (M 2)
Tiefe 20m
Sp.-ecke (M 3)
Tiefe 10m
T aus, ber.
T aus, gem.
20
neben Sp. (M 1)
Tiefe 20m
T Erd, gem.
10
T Erd, ber.
17. Dez 24. Dez 31. Dez 7. Jan 14. Jan 21. Jan 28. Jan 4. Feb 11. Feb 18. Feb 25. Feb 4. Mrz 11. Mrz 18. Mrz 25. Mrz
Bild 2.27: Vergleich von gemessenen und berechneten Temperaturverläufen im Versuchsspeicher
(1997/98)
Bild 2.27 zeigt die Temperaturen während des gesamten Versuchsablaufs. Die Speichereintrittstemperatur
(und damit auch die gemessene und berechnete Speicheraustrittstemperatur)
zeigt starke tägliche Schwankungen, die durch die noch unvollkommene Regelung des
Nahwärmenetzes hervorgerufen wurde. Weiterhin sind die Temperaturverläufe von drei Meßstellen
im Erdreich aufgetragen, dunkel die gemessenen und hell die berechneten Werte. Die
Position und Bezeichnung der Meßlanzen ist in Bild 2.25 ersichtlich.
Die durch die Parameteridentifikation ermittelten Bodenkennwerte betragen 2 W/mK für die
Wärmeleitfähigkeit und 3 MJ/m³K für die volumetrische Wärmekapazität. Diese Werte sind
um rund 10% höher als die Annahmen für die Simulationsrechnungen in den Vorstudien
(1,85 W/mK bzw. 2,75 MJ/m³K). Das Wärmeübertragungsvermögen der Erdsonden ist nach
den Ergebnissen des Versuchsprogramms schlechter als vorausberechnet. Gründe hierfür sind
die Anordnung der U-Rohre um ein Zentralrohr mit 4 cm Durchmesser, die einen geringeren
Abstand der U-Schenkel zur Folge hatte als ursprünglich geplant, sowie die niedrigere Wärmeleitfähigkeit
des Verfüllmaterials.
2.3.7 Simulationsrechnungen
Mit den ermittelten Parametern wurde das Gesamtsystem nochmals simuliert (siehe auch
Kapitel 3.2.3) und mit den Auslegungsdaten verglichen (siehe Bild 2.28).
Die höhere Wärmekapazität des Untergrunds bedeutet, daß der Speicher in der Realität eine
etwas höhere Speicherfähigkeit besitzt als erwartet. Die höhere Wärmeleitfähigkeit führt
einerseits zwar zu höheren Wärmeverlusten des Speichers, andererseits erfolgt der Wärme-