a) Zielstellung, fachliche Begründung: Geothermie kann einen wichtigen Beitrag bei der Dekarbonisierung der deutschen Energieversorgung leisten. Die Optionen zur Wärmespeicherung im Untergrund und die hohe Effizienz der geothermischen Wärmeversorgung in der direkten Nutzung und bei der Aufwertung durch Wärmepumpen machen sie zu einer tragenden Säulen der Wärmewende. Darüber hinaus kann über die geothermische Nutzung des Untergrund der absehbar steigende Energiebedarf für Kühlungsanwendungen bedient werden. Diese Beiträge gilt es, aufbauend auf bisherigen Untersuchungen, verlässlicher zu quantifizieren und gerade die Ressourceneffizienz, die Sektorenkopplungseigenschaften sowie die Wirtschaftlichkeit in vergleichenden Zusammenhang mit anderen Wärmequellen zu stellen. Zur Bewertung der Ressourcenverfügbarkeit ist das erschließbare Potenzial der geothermischen Wärme- und Kältebereitstellung und -speicherung genauer zu bestimmen. b) Output: Im Vorhaben werden oberflächennahe und tiefe Geothermie wegen der Überschneidung der Nutzbarkeitsbereiche bei der Wärmespeicherung, bei Aufwertungsoptionen und dem Vorliegen von Potenzialen für eine leitungsgebundene Wärmenachfrage gemeinsam adressiert. Um eine belastbare Datenbasis zu erhalten, werden eine Vielzahl von Daten zu den Eigenschaften der untertägigen Ressourcen zusammengestellt und ergänzt. Mit dem erzielten Ergebnis wird eine Bewertung des wirtschaftlichen Potentials der Geothermie auf dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland möglich sein.
Sowohl die Energieeffizienz von Kälteanlagen (KA) und Wärmepumpen (WP) als auch der Einsatz alternativer Kältemittel (KM) sind beeinflusst durch die Wahl des Schmierstoffes und der Schmierstoffmenge in den jeweiligen Anlagen. Das Öl, welches zur Schmierung des Verdichters benötigt wird, gelangt in den KM-Kreislauf und verschlechtert in den meisten Fällen die Kälte- bzw. Wärmeleistung der Anlage. Zudem können Schaumbildung und Öllöslichkeit im KM zur Viskositätsminderung und folglich zu Mangelschmierung oder Komplettausfällen des Verdichters führen, wodurch wiederum die Energieeffizienz, Lebensdauer und Einsatzgrenzen des Verdichters beeinträchtigt werden. Im Vergleich zu den derzeit üblicherweise verwendeten (fluorierten) Kältemitteln treten insbesondere bei Kohlenwasserstoffen (KW) wie Propan (R290) vermehrt Probleme durch Verdichter-Mangelschmierung auf. Die Frage nach dem 'richtigen' Öl und KM-Öl-Gemisch (KMÖG) ist derzeit noch nicht ausreichend untersucht als auch in der Praxis erprobt und stellt neben der Kältemittel-Brennbarkeit ein weiteres Hemmnis für den flächendeckenden Einsatz von R290 in Kälte- und Wärmepumpenanlagen dar. Ziel des Vorhabens ist es, eine optimale, betriebssichere KM-Öl-Kombination für ein effizientes Supermarkt-Kälte-/Wärmepumpen-System mit R290 zu ermitteln und dadurch die zwei größten Hemmnisse für die Einführung von R290 in der stationären Kältetechnik abzubauen. Eine ganzheitliche, modellhafte Betrachtung des Kältekreislaufes inklusive kältetechnischer Komponenten und des KM in Kombination mit den Schmierstoffen (Öl) ist daher notwendig. Im Laufe des Projektes müssen zunächst die fehlenden Stoffdaten von KMÖG ermittelt werden. Um die dynamische Kältekreislauf-Simulationssoftware (Modelle, Stoffwerte, KMÖG, Komponenten) validieren sowie den energetischen und Langzeiteinfluss des KMÖG auf Komponenten, speziell Verdichter und System in der Anwendung ermitteln zu können, ist der Aufbau einer realen Anlage unter Laborbedingungen notwendig.
Sowohl die Energieeffizienz von Kälteanlagen (KA) und Wärmepumpen (WP) als auch der Einsatz alternativer Kältemittel (KM) sind beeinflusst durch die Wahl des Schmierstoffes und der Schmierstoffmenge in den jeweiligen Anlagen. Das Öl, welches zur Schmierung des Verdichters benötigt wird, gelangt in den KM-Kreislauf und verschlechtert in den meisten Fällen die Kälte- bzw. Wärmeleistung der Anlage. Zudem können Schaumbildung und Öllöslichkeit im KM zur Viskositätsminderung und folglich zu Mangelschmierung oder Komplettausfällen des Verdichters führen, wodurch wiederum die Energieeffizienz, Lebensdauer und Einsatzgrenzen des Verdichters beeinträchtigt werden. Im Vergleich zu den derzeit üblicherweise verwendeten (fluorierten) Kältemitteln treten insbesondere bei Kohlenwasserstoffen (KW) wie Propan (R290) vermehrt Probleme durch Verdichter-Mangelschmierung auf. Die Frage nach dem 'richtigen' Öl und KM-Öl-Gemisch (KMÖG) ist derzeit noch nicht ausreichend untersucht als auch in der Praxis erprobt und stellt neben der Kältemittel-Brennbarkeit ein weiteres Hemmnis für den flächendeckenden Einsatz von R290 in Kälte- und Wärmepumpenanlagen dar. Ziel des Vorhabens ist es, eine optimale, betriebssichere KM-Öl-Kombination für ein effizientes Supermarkt-Kälte-/Wärmepumpen-System mit R290 zu ermitteln und dadurch die zwei größten Hemmnisse für die Einführung von R290 in der stationären Kältetechnik abzubauen. Eine ganzheitliche, modellhafte Betrachtung des Kältekreislaufes inklusive kältetechnischer Komponenten und des KM in Kombination mit den Schmierstoffen (Öl) ist daher notwendig. Im Laufe des Projektes müssen zunächst die fehlenden Stoffdaten von KMÖG ermittelt werden. Um die dynamische Kältekreislauf-Simulationssoftware (Modelle, Stoffwerte, KMÖG, Komponenten) validieren sowie den energetischen und Langzeiteinfluss des KMÖG auf Komponenten, speziell Verdichter und System in der Anwendung ermitteln zu können, ist der Aufbau einer realen Anlage unter Laborbedingungen notwendig.
Zielsetzung: Bereits 1987 wurde in einem Firmengebaeude in Wetzlar erstmals der Erdsondenteil einer erdgekoppelten Waermepumpe als Kaeltespeicher benutzt und direkt zur Kuehlung eines Konferenzraumes im Sommer herangezogen. Nunmehr sollen durch weitere Untersuchungen die Einsatzfaehigkeit und Auslegungskriterien fuer derartige energiesparende Raumkuehlungsanlagen festgestellt werden. Arbeiten und bisherige Ergebnisse: In zwei Gebaeuden (Technorama, Duesseldorf, und Betriebsgebaeude Geotherm, Linden) wird eine Raumkuehlung mit Kaeltespeicherung im Erdreich betrieben. Dabei ist in Linden nur die direkte Kaelterueckgewinnung vorgesehen, waehrend in Duesseldorf zur Deckung des Spitzenbedarfs reversible Waermepumpen zugeschaltet werden koennen. Beide Anlagen haben im Sommer 1991 voll zufriedenstellend gearbeitet. Studien fuer den Einsatz in anderen Gebaeuden liegen vor; fuer die Auslegungsrechnung wurden PC-Programme der Universitaet Lund, Schweden, eingesetzt. In einem eigenen Projekt wurde ein Bericht zum Stand der Technik erstellt.