Untersuchungen zum Wärmetransportverhalten oberflächennaher durchströmter Böden

Durch experimentelle Untersuchungen in einem hierzu entwickelten Wärmeleitungs‐ und Wärmeströmungslaborversuchsstand wurde eine umfangreiche Datenbasis zu grundwasserdurchströmten geothermischen Systemen geschaffen. Mithilfe von experimentellen Felduntersuchungen konnte die Übertragbarkeit der Datenbasis auf geothermische Systeme in‐situ festgestellt werden. Durch ein anhand der experimentellen Daten kalibriertes und validiertes numerisches Modell konnte die geschaffene Datenbasis mit numerischen Untersuchungen über die experimentellen Untersuchungsgrenzen erweitert werden. Anhand der Datenbasis wurden Empfehlungen zur Berechnungsgrundlage für die Auslegung geothermischer Systeme unter Berücksichtigung der Filtergeschwindigkeit des Grundwassers entwickelt. Die Zunahme der effektiven Wärmeleitfähigkeit von Sanden in Abhängigkeit der Filtergeschwindigkeit des Grundwassers wurde ergänzend zu aktuellen Empfehlungen [1] für schwach wasserführende, wasserführende und stark wasserführende Sande erfasst. Investigation of the heat transport mechanisms of shallow soils under groundwater flow An extensive database of groundwater influenced geothermal systems was developed by experimental investigation with a constructed conduction and convection laboratory device. The transferability of the database to geothermal systems in‐situ was proofed via experimental investigation in geothermal field tests. By the means of a numerical model, which was calibrated and validated with the experimental database, an extension of the experimental investigation range was reached. With help of the database recommendations for the dimensioning of groundwater influenced geothermal systems were given. The increase of the effective thermal conductivity of sands due to groundwater flow was determined for weakly aquiferous, aquiferous and strongly aquiferous sands in addition to [1].