ResearchForschungsbereicheWärme- und StoffübertragungForschungsprojekte
Strömungsformen und Wärmeübergang in einer senkrechten Zweiphasen-Erdwärme-Wellrohrsonde

Strömungsformen und Wärmeübergang in einer senkrechten Zweiphasen-Erdwärme-Wellrohrsonde

Wärmeenergie geothermischen Ursprungs, wie sie z. B. mittels vertikaler Erdwärmesonden konzentriert an der Erdoberfläche zur Verfügung gestellt werden kann, hat den Vorteil einer durchgängigen tages- und jahreszeitunabhängigen Verfügbarkeit. Die weitere Verbreitung dieser regenerativen und umweltfreundlichen Energieform, z. B. für die Gebäudeenergie-Versorgung, kann durch eine sichere Planung und Auslegung erheblich begünstigt werden.

Eine mögliche Bauart sind zweiphasig betriebene Erdwärmesonden, die nach dem Thermosyphon-Naturumlaufprinzip arbeiten, wobei das Rohr mit einem Arbeitsfluid gefüllt ist, welches sich im Siedezustand befindet und die Erdwärme durch Verdampfung und nachfolgender natürlicher Konvektion an den Kopf der Sonde transportiert. Die Leistung solcher zweiphasigen Erdwärmesonden kann durch den Einsatz von Spiralrohren erheblich gesteigert werden. Allerdings ist das Verständnis für die im Rohrinneren ablaufenden Prozesse noch nicht vollständig erschlossen, weshalb eine gezielte Auslegung der zweiphasigen Sonden mit Spiralrohr noch mit Unsicherheiten behaftet ist.

Im Rahmen des Projektes sollen die Strömungsformen und der Wärmeübergang in einer solchen Erdwärmesonde experimentell untersucht werden. Das Ziel dabei ist ein Verständnis der sich ausbildenden Strömung und Fluidverteilung im Inneren des Rohres zu erlangen sowie durch die Untersuchung des Wärmeübergangs Korrelationen zu ermitteln, um so eine gezieltere Auslegung zu ermöglichen.

Projektförderung

 

Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und gemeinsam mit dem ITLR der Universität Stuttgart bearbeitet.

M. Sc. Konrad Böcker
Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
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An der Universität 1
30823 Garbsen
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115
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M. Sc. Malte Freiknecht
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