Wie viel Energie verbraucht ein deutscher Haushalt prozentual seines gesamten Energiebedarfes für das Heizen?
About 60 % of the energy for a household is used for heating
Wie viel CO2 verbraucht ein deutscher im Schnitt fürs Heizen? Wie viel wäre für die Nachhaltigkeitsziele sinnvoll?
1,83 t Co2/person*jahr -> Sinnvoll wäre 0 kg CO2/Person*Jahr
Nennen Sie die thermischen Leitfähigkeit von trockenem Kies, Quarzit, Wasser und Luft
Quarzit: 6,0
Wasser: 0,6
trockenem Kies: 0,4
Luft: 0,02
W/m*K
Zeichnen sie den Temperaturverlauf in der Tiefe im Februar und November.
.
Was versteht man unter thermischer Leitfähigkeit?
Welche zwei Transportprozesse sind relevant im Untergrund? Nennen sie Eigenschaften, die diese beeinflussen
Conduction (depending on density and water-content)
Advection (vertical convection): solar radiation, laying depth
Berechnen Sie den mittleren Wärmefluss der Erde mithilfe des Fourier Gesetzes.
Ein Einfamilienhaus soll mit einer Wärmepumpe beheizt werden. Zur Verfügung stehen als Quellen die Umgebungsluft und das Grundwasser. Erklären Sie anhand der Funktionsweise einer Wärmepumpe die unterschiedliche ökologische Effizienz der Systeme (=Einsparung der Primärenergie)
Die Temperaturspreizung zwischen Wärmequelle und Senke ist bei der Grundwasser WP im Winter deutlich geringer, da GW im Winter im Regelfall wärmer ist als die Umgebungsluft. Dadurch erhöht sich die Effizienz der Wärmepumpe und die verbraucht weniger Stom, wodurch der CO2 Ausstoß rezudiert wird.
Warum ist es vorteilhaft im Sommer mit einer Wärmepumpe zu kühlen?
- weil der Boden kühler ist als die Außenluft, ist auch der wirkungsgrad einer WW WP höher als einer LW Wärmepump
- weil man damit den Boden für den Winterfall wieder “Aufläd” --> heat regeneration
Zur Beheizung eines Hauses ist ein Brunnen errichtet worden, der 5,3 l/s fördert. Die thermische Leistung liegt damit bei 35 kW. Um wieviel Kelvin wurde das Grundwasser abgekühlt? Um wieviel könnte man den Volumenstrom verringern, wenn man eine Temperaturspreizung von 4 K nutzen würde?
35 000W
Q = m * cp * deltaT
nach T umstellen:
T = Q / (m * cp)
nach m umstellen:
m = Q / ( cp * dT)
Bitte berechnen Sie den effektiven Bohrlochwiderstand für eine Doppel-U-Erdwärmesonde mit V=3200 l/h und Wasser als Wärmeträgerfluid. Die Länge der Erdwärmesonde ist mit 125 m kalkuliert. Die Temperaturen sind: v (inlet BHE) =22,3 °C und c (outlet BHE) =14,7 °C. Die gemessene ungestörte Temperatur beträgt 8,3 °C.
Delta Tetta= 22,3°C-14,7°C/ ln( ((22,3°C-8,3°C)/(14,7-8,3°C) )= 9,71 K
Qpunkt L = 1600kg/h* 3600s/h * 4200J/kg * ( 22,3°C-14,7°C) / 250m = 56,7 W/m
„Volumen halbieren“ wegen „Doppel U“
Länge verdoppeln wegen „U“ (hoch und runter)
RB= 2* PI*9,71K / 56,7 W/M= 1,08 m*K/W
Low RB represents good heat transfer
Ein Haus benötigt 65 °C für das Heizen und nützt hierfür eine Erdwärmesonde mit einer Quellentemperatur von 6,5 °C. Welche Carnot-Zahl hat dieses Verhältnis? Welche Temperatur müsste man im Haus ansetzen, damit man nur 8 % der Energie als Primärenergie einsetzen müsste? (3)
Thot= 273,15K+ 65°=338,15K
Tsource= 273,15+ 6,5°= 279,65K
Carnot number= 5,78
QH= 100%
Pp= 8%
QH
Carnot number= 12,5
12,5 =TH/(Th-279,65K)
12,5*(TH-279,65K) = TH
12,5 *TH -3.495,625=TH
-3.495,625=-11,5TH
11,5 TH= 3.495,625K
TH= 303,97K
Th= 30,82 °C
Erdwärmesonde planen: Auslegung Wärmepumpe: Sedimente sind bergfeuchte Sande. Der erforderte Wärmebedarf liegt bei 25000 KWh/a. Die erforderten Volllaststunden betragen 2400 h/a. Die maximale Bohrtiefe liegt bei 150 m und es soll nur eine Sonde gebohrt werden. Berechnen Sie die max. thermische Leistung der Wärmepumpe und die Leistungszahl. Was wäre die Leistungszahl, wenn eine Anzeige nach Bergrecht vermieden werden soll?
Q/M = 12mkwh/m
PQpunkt HP= JäWärmebedarf 25000 KWh/a/ Vollaststunden 2400h/a= 10,4 KW
QBHE = 50W/M (Siehe Tabelle)*15m = 7,5 KW
Pel= 10,4 KW -7,5 =2,9KW
Was versteht man unter PI?
Nennen Sie die Vorteile von Bohrschlamm.
Welchen Kraftwerkstyp würden Sie für ein Hochenthalpie- welches für ein Niedrigenthalpiesystem verwenden?
High enthalpie fields: Powerplants: Steam PP, Hydrothermal Doublets
Low enthalie fields: Enhanced Geothermal systems, Hot Dry Rock PP, Deep Borehole Heat exchanger
Welche Parameter beeinflussen die Produktivität einer Geothermiebohrung?
Porosity
Temperatur
Water flow
Welche Genehmigungen werden für ein tiefes Geothermieprojekt benötigt?
Aufsuchungserlaubnis
Aufsuchungsbetriebsplan
Gewinnungserlaubnis
Gewinnungsbetriebsplan
Play types, bild zu orgogenic belt Bild beschreiben:
Regarding temperature in the ground: What is the “neutral zone”?
At which depth does it usually start in not-build up areas?
Zone where the temperature varies less than 0,1K throughout the year.
Between 10 and 20m depth.
How high is the average heat flux to the earths surface?
How high is the average solar radiation at the earth's surface?
average heat flow to the earth's surface = 0,065 W / m²
solar radiation at the earth's surface = 180 W/m²
durchschnittliche Termperatur der Erdoberfläche
Termperatur im Erdkern
14 Grad
4100 Grad
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