Sinds 6 december 2023 is de eerste proefopstelling in bedrijf. De eengezinswoning uit de jaren negentig werd voorheen verwarmd met een verouderde gasketel. Juist op het moment dat de eigenaren van hun huis in Altach, Oostenrijk, besloten om hun verwarmingssysteem te moderniseren, was separatus op zoek naar een geschikt project in de buurt om een eerste boorgat te boren voor testdoeleinden.
Bij de voorlopige planning is op basis van een beschikbaar energiecertificaat een nominale warmtelast van 7,5 kW vastgesteld. Het gezin koos voor een modulerende warmtepomp van het type IDM iPump T 3-13. De integratie in het bestaande warmtedistributiesysteem in combinatie met radiatoren en vloerverwarming werd direct uitgevoerd, zonder buffervat. De warmtepomp produceert ook warm water in de geïntegreerde drinkwateropslagtank.
De ondergrond bestaat in de bovenste lagen uit veen. Op een diepte van 9 tot 30 meter overheersen grind en zand. Daarna volgen afwisselende lagen van silt en grindzand. In de laatste 10 meter werd een kleilaag aangetroffen. Er werd geboord tot een totale diepte van 70 meter. Grondwater stroomde het gebied binnen vanaf een diepte van 4 meter. Vanwege de hydrogeologische situatie in het gehele gebied is er een overvloedige aanvoer van grondwater te verwachten.
De referentieboring is voorzien van een dubbele U-sonde met een buisdiameter van 32 mm. Deze dubbele U-sonde kan op elk gewenst moment via uitschakelvoorzieningen worden omgeschakeld naar een enkele U-sonde. In principe waren beide geothermische sondes via schachten bereikbaar om bijvoorbeeld temperatuurmetingen uit te voeren. In een verdeelkast van het merk “Geser Erdwärme” zijn de toevoerleidingen van de sonde voorzien van warmtemeters. Ook gemotoriseerde regelkleppen kunnen worden aangestuurd. Dit betekent dat de stroomsnelheid of het vermogen naar behoefte kan worden geregeld. De gegevens worden voortdurend geregistreerd, waardoor vergelijkingen en evaluaties tussen de verschillende typen sondes mogelijk zijn.
Deze versie maakt een directe vergelijking van deze twee probetypes mogelijk en toont de indrukwekkende prestaties van de separatus-probe.
Prestatiegegevens
afzonderlijk in individuele bediening:
Volgens de ontwerprichtlijnen is het niet de bedoeling om het geothermische systeem met slechts één geothermische sonde te laten werken. Voor testdoeleinden is het echter interessant om te zien hoe goed de separatus-sonde presteert in stand-alone bedrijf. Zelfs als er zeer hoge afzuigcapaciteiten tot wel 100 Watt per meter van de warmtepomp gevraagd worden, levert separatus relatief hoge temperaturen. Wanneer de warmtepomp vervolgens terugloopt tot een niveau van circa 50 Watt per meter, vertoont separatus een enorme stabiliteit. De temperaturen herstellen zich altijd en dalen niet verder, ook niet na een langere periode, wat natuurlijk ook een indicatie is voor een goede geologie.
separatus in vergelijking:
In dit testsysteem ligt de scheiding tussen een enkele U en een dubbele U wat betreft warmteoverdracht.
Bij de vergelijking tussen separatus en de dubbele U werden verschillende scenario's uitgewerkt, waaronder verschillende temperatuurverschillen ("Delta-T") tussen de aanvoer- en retourleidingen. Kortdurende schommelingen in de Delta-T bij de sonde hebben geen merkbaar effect op de prestatieverhouding. Dit leidt tot de conclusie dat de interne warmteoverdracht tussen de aanvoer en de retour via het web in de praktijk een ondergeschikte rol speelt. Factoren zoals de geometrie van het boorgat, de opvulling en de looptijd maken een veel groter verschil.
Bevindingen:
In deze testopstelling werd voor de twee vergeleken sondes (separatus en dubbel-U) dezelfde boordiameter gebruikt. Bovendien is de opvulling van de separatussonde zo ontworpen dat deze minder warmtegeleidend is, waardoor de sonde feitelijk ‘geïsoleerd’ is. Onder alle denkbare omstandigheden is dit het ergste scenario voor separatus. Over het geheel genomen levert separatus nog steeds zeer hoge prestaties, zelfs onder deze niet-ideale bedrijfsomstandigheden, wat het potentieel ervan aantoont.
De meetresultaten van de Pernter-installatie werden uiteindelijk gebruikt om ontwerpaanbevelingen af te leiden voor simulatie met behulp van hulpmiddelen zoals EED of GHEtool. Op basis van het rekenmodel van een enkelvoudige U-sonde werd bepaald welke parameters gebruikt moeten worden om in het boorgat dezelfde effectieve thermische weerstand te verkrijgen als gemeten voor separatus. Er werd een correctiefactor ingevoerd om rekening te houden met de extra, zij het kleine, thermische overgang tussen de warme en koude zijden in de pijp. Meer informatie over dit onderwerp vindt u op de pagina ‘ Planning’.
Kerngegevens van het systeem:
| Boorgat- en warmtewisselaarparameters | ||
| gescheiden | Dubbele U 32 | |
| Boorgatdiameter | 146 mm | |
| Boormethode | Wasboren | |
| diepte | 70 meter | |
| Afmetingen (diameter x wand) | 50 x 3,1 mm | 32 x 3,0 mm |
