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Overview
Als Alternative zu konventionellen U-Rohr-Sonden, welche mit Wasser/Glykol (Sole) arbeiten, wurden in den letzten Jahren vor allem in Österreich und Deutschland Erdwärmesonden installiert, welche Kohlendioxid (CO2) als Arbeitsfluid verwenden. Diese CO2-Erdwärmesonden arbeiten nach dem Prinzip eines Gravitationswärmerohrs. Das flüssige CO2 rinnt an der Rohrwand nach unten, verdampft unter Aufnahme der Erdwärme und steigt in der Rohrmitte wieder auf. Aufgrund des selbsttätigen Umlaufs benötigen diese Sonden keine Umwälzpumpe. Sie werden daher auch „pumpenlose Erdwärmesonden“ genannt.
Ziel dieser Studie war es, die fluid- und thermodynamischen Vorgänge in einer CO2-Erdwärmesonde mit Hilfe eines Simulationsmodells zu untersuchen. Es sollte dabei auch die Möglichkeit einer Mehrfacheinspritzung des Arbeitsfluids in Betracht gezogen werden. Zudem sollte das Effizienzsteigerungspotenzial gegenüber konventionellen Sole-Sonden quantifiziert werden.