Bei der oberflächennahen Geothermie wird die unter der Erdoberfläche gespeicherte thermische Energie für Heizzwecke genutzt.
Mit ET 262 wird der Betrieb einer Erdwärmesonde mit Heatpipe-Prinzip demonstriert. Der transparente Versuchsaufbau bietet Einblick in den geschlossenen Kreislauf der Wärmeübertragung: die Verdampfung in der Heatpipe, die Kondensation im Sondenkopf und der Rückfluss des Wärmeträgermediums an der Innenwandung der Heatpipe können gut beobachtet werden. Außerdem werden die grundlegenden Methoden zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des umgebenen Erdreichs einer Erdwärmesonde angewendet.
Das Kernelement des Versuchsstands bildet die transparente Heatpipe, deren Betriebsverhalten untersucht wird. Die Heatpipe enthält ein niedrigsiedendes Wärmeträgermedium. Über einen Temperiermantel mit Heizkreislauf wird der Wärmeeintrag aus dem Erdreich simuliert. Im Sondenkopf wird die Wärme des Wärmeträgermediums an ein Arbeitsmedium übertragen. Aufnehmer erfassen Temperaturen und Durchfluss des Arbeitsmediums im Wärmeübertrager. Aus den Messwerten wird die übertragene thermische Leistung ermittelt. Mit Hilfe der Messwerte wird in der GUNT-Software die Energiebilanz einer angebundenen Wärmepumpe simuliert.
Eine Methode, um die Wärmeleitfähigkeit des umgebenen Erdreichs zu ermitteln, ist der Thermal Response Test. Konstant beheiztes Wasser wird im Kreislauf durch eine in Sand eingelassene U-Rohr-Erdwärmesonde gepumpt. Ein- und Austrittstemperaturen, Durchfluss und Heizleistung der Erdwärmesonde werden erfasst. Aus den Messwerten wird die Wärmeleitfähigkeit berechnet.
In einem weiteren Versuch wird ein Sandzylinder mit einer zylindrischen Wärmequelle beheizt. Das sich radial ausbreitende Temperaturprofil in der Sandprobe wird erfasst und die Wärmeleitfähigkeit der Sandprobe berechnet. Die Ergebnisse beider Methoden werden verglichen.
Die Messwerte werden über USB direkt auf einen PC übertragen und dort mit Hilfe der mitgelieferten Software ausgewertet.
