{"id":141373,"date":"2025-10-29T07:08:56","date_gmt":"2025-10-29T06:08:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.velasolaris.com\/?post_type=handbuch&p=141373"},"modified":"2025-11-05T13:42:29","modified_gmt":"2025-11-05T12:42:29","slug":"geocollect","status":"publish","type":"handbuch","link":"https:\/\/www.velasolaris.com\/en\/handbuch\/polysun-designer\/producers\/geothermal-sources\/geocollect\/","title":{"rendered":"GeoCollect"},"content":{"rendered":"\n

The GeoCollect component is an earth thermal energy collector. The model is composed of different earth elements, that are arranged around a heat exchanger. The heat exchanger transfers thermal energy from the ground and the surrounding environment to a utility, usually a heat pump.<\/p>\n\n\n\n

GeoCollect – Physical parameters and geometry<\/h2>\n\n\n\n
\"\"
Abbildung: Elemente des GeoCollect Speichers<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Komponente ist in zwei Teilkomponenten aufgeteilt:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • GeoCollect Erdspeicher – der komplette Speicher um den W\u00e4rmetauscher<\/li>\n\n\n\n
  • W\u00e4rmetauscher – der W\u00e4rmetauscher im Erdspeicher<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    GeoCollect Erdspeicher<\/h3>\n\n\n\n

    Die folgenden Parameter sind im Katalog hinterlegt:<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n
    Parameter<\/strong><\/td>Einheit<\/strong><\/td>Symbol<\/strong><\/td><\/tr>
    L\u00e4nge Strang<\/td>m<\/em><\/td>\\(L \\)<\/td><\/tr>
    Breite Strang<\/td>m<\/em><\/td>\\(w \\)<\/td><\/tr>
    H\u00f6he Strang<\/td>m<\/em><\/td>\\(H \\)<\/td><\/tr>
    Einbautiefe Strang<\/td>m<\/em><\/td>\\(h \\)j<\/td><\/tr>
    Breite gest\u00f6rter Untergrund<\/td>m<\/em><\/td>\\(t_E \\)<\/td><\/tr>
    M\u00e4chtigkeit Schicht 1<\/td>m<\/em><\/td>\\(h_1 \\)<\/td><\/tr>
    Verteilung WT S1<\/td><\/td>\\(S_{t1} \\)<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

    Die ersten sechs Parameter definieren die Geometrie der GeoCollect Erdspeicherkomponente. Die Verteilung WT S1 \\(S_{t1} \\) steht f\u00fcr die Verteilung des W\u00e4rmetauschers in den Erdschichten \\(S_1\\) und \\(S_2\\). Ein Wert von \\(S_{t1} \\) = 0.4 bedeutet, dass 40% der Oberfl\u00e4che des W\u00e4rmetauscher in der Schicht $ latex S_1} installiert sind, w\u00e4hrend 60% in der Schicht \\(S_2\\) installiert sind.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    GeoCollect Erdspeicher Geometrie – Frontalansicht<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
    \"\"
    GeoCollect Erdspeicher Geometrie – Vogelperspektive<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    GeoCollect Erdspeicher Elemente<\/h4>\n\n\n\n

    Die Verschiedenen Elemente des Erdspeichers sind in diesen beiden Bildern ersichtlich:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    • S1 und S2 \\(\\rightarrow\\) Rot: in diesen Elementen ist der W\u00e4rmetauscher installiert<\/li>\n\n\n\n
    • out \\(\\rightarrow\\) Blau und Gr\u00fcn: Die Elemente \u00fcber dem W\u00e4rmetauscher <\/li>\n\n\n\n
    • E1, E2, E3, E4 \\(\\rightarrow \\) Violett: gest\u00f6rtes Erdreich<\/li>\n\n\n\n
    • U1, U2, U3, U4 \\(\\rightarrow \\) Orange: ungest\u00f6rtes Erdreich<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      In der Reihe “Erdschicht 1” wird das Material der ersten Erdschicht gew\u00e4hlt, dazu geh\u00f6ren die Elemente E1, E2, E3, S1 und S2.<\/p>\n\n\n\n

      Die zweite Erdschicht hingegen besteht nur aus dem Element, E4. Das Material der Erdschicht ist dabei als das Material mit der ID 146: “Sand, wasserges\u00e4ttigt” festgelegt. Dabei ist die M\u00e4chtigkeit dieser Schicht ist auf 5 Meter definiert<\/p>\n\n\n\n

      Das Material, das f\u00fcr die “Erdschicht 1” gew\u00e4hlt wird, bestimmt auch die Zusammensetzung der Elemente U1 bis U4. Anders als bei anderen Elementen wird die Temperatur der U-Elemente nicht nur durch die gew\u00e4hlte Geometrie und das gew\u00e4hlte Material beeinflusst, sondern auch durch den gew\u00e4hlten Standort.<\/p>\n\n\n\n

      Die Umgebungselemente \u00fcber dem GeoCollect Erdspeicher (die Blauen und Gr\u00fcnen “out” Elemente) h\u00e4ngen vom Typ des Erdspeichers ab. Der Speicher kann dabei unter einem Geb\u00e4ude oder unter einer Freifl\u00e4che installiert werden. Der Typ kann \u00fcber die Tabelleneigenschaft “Typ Erdspeicher” definiert werden.<\/p>\n\n\n\n

      Falls der Typ des Erdspeichers “Unter Geb\u00e4ude” gew\u00e4hlt ist, entsprechen das blaue Element dem Lagerraum des Geb\u00e4udes. Falls der Typ des Erdspeichers “Frei” ist, entspricht das blaue “out”-Element der Aussenumgebung des gew\u00e4hlten Standortes. Die gr\u00fcnen “out”-Elemente hingegen entsprechen immer der Aussenumgebung. Der Typ der Installation bestimmt die Umgebung \u00fcber dem S1-Element, was somit die W\u00e4rme\u00fcbertragung mit der Umgebung direkt beeinflusst.<\/p>\n\n\n\n

      W\u00e4rmetauscher Parameter<\/h3>\n\n\n\n

      Die Parameter des Erdspeicher-W\u00e4rmetauscherkatalogs sind hier gezeigt.<\/p>\n\n\n\n

      \"\"<\/figure>\n\n\n\n
      \"\"<\/figure>\n\n\n\n
      Parameter<\/td>Einheit<\/td>Symbol<\/td><\/tr>
      Anzahl Str\u00e4nge<\/td><\/td>\\(N\\)<\/td><\/tr>
      Strangl\u00e4nge<\/td>\\(m \\)<\/td>\\(l_s\\)<\/td><\/tr>
      Initial Temperatur S1<\/td>\\(\u00b0 C\\)<\/td>\\(T_{0,S1}\\)<\/td><\/tr>
      Initial TemperaturS2<\/td>\\(\u00b0 C\\)<\/td>\\(T_{0,S2}\\)<\/td><\/tr>
      Initial Temperatur E1<\/td>\\(\u00b0 C\\)<\/td>\\(T_{0,E1}\\)<\/td><\/tr>
      Initial Temperatur E2<\/td>\\(\u00b0 C\\)<\/td>\\(T_{0,E2}\\)<\/td><\/tr>
      Initial Temperatur E3<\/td>\\(\u00b0 C\\)<\/td>\\(T_{0,E3}\\)<\/td><\/tr>
      Initial Temperatur E4<\/td>\\(\u00b0 C\\)<\/td>\\(T_{0,E4}\\)<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      Zu Bemerken ist, dass die Strangl\u00e4nge \\(l_s\\) die effektive L\u00e4nge des W\u00e4rmetauschers, dessen Designl\u00e4nge 10 Meter betr\u00e4gt, ist. Die L\u00e4nge Strang \\(L \\) hingegen ist die L\u00e4nge der Elemente S1 und S2, in denen der W\u00e4rmetauscher installiert ist.<\/p>\n\n\n\n

      GeoCollect Energiebilanz<\/h2>\n\n\n\n

      W\u00e4hrend des Betriebs findet ein W\u00e4rmeaustausch zwischen den verschiedenen Elementen des Speichers statt.<\/p>\n\n\n\n

        \n
      • \\(q_{U1, E1} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen U1 und E1<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{E1, S1} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen E1 und S1<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{S2, S1} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen S2 und S1<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{U2, E2} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen U2 und E2<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{E2, E1} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen E2 und E1<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{E2, S2} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen E2 und S2<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{U3, E3} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen U3 und E3<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{E3, E2} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen E3 und E2<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{E3, S2} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen E3 und S2<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{U4, E4} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen U4 und E4<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{E4, E3} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen E4 und E3<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{S1, A1} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen S1 und dem blauen Umgebungselement dar\u00fcber<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{E1, A2} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen E1 und dem gr\u00fcnen Umgebungselement dar\u00fcber<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{HEX, S1} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen dem Fluidelement und S1<\/li>\n\n\n\n
      • \\(q_{HEX, S2} \\) W\u00e4rmeaustausch zwischen dem Fluidelement und S2<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        Alle W\u00e4rmeaustauscher, ausser den beiden mit dem Fluid, werden wie folgt berechnet:<\/p>\n\n\n\n

        \\(q_{i,j} = k_{i,j} \\cdot A_{i,j} \\cdot (T_i – T_j) \\)<\/p>\n\n\n\n

        Wobei \\(k_{i,j}\\) der W\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizient [W\/m2<\/sup>K] zwischen den Elementen i und j, und \\(A_{i,j} \\) die entsprechende Kontaktfl\u00e4che ist.<\/p>\n\n\n\n

        Beispielhaft, f\u00fcr den W\u00e4rmeaustausch zwischen den Elementen U3 und E3:<\/p>\n\n\n\n

        \\(q_{U3,E3} = k_{U3,E3} \\cdot A_{U3,E3} \\cdot (T_{U3} – T_{E3}) \\)<\/p>\n\n\n\n

        Die \\(k_{i,j}\\) Werte f\u00fcr den GeoCollect Erdspeicher sind wie folgt definiert:<\/p>\n\n\n\n

          \n
        • \\(k_{U1, E1} = 8.1 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{E1, S1} = 175.2 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{S2, S1} = 17.9 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{U2, E2} = 8.1 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{E2, E1} = 8.4 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{E2, S2} = 175.2 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{U3, E3} = 1 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{E3, E2} = 8.4 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{U4, E4}= 0.6 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{E4, E3} = 3.7 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{S1, A1} = 3 W\/m^2K \\)<\/li>\n\n\n\n
        • \\(k_{E1, A2} = 3 W\/m^2K \\)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          Der W\u00e4rmeaustausch zwischen den zwei HEX und den beiden Si Elementen ist definiert als:<\/p>\n\n\n\n

          \\(q_{HEX, Si} = \\frac{T_{HEX}-T_{Si}}{R_{HEX, Si}} \\)<\/p>\n\n\n\n

          Der W\u00e4rmewiderstand ist berechnet durch:<\/p>\n\n\n\n

          \\(R_{HEX, Si} = R_{HEX} + \\frac{1}{KA_{HEX, Si}} + R_{Si} \\)<\/p>\n\n\n\n

          Wobei:<\/p>\n\n\n\n

            \n
          • RHEX<\/sub> der innere W\u00e4rmewiderstand der Geometrie des W\u00e4rmetauschers ist.<\/li>\n\n\n\n
          • RSi<\/sub> der W\u00e4rmewiderstand des Materials um den W\u00e4rmetauscher herum ist.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

            \\(R_{Si} = \\frac{1}{\\frac{A_{Si}}{t_{Si}} \\cdot \\lambda_{Si}} \\)<\/p>\n\n\n\n

              \n
            • $latex \\frac {A_{Si}}{t-{Si}} ist das Verh\u00e4ltnis der Oberfl\u00e4che zur Dicke des Si Elements im Kontakt mit dem W\u00e4rmetauscher<\/li>\n\n\n\n
            • $latex \\lambda_{Si} ist die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Materials des Elementes Si<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

              Der W\u00e4rmeleitwert zwischen dem W\u00e4rme\u00fcbertrager und den Si Elementen ist:<\/p>\n\n\n\n

              \\(KA_{HEX,S1} = KA_{HEX,S2} = \\frac{2\\pi\\frac{l_s}{2}}{ln(1 + \\frac{t_{pipe}}{r_{in}})} \\cdot \\lambda_{pipe} \\)<\/p>\n\n\n\n

              Wobei:<\/p>\n\n\n\n

                \n
              • \\(\\frac{l_s}{2} \\) die halbe Strangl\u00e4nge ist<\/li>\n\n\n\n
              • \\(\\lambda_{pipe} \\) die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Materials des HEX Rohres ist<\/li>\n\n\n\n
              • \\(t_{pipe} \\) die Dicke des Rohres ist<\/li>\n\n\n\n
              • \\(r_{in} \\) der Radius des Rohres ist<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                Resultate<\/h2>\n\n\n\n

                Die W\u00e4rmebilanzen in der GeoCollect Komponente sind in drei Resultate, die in den Komponenten-Resultaten verf\u00fcgbar sind, gruppiert:<\/p>\n\n\n\n

                  \n
                • Energiefluss zu GeoCollect: Gesamtenergiefluss zu den GeoCollect-Elementen S1 und S2<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                  \\(q_{Geo} = q_{E1, S1} + q_{E2, S2} + q_{E3, S2} + q_{S1, A1} + q_{S1, HEX} + q_{S2, HEX} \\)<\/p>\n\n\n\n

                  Wobei qSI, HEX<\/sub> die W\u00e4rmbilanzen zwischen dem Si Element und dem W\u00e4rme\u00fcbertrager ist<\/p>\n\n\n\n

                    \n
                  • Energiefluss im Untergrund: Der Gesamtenergiefluss zu den Erdelementen Ei:<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                    \\(q_{Soil} = q_{U1, E1} + q_{U2, E2} + q_{U3, E3} + q_{U4, E4} + q_{E1, A2} \\)<\/p>\n\n\n\n

                      \n
                    • Gesamter Energiefluss<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                      \\(q_{tot} = q_{Geo} + q_{Soil}\\)<\/p>\n","protected":false},"author":135679,"featured_media":0,"parent":138459,"menu_order":6,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","class_list":["post-141373","handbuch","type-handbuch","status-publish","hentry"],"acf":[],"yoast_head":"\nGeoCollect - POLYSUN<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.velasolaris.com\/en\/handbuch\/polysun-designer\/producers\/geothermal-sources\/geocollect\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"en_US\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"GeoCollect\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"The GeoCollect component is an earth thermal energy collector. 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