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Jansen entwickelt mit der HSR die stärkste Kunststoff-Erdwärmesonde der Welt

04.06.19 - Die Erdwärmesonde JANSEN hipress wurde vom German Design Council mit dem German Innovation Award 2019 «Gold» ausgezeichnet. Damit sichert sich die im St. Galler Rheintal ansässige Jansen AG die Vorreiterrolle in diesem Teil des Erdwärmemarkts und avanciert zum globalen Marktleader. Die neue Sonde wurde zusammen mit der HSR Hochschule für Technik Rapperswil im Rahmen eines Innosuisse-Projektes (ehemals KTI) entwickelt.

«Die Nutzung von Erdwärme ist besonders nachhaltig. Dabei gilt: Je tiefer man bohrt, desto höher die zur Verfügung stehende Temperatur. Allerdings steigen auch die Kräfte, die auf die Sonde wirken», stellt die Jury des German Innovation Award fest. In der Schweiz werden traditionell viele und immer tiefere Erdwärmebohrungen durchgeführt. Herkömmliche Lösungen können diese Anforderungen nur durch eine höhere Wandstärke erfüllen, was zu einem schlechteren Wärmedurchgang, zu höherem Druckverlust und zu hohen Kosten führt.

Hier setzt die neue Kunststoff-Erdwärmesonde an. «Die innovative JANSEN hipress verfügt über den geringsten hydraulischen Widerstand und ist die zurzeit stärkste Erdwärmesonde am Markt. Und das, ohne dass der Einbaudurchmesser erhöht werden muss, was sich auch auf die Bohrkosten positiv auswirkt», begründet die Jury ihre Entscheidung, wieso gerade die JANSEN hipress zum Gewinner des Abends wurde.

Mit dem German Innovation Award werden zukunftsweisende Innovationen ausgezeichnet, die nachhaltig Wirkung zeigen und für den Nutzer einen Mehrwert bieten. Die stärkste Erdwärmesonde der Welt hält höchsten Druckbelastungen und rauen Baustellenbedingungen stand und ermöglicht dadurch eine wirtschaftliche Erschliessung eines gewaltigen, sauberen, erneuerbaren Energiespeichers.

Symbiose aus Wirtschaft und Forschung

Im Rahmen des Innosuisse-Projektes wurde zuerst das Hybridrohr entwickelt. Weil sich klassische Schweissverfahren für das werkseitige Anbringen des Sondenfusses nicht eignen, wurde ein neues materialhomogenes Schweissverfahren entwickelt. Dieses wurde dann zum Patent angemeldet. Dafür arbeitete Jansen mit der HSR Hochschule für Technik Rapperswil zusammen, um die überzeugende Lösung in Etappen zu erarbeiten. Nach der Prüfung verschiedener Konzepte haben die Projektpartner das Ziel durch gezielte Material-Kombinationen und spezifische Multimaterialverbindungstechniken erreicht: ein Geothermierohr zu entwickeln, das energieeffizienter, leichter und robuster als bisherige Lösungen ist und ohne alterungsbedingte Einbussen eine Lebenserwartung von rund 100 Jahren aufweist.

«Die Metall-Zwischenschicht ermöglicht höhere Drücke und verhindert als Diffusionssperre das Eindringen von Gasen durch die Rohrwandungen und garantiert einen dauerhaften gefahr- und reibungslosen Betrieb», erklärt Prof. Daniel Schwendemann, stellvertretender Institutsleiter, IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung der HSR. Der Sondenfuss ist zusätzlich in einen Metallmantel eingefasst, der vor Beschädigungen von aussen schützt, sowie hohe Drücke von innen aufnehmen kann. Dafür setzten die Projektpartner auf innovative Fertigungslösungen wie Additive Manufacturing Verfahren (Metall-3D-Druck).

Dietmar Alge, Leiter Verkauf Geothermie Jansen AG sagt: «Die projektorientierte Kooperation mit den Experten des IWKs war äusserst professionell und unkompliziert. Unsere Aufgabenstellung wurde mit viel Engagement der Experten und bewährtem Fachwissen im geplanten Zeitrahmen professionell gelöst.»

Prof. Daniel Schwendemann von der HSR sagt: «An der HSR forschen wir in unterschiedlichen Bereichen und pflegen einen engen Austausch mit regionalen Unternehmen. Besonders stolz sind wir, dass wir mit einem lokalen Partner wie Jansen AG eine derartige Neuheit entwickeln konnten. Die Jansen hipress ist die stärkste Erdwärmesonde der Welt.»

Referenzobjekt bestätigt Einsparung der Betriebskosten

Die neue Erdwärmesonde ist eine attraktive Alternative zu fossilen Heizungssystemen und ermöglicht eine umweltfreundliche Energieversorgung für mehrere Generationen. Insbesondere Quartiere mit verdichteter Bauweise und hohem Energiebedarf oder Untergrundsituationen mit potenziellen Gasvorkommen sind die Anwendungsgebiete für das neue hochdruckbeständige und diffusionsdichte Patent. Eine repräsentative Referenz stellt ein Mehrfamilienhaus mit angebauter Wohnanlage in Fribourg dar. Dabei wurden auf engsten Platzverhältnissen drei Erdwärmebohrungen mit der neuen Sonde durchgeführt. Das Resultat ist zuverlässige Wärme und Kälte in allen Wohnungen für mehrere Familien über Generationen hinweg.

Erfahren Sie mehr über die JANSEN Erdwärmesonde hipress

Mehr Informationen zum German Innovation Award

Mehr Informationen zum IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung

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