In der Geothermie bezieht sich die J-Funktion (F-Funktion) auf die Theis-Gleichung, die zur Analyse von Wärmetransportsystemen in der Hydrogeologie und Geothermie verwendet wird. Sie ist eine Modifikation der ursprünglichen Theis-Gleichung, die den transienten (zeitabhängigen) Druck- und Temperaturverlauf in einem Grundwasserleiter beschreibt, der durch eine Brunnenförderung gestört wird.
Die Theis-Gleichung ist eine mathematische Lösung für die transiente Wasserbewegung in einem Grundwasserleiter. Sie wurde ursprünglich 1935 von C.V. Theis entwickelt, um die Absenkung des Grundwasserspiegels (Druckabfall) in der Umgebung eines Brunnens zu berechnen, der mit konstanter Rate Wasser fördert.
In der Geothermie wird die Theis-Gleichung für die Analyse von geothermischen Brunnenbohrungen angepasst. Bei der thermischen Nutzung von Grundwasserleitern wird nicht nur Wasser, sondern auch Wärme gefördert oder in den Untergrund eingebracht. Die F-Funktion, oft als F(u) oder W(u) (Well-Function) bezeichnet, ist der integrale Teil der Theis-Gleichung:
T(r,t) = 4πKq⋅F(u)
T(r,t) ist die Temperaturänderung an einem Punkt in der Entfernung r vom Brunnen nach der Zeit t.
Die F-Funktion beschreibt die radiale Ausbreitung einer Temperaturstörung (oder Druckstörung) von einem Brunnen weg. Sie hilft, die thermische Reichweite einer geothermischen Anlage zu bestimmen und ermöglicht es, Vorhersagen über die langfristige Temperatursenkung oder -erhöhung im Untergrund zu treffen. Dies ist entscheidend für die Planung und den nachhaltigen Betrieb von geothermischen Kraftwerken und Wärmepumpensystemen.#
Teilweise Gemini, überarbeitet
Zu Literatur siehe:
zuletzt bearbeitet August 2025, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
