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Wärmepumpe - Erdkollektor im Grundwasser ? Kombination mit Solar sinnvoll ?
Verfasser:
Sirko
Zeit: 12.10.2003 12:28:52
0
31047
Hallo,
um´s vorweg zunehmen, ich bin kein Fachmann sondern nur ein technisch interessierter Bauherr mit der ein oder anderen ungewöhnlichen Frage:

1. Was spricht dagegen, auch für Sole-Anlagen einen Erdkollektor aus Kupfer in grundwasserführende Schichten zu legen (Grundwasser bei uns je nach Jahreszeit 1,50 - 1,80 m tief). Bei der Tiefe spare ich schon mal das Frostschutzmittel.

2. Läuft eine WP automatisch umso effektiver, je größer die gewonnene Temperaturdifferenz ist ? Mit anderen Worten, macht es Sinn, den Erdkollektor mit möglichst kaltem Wasser (ca. 2°C, da ohne Frostschutz) zu "beschicken".
Als Rücklauftemperatur erwarte ich (je nach Fließgeschwindigkeit im Kollektor) bis zu 8 °C. Ist das realistisch ? (Kollektor 5 x 70 m, 14er Cu-Rohr mit Kunststoffmantel)

3. Kann eine WP auch mit unterschiedlichen Kollektortemperaturniveaus umgehen ? Als Laie könnte ich mir vorstellen, das Wasser auch (dann allerdings mit Frostschutz) durch einen simplen, kostengünstigen Schwimmbadabsorber (ggf. Marke "Eigenbau") zu schicken. Im Sommer bringt das doch garantiert mehr als die 8 °C aus dem Grundwasser.

4. Wenn Wärmepumpen idealerweise für FBH (30-35 °C) konzipiert sind, macht es dann Sinn, eine kleinere WP "hinterher" zu schalten, um Warmwasser zu produzieren oder schafft die 1. WP das spielend allein.
Wie funktioniert das dann ? Produziert sie erst WW (ca. 55 °C) und "kühlt" dann wieder auf 35 °C für die FBH ab ?

5. Wie kann ich möglichst elegant über die FBH kühlen ? Die WP mit 18 °C Vorlauf laufen zu lassen (falls technisch überhaupt möglich), klingt zwar simpel, kostet aber auch Strom. Gibt es auch Alternativen ?

Vielen Dank vorab für Eure Erfahrungswerte .....

:-) Gruß Sirko
Verfasser:
C. Brenner
Zeit: 12.10.2003 15:34:25
0
31048
Hallo Sirko.

Gegen einen Erdkollektor im Grundwasser spricht eine Menge.
Der Kollektor wirkt hier wie ein Wärmetauscher; Das Medium im Kollektor muß kälter sein, als das Grundwasser, damit überhaupt ein Wärmestrom stattfinden kann.
Da in der WP auch ein Wärmetauscher (zwischen Medium und Kältemittel) ist, besteht hier also ein doppelter thermischer Verlust. Verlust deswegen, weil mit steigender Temperaturdifferen zwischen Warm- und Kaltseite (also Quellen- und Nutzungsseite) die Leistungszahl der WP ungünstiger wird.
Es wäre also besser, direkt über eine Brunnenanlage die WP mit Grundwasser zu versorgen.

Ein zweiter Punkt ist der Frost. Zwar lässt sich das Medium im Kollektor frostfrei gestalten (Sole) und der WP macht das auch nichts aus, aber was mit dem Kollektor passiert, wenn er das Wasser um sich herum zu Eis verwandelt, weiß keine genau. Ich ahne hier aber nichts gutes, zumal Kupfer angedacht ist.

Das ist dann der dritte Punkt. Kupfer ist keinesfalls Resistent gegen Zersetzung. Zwas ist das Wasser nicht problematisch; welche Reaktionen allerdings mit den Stoffen in der Erde stattfinden können, mit denen das Kupfer in berührung kommt, kann bestimmt eine interessante chemische Abhandlung darstellen.
Wenn Kollektor, dann aus PE.

Ich nehme an, dass sich die gemeinte Temperaturdifferenz auf den Vor- und Rücklauf der Quellenseite bezieht.
Grundsätzlich ist das Gegenteil der Fall; Je geringer die Differenz zwischen Vor- und Rücklauf, desto effizienter arbeitet das Aggregat (Die Temperatur des Verdampfers in der WP ist immer niedriger, als die kalte Austrittstemperatur; damit steigt also dann die Differnez zwischen Kalt- und Warmseite mit ihrer negativen Konsequenz).
Diese Temperaturdifferenz bestimmt sich aber im Wesentlichen aus der Quelle selbst; Ist z. B. der Kollektor zu klein oder der Wärmeübergang ungünstigt, muß die WP eine höhere Differenz erzeugen, damit genügend Wärme generiert werden kann.
Die Differenz zwischen Vor- und Rücklauf einer Seite wird durch die Fördermenge der Pumpe bestimmt.


Ja, die WP kann mit unterschiedlichen Temperaturniveaus im Kollektor umgehen. Je nach Fabrikat reichen hier die Spannen von -10 bis 35°C.
Hier ist aber Vorsicht geboten; Höhere Temperaturen auf der Quellenseite, auch nur kurzzeitig, können den Verdicher zerstören.


Zur Brauchwasserbereitung: Hier schaltet i.d.R. die Wärmepumpe um zum Brauchwasserspeicher, lädt diesen und schaltet anschließend wieder zurück zum Heizungspuffer. Es wird also nichts abgemischt.
Normalerweise wird die WP so eingestellt, dass die Brauchwasserbereitung nur Nachts stattfindet, wenn der Heizwärmebedarf geringer ist. Somit kommt es zu keinem Bedarfskonflikt. Das setzt jedoch voraus, dass der Brauchwasserspeicher ausreichend groß ist.


Kühlen geht mit der WP ganz gut. Man kann auch passiv über die Quelle der WP kühlen. Wird über den Fußboden gekühlt, ist unbedingt eine Taupunktregelung erforderlich, sonst kondensiert die Feuchte der Luft auf dem Boden und den Leitungen.


Grüße, C. Brenner www.Celsius-compile.de
Verfasser:
Sirko
Zeit: 02.11.2003 20:27:08
0
31049
Hallo C. Brenner (und andere Interessierte),

vielen Dank für die prompte Beantwortung meiner Fragen. Inzwischen hat sich das ein oder andere allerdings erübrigt:
Der Bagger zum Ausheben der Fundamente war schon da, und wir haben (vielleicht etwas zu voreilig) die Chance ergriffen, 350 m Erdkollektor aus 14er-Cu-Rohr (mit Kunststoffmantel) ins Grundwasser zu legen.
Als Bauherr muß man halt manchmal schnelle Entscheidungen treffen ...

Für mich stellt sich jetzt die Frage: Bleibe ich bei der Sole-Wasser-WP (ca. 9 KW) oder ist sogar eine Direktverdampfung möglich ? Die Leistungszahlen sollen ja besser sein ......
Angeblich kann ich aber kein Kältemittel durch normale, hartgelötete Cu-Rohre schicken. Warum konnte mir bisher niemand sagen ... Wo kann ich mich unabhängig erkundigen ?

Welche WP-Fabrikate können denn mit größeren Quellentemperatur-Schwankungen umgehen ?

Und wie funktioniert das mit der passiven Kühlung ? Brauche ich einen weiteren Wärmetauscher ?
Und was ist mit der Taupunktregelung ? Gibt es da spezielle Steuerungen, die die Luftfeuchtigkeit messen ?

Vielen Dank im voraus ...

Mit freundlichen Grüßen
Sirko
Verfasser:
C. Brenner
Zeit: 02.11.2003 23:05:33
0
31050
Hallo.

Hmmm - ist jetzt das Kind in den Brunnen gefallen.

Na gut. Es ist, wie es ist.

Die Direktverdampfung bzw. Direktkondensation ist so ne Sache. 100% Dicht gibt es nicht, und wenn es undicht wird, gewiß an der ungünstigsten Stelle.
Das Risiko von undichten Stellen ist bei direkter Durchströmung deutlich größer, als wenn Wasser oder Sole durch das System strömt, weil das Kältemittel einen wesentlich höheren Druck hat.

Mit normalem Kupfer hat Kältemittel manchmal Probleme. Für kältetechnische Anlagen wird nur sauerstofffreies Kupfer verwendet.
Ist das nicht der Fall, kann es zu Reaktionen und Schäden an den Leitungen kommen bzw. zur Zersetzung des Kältemittels.
Also den Erdkollektor auf Sole auslegen.

Damit könnt ihr dann auch passiv kühlen.
Wenn ihr über das Heiznetz kühlen wollt, muß die Temperatur des Kühlwassers über dem Taupunkt liegen, damit kein Kondensat an Kühlflächen und Rohrleitungen entsteht. Im Gebäude muß also die r.F. und die Temperatur gemessen werden. Daraus wird ein Taupunkt errechtnet, der eingehalten werden muß.

Je nach Heizsystem kann diese passive Kühlung aber auch sehr unangenehme Auswirkungen haben. Das ist ein weites Experimentierfeld.
Aber damit habt ihr ja bereit angefangen.


Grüße, C. Brenner www.Celsius-compile.de


Verfasser:
Sirko
Zeit: 07.11.2003 22:30:34
0
31051
Danke für die Info. Der Zahn mit der Direktverdampfung bzw. Direktkondensation ist mir somit endgültig gezogen ...

Gruß Sirko
Verfasser:
Steinbock@Sirko
Zeit: 08.11.2003 18:05:02
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31052
Hallo Sirko!

In den USA ist Direktverdampfung mit Cu im Erdreich kein Problem, aber die haben auch ein anderes Verhältnis zum Raumschiff Erde.

Das Problem sind die hier zugelassenen Kältemittel. R134 und R407a können nur zusammen mit Esterölen im Kompressor betrieben werden, die sich mit Wasser zersetzen. Dur hättest vor der Verlegung den Käölteinstallateur fragen sollen. Versuch, ob der KI Dir eine WP mit R290 (Butan/Propan) baut, damit können normale Öle im Kompressor verwendet werden und wenn der Kreislauf draußen ist, sollte Brandgefahr ja kein Thema sein.

Grúß
Lothar
Verfasser:
Sirko@Steinbock
Zeit: 22.11.2003 00:48:48
0
31053
Hallo L. Steinbock,

danke für den Tip. Ich habe unter der Rubrik "Lüftung/Klima" einen neuen Beitrag bzw. eine neue Anfrage gestartet.
Mal sehen, was rauskommt ...

Gruß Sirko