Sehr geehrte Damen und Herren,

Bei einer Komplettsanierung auf EH55 soll eine Sole-WP verbaut werden. Diese soll auch zur passiven Kühlung über die Fußbodenheizung genutzt werden.

Eigentlich möchte ich wirklich gerne einen Ringgrabenkollektor haben da ich Vorteile darin sehe. Der Heizungsbauer und Stiebel Eltron selbst scheinen mich aber eher zu einem konventionellen System drücken zu wollen.  
Nach deren Aussage ist es nicht möglich das 300 Meter DN 40 PEHD Rohr über die Heizung laufen zu lassen. 

https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=Ig1nJ7nY7XFtqFuKN9Uq


Verbaut werden soll eine Stiebel WPE I 7 plus, das ganz neue Modell von Stiebel, Innenaufgestellt mit Propan.





Zwecks Planungssicherheit: Aktuell tendiere ich eher dazu, die Leitungen wie von Stiebel vorgeschlagen in Schlangen im Boden zu vergraben...
Platz habe ich so oder so genug, da wir von einem landwirtschaftlichen Hof sprechen. 



Zitat Heizungsbauer & Stiebel:

ich bin mit der Technik von Stiebel noch einmal in medias res gegangen.



Ergebnis:



Der Solekollektor benötigt:



Kälteleistung: 6 kW

Volumenstrom: 1,4 m³/h



Differenzdruck im System

Wärmepumpe - Verteiler max.: 100 mbar
Kollektorkreis mit größtem Differenzdruck max.: 300 mbar


Das Arbeiten mit lediglich einem Kreis führt vermutlich zu, zu hohen Drücken.



Für das Kühlhalten kann eine größere Fläche nicht schaden. Das Kühlen kann zum ende des Sommers problematisch werden, vor allem wenn der Sommer besonders trocken ist und der Boden nicht regeneriert.



Beste Grüße

Christian Rose

frag ihn doch mal wie lang das rohr in einer 150m tiefen dn40 bohrung ist
und ob er der meinung wäre das eine 150m tiefe dn40 bohrung nicht betrieben werden kann?

Tja, lass mich raten. Der Heizi hat dir einen Betrieb für die Bohrung vorgeschlagen?

Sicher das diese Aussage von Stiebel Eltron kommt?

https://www.stiebel-eltron.at/de/home/produkte-loesungen/informieren-planen/referenzen/202409-Einfamilienhaus_S_Mangelberger.html

Hallo,

schreibe jetzt nichts mehr zu dem Thema "geht nicht"

Bei deinem Plan fehlen einige Leitungen und bei passiver Kühlung sollte man den Kollektor etwas tiefer verlegen. Das funktioniert bei uns seit Jahren sehr gut.

Die geforderte Heizleistung hat der Kollektor.

Vorschlag

Bei der Erstellung des Graben auf abböschen der Seitenwände achten!
Die Zuführung im schmalen Graben erfolgt in zwei Ebenen, die obere liegt in 0,9-1m und die untere in 1,9-2m. Der kalte Kollektorteil, also Leitung von der SWP wird in 0,9-1m und nimmt langsam Energie auf, die Leitung wird dann im Abschnitt C auf die geforderte Tiefe verlegt.


Wolfgang

Warum soll er tief bohren!?

Warum kommst du nicht mit Berechnungen?

Warum lässt du dir vom haben sagen, dass es „vermutlich“ nicht klappt!?

Soll er vorrechnen, dass es nicht klappt, du rechnest dass es klappt…

Bodengutachten zum Erdreich vorhanden? Dann sollte das kein Thema sein!?

Mit einer Single-Sonde DN 40 und 1,4 m3/h ist der Druckverlust schon grenzwertig hoch, es benötigt dann halt eine entsprechend kräftige Solepumpe (800, besser 1000 mbar)

Mit Ethanolsole würde man noch 50 mbar Druckverlust sparen auf den 300 m Sonde.

Was für eine Sole-UWP bringt diese tolle neue WPE I 7 Plus mit und wie hoch ist der Druckverlust im Verdampfer und der internen Verrohrung?

Gruß
Dipl.-Ing. Anlagentechnik
Frank-Rolf Roth
www.waermepumpendoktor.com
(Planung, Baubegleitung, Anlagen-Optimierung, Betreiberschulung)
Referenz-Wärmepumpenanlage der Energieagentur-NRW
So wird’s gemacht: https://www.youtube.com/watch?v=JqPpRR6vQl4

0,7bar ca sind schon was. Hätte ich auch nicht erwartet… besser größer/mehr

0,18 bar komme ich raus. Beim ersten war ich beim falschen Rohr…

Wäre das so kritisch??

Hallo Frank,

ist das Thema für den Kollektor nicht in der VDI eindeutig geregelt?
Nach meiner Kenntnis liegt der zulässige Wert für den Kollektor bei 350mbar, hier wird nun 300mbar gefordert.
Bei einer Heizlast von 5KW ist ein 40x300m Rohr ausreichend und damit auch kein Verteiler nötig.
Nötigt sind Absperrhähne, Befüllstutzen, Luftfalle oder Mikroblasenabscheider, Ausdehnungsgefäß und hier ist man unter 100mbar Druckverlust.
Falls ich das Schreiben des HB richtig lese, hat er bedenken bei einem Solekreis.
Finde bei Stiebel Eltron keine Angaben über die verwendete Pumpe.

@rosea

Kannst du beim HB nachfragen welche Pumpe in der neuen SWP installiert wurde?

Frank hat Recht.
Ihr rechnet Falsch.

Hallo an alle die mir heute geantwortet haben.
Das waren defitniv mehr antworten als erwartet.

Leider hört es bei mir in der Physik auf, wenn ich Druckverluste rechnen muss :-(
Auch kann ich nicht einschätzen, wie viel Druckverlust das System interen, also am Außdehnungsgefäß oder an den Abstellern bekommt. Wobei Stiebel diesen ja schonmal auf 100 mbar geschätzt hat.

Über die Seite https://www.druckverlust.de/Online-Rechner/dp.php komme ich jetzt, nachdem ich auch die Viskosität und die Dichte angepasst habe auf einen Druckverlust von 542 für Ethanol bzw. 958 für Glykol. Zumindest für Glykol wäre ich an der Stelle schon raus.


@hbrockmann, die Idee ist gut. Bei einer Tiefenbohrung über 150 metern sieht es ja quasi genauso aus wie bei einer Verlegung in der Fläche. Gutes Beispiel.

@Lupo1, vielen Dank für deine optimierung. Diese werde ich mir nochmal genauer ansehen und ggfs. so umsetzen oder zumindest mit einspielen lassen.

@Frank_Pantry auf welchen Druckverlust kommst du denn ?
Wieviel Druckverlust die Stiebel intern hat weiß ich nicht. Aber wie im Eingangspost geschrieben, geht Stiebel von ca. 100mbar aus für die alles was nicht Kollektor ist.
Im Datenblatt der WP steht eine Verfügbare externe Druckdifferenz Wärmequelle von 750 hPa. bzw 750 mbar.
Es steht allerdings auch im Datenblatt: AbschaltdruckSoledruckschalter (Überdruck)= 0,05 MPa = 500 mbar.

Was wäre denn das schlimmste, was passieren könnte?
- Die Pumpe schafft nicht die geforderte Menge.
- Die Pumpe geht schneller kapput, da oft an der Leistungsgrenze
- Neue Pumpe mit mehr Leistung wird eingebaut = alles gut?

Also im Prinzip müsste doch nur die Sole-Pumpe ersetzt werden, falls das geplante am Ende nicht läuft? Eine neue Pumpe wird günstiger kommen als ein Sole-Verteiler mit Schacht und co.
Oder schaltet dann das Überdruckventil immer weg?


Aktuell geplant ist folgende Sole:
Stiebel Eltron Wärmeträgerflüssigkeit MEG 30 Ethylenglykol
Wenn ich es nun richtig verstanden habe, macht es schon einen großen Unterschied, wenn ich ein Ethanol nehme -z. B. coracon® GT A F-10

Dann würde ich damit nochmal an den Heizungsbauer rantreten und dies berechnen lassen.
Leider reden wir zu häufig über "Erfahrungswerte" seitens Stiebel und wenig über Berechnungen.

Ich habe gerade noch gesehen, dass Stiebel bei der WPE-I 07.1 Plus H 400 einen Volumenstromwärmequellen-seitig max. beiB0/W35 und 3 K von 0,78 m³/h vorsieht.

In dem Fall würden natürlich auch die Druckverluste andere sein.

Da frage ich erstmal nach und melde mich

Wenn dein Kollektor die Leistung schafft, du aber zu wenig Volumenstrom schaffst, sinkt die Leistung die du aus dem Kollektor bekommst. Andere Pumpe wäre also eine Lösung.

Benötigt aber natürlich auch mehr Strom. Und das über Jahre hinweg.
Man müsste also vergleichen was besser für deine Kosten ist…

Ich hab die neue WPE I 07.1 H mit R290 selbst in der Planung. Einrohrkollektor ist mit bis zu 400m DA40 und -11°C Ethanolsole (z.b. Greenwater) mit 1,5m3h möglich, das wurde mir von Stiebel Eltron Österreich so gesagt. Glykohl wollte ich nicht. Die haben viel mehr Erfahrung mit RGKs als Deutschland (siehe Link oben), aber das ist der Markt in Deutschland, da müssen wir im Forum mehr bewirken.

In meinem Fall wird es aber ein Zweikreiser mit TB und vorgeschaltetenen RGK als Vorwärmstufe. Overkill aber hab Spaß daran und Turbulent unter Vollast.

Moin rosea,

hier passt etwas nicht zusammen: Die WP hat eine maximale Wärmeleistung von 7 kW, daraus macht Stiebel dann sehr optimistische 6 kW Kälteleistung, obwohl das Haus anscheinend nur 5 kW Wärmeleistung braucht. So sind dann die angenommenen 1,4 m³/h viel zu viel.

Nehmen wir dann, dass die im Plan eingetragene Heizlast von 5 kW realistisch ist. Dann könnte die WP auch eine Nummer kleiner gewählt werden, gibt es aber mit R290 anscheinend (noch) nicht.

Wird die zu große WP stattdessen auf 5 kW Wärmeleistung begrenzt, dann ist spannend, was als Kälteleistung rauskommt. Betriebszustände im Herbst, also warme Quelle und niedrige Vorlauftemperaturen sind dabei egal, wichtig ist der Zustand im Kernwinter bei Normaußentemperatur, wenn die Quelle schon ziemlich kalt ist und maximaler Vorlauf gebraucht wird. Bei guter FBH-Auslegung (flow30) wäre in diesem Betriebspunkt (+2/-2 Sole und 30/26 Heizwasser) ein COP von optimistischen 6 denkbar (Edge-Case-Betrachtung)
Kälteleistung dann: (5 kW / COP) * (COP-1) = knapp 4,2 kW
Bei 4 K Spreizung ergibt sich ca 1 m³/h, mehr Volumenstrom ist nicht notwendig für 5 kW Wärmeleistung.

Druckverlustberechnung:
- Rohrdurchmesser: 32,6 mm (Innendurchmesser 40er Rohr)
- Rohrlänge: 300 m
- Rohrrauigkeit: 0,0015mm
- Volumenstrom: 1 m³/h
- Dichte: 1044 kg/m³ (Ethylenglykol 25%)
- Kin. Viskosität: 3,86 mm²/s (Ethylenglykol 25%)
= 236 mbar

Also überhaupt kein Problem. Selbst mit 400 m 40er Rohr landest Du nur bei 315 mbar Druckverlust, und das mit eigentlich noch zu fettem Solegemisch, 20-22% wären ausreichend für einen sinnvoll ausgelegten Kollektor.

Mit steigendem Druckverlust steigt die Spreizung. Wenn also der Druckverlust "zu hoch" ist, dann stellt sich automatisch der von der Umwälzpumpe schaffbare niedrigere Volumenstrom ein, der dann zum Ausgleich eine höhere Spreizung aufweisen muss, um die gleiche Energiemenge transportieren zu können.

Im Extremfall kann bei zu geringem Volumenstrom der Wärmetauscher der WP nicht mehr gleichmäßig durchflossen werden, so dass sich sich "Cold Spots" bilden können. In Zusammenarbeit mit der höheren Spreizung kann so der Wärmetauscher kaputt frieren. Deshalb immer den Mindestvolumenstrom einhalten und die Spreizung nicht über 5 K ansteigen lassen, was mit sinnvoll ausgelegtem und entsprechend belasteten Kollektor kein Problem ist.

Abhilfe schafft bei zu hohem Druckverlust in der Tat der Austausch der Sole-Umwälzpumpe, allerdings sorgt das für einen höheren Stromverbrauch und ist nicht empfehlenswert.

Zur Sicherheit bieten moderne Wärmepumpen die Konfiguration einer minimalen Soletemperatur, die nicht unterschritten werden darf. Hier wird dann die Leistung gedrosselt (also Modulation runter, wenn die Steuerung das kann) bzw. ganz abgeschaltet (bei zu schnellem Temperaturabfall), so lässt sich der Wärmetauscher vor allen Eventualitäten schützen.

Ob Glykol oder Ethanol ist bei gleichem Frostschutz (-9 Grad reichen bei minimal -3 Grad am kalten Ende des Kollektors) fast egal.

Viele Grüße
crink