Öffentliches Forum
  - Wärmepumpen

Ich hatte vor 4 Jahren bereits eine Sole-Wärmepumpe begonnen zu planen. Aus verschiedenen Gründen musste ich das damals abbrechen. Da der neue Ansatz sich von dem alten Faden unterscheidet, mache ich hier ein neues Thema auf:
Haus in 02747, Baujahr 1840 (Denkmalschutz), Wohnstallscheune im Langhaus (42m), derzeit 160qm ausgebaut (Potential 80qm DG, 100qm Stallboden), 30kW-PV auf dem Dach (Vergütung läuft in 2030 aus) derzeitige Heizung im HZ-Raum DG (von 2016) ist eine Brennwerttherme mit Röhrenkollektoren (20qm von Akotec) und Solarstation , 1500l Brauchwassertank, Trinkwasserstation (alles Vaillant), Gasverbrauch ca. 35.000kwh/Jahr (im alten Thema steht da was falsches), vollständig Flächenheizung (Wandheizung Aufbau nach Tichelmann in Lehmputz, Fussbodenheizung), hydraulischer Abgleich erfolgt (alle Heizflächen mit RTL-Ventil auf "5", Durchfluss einzelner Flächen so gemindert, dass es in allen Räumen gleichmäßig warm wird) Dadurch geht eine Heizkurve bei 0,35, Förderhöhe 3,5m (~1000l/h) schon mehrere Winter erfolgreich so, auch im letzten.

Ich komme bei der Heizlastbedarfsrechnung dann auf 15kw (35.000x0,9/2100)
Die Ausführung des Solekollektor soll als Wendegraben geschehen. crink hatte mir damals ~13m/kW für meinen nat. ermittelt, was einem Wendegraben von 196m Länge entspräche. Hier ist der Entwurf, hier konnte ich auch die Anbindung im Haus vereinfachen durch eine Verlegung des Grabens. Bin mir nicht sicher, ob das mit dem Regenrohr und dem hinteren Baum so funktioniert. Die Verteilerbox muss außen in einen Bodentank. Die Anbindeleitung soll parallel zum Fallrohr (in Dämmung und Blechschutzrohr) auf Höhe des Dachbodens gehen und dann dort ins Haus, weil die Außenwände 80cm stark und aus Feldstein sind und innen sonst durch eine Gewölbedecke gebohrt werden müsste.
Bei der Länge werde ich 2x200m-Rohre verschweißen müssen. Genügen in einem 60er Graben 2x400m für die 15kW oder müssen es 3x400m sein?

Die SWWP soll direkt in die Heizflächen gehen, will den Speicher gern abkoppeln und nur mit einer kleinen WP erhitzen, die ihre Quelle aus dem Heizwasser bezieht, damit die BWWP effizient arbeiten kann und ich die Röhrenkollektoren weiter benutzen kann. Leider finde ich nur BWWP mit Luft als Quelle (HZ-Raum hat nur 20m³).

Bei der Auswahl der BWWP wäre Vaillant naheliegend, erscheint mir aber trotz Förderung sehr teuer. Leider finde ich keine Übersicht zu Preis und Leistung verschiedener Hersteller, dafür aber etliche sehr günstige SWWP aus China. Zu diesen aber hier im Forum nicht viel.

Ich würde mich freuen, wenn hier mal wer über die obige Planung drüberschaut, bestätigt oder korrigiert und bezüglich der Auswahl der WP Hinweise geben kann.
Danke!
Bernhard

Ich mach mal weiter: Wäre es auch möglich, den Wendegraben mit 50er Rohr sdr17 zu belegen und dadurch zu verkürzen? Ich habe das in einem anderen Thema gelesen. Wobei fraglich wäre, ob man das z.B. in 300m bekommt (und dann noch bewegen kann). Um welchen Faktor bringt das 50er Rohr mehr als das 40er?

Hier kommt noch ein Satellitenbild. Unterhalb des Wohnhauses ist viel Platz, dort würden auch größere Kollektoren Platz finden. Den Wendegraben möchte ich wegen der einfachen Installation und des geringeren Aushubs wählen.
Satellitenbild

Hatte noch einen Baum vergessen einzuzeichnen: Wendegraben

Hier wäre das Anlagenschema, welches den vorhandenen Speicher mit Solarstation und Trinkwasserstation benutzt mit den verschiedenen Lade-/Entladezuständen, WENN ich den Speicher auch über die SWWP laufen lasse, zumindest zum (täglich einmal?) laden
Am liebsten möchte ich den Speicher mit einer kleinen separaten BWWP (Wasser/Wasser nicht Luft/Wasser) erwärmen, wenn dies die Kollektoren nicht tun, wobei es damit noch komplizierter wird, überschüssige Wärme (Übergangszeit) aus dem Speicher in den Heizkreis zu bekommen.

Was sagt ihr zu dem Schema?

Ich versuche, das mal hier selber voran zubringen:
Also, die Weiterverwendung von dem 1500l Allstor-Speicher, bei dem Heizung und Brauchwasserbereitung hydraulisch verbunden sind, ist alles andere als effizient. Ich sollte dafür also eine andere Lösung bekommen. Die 20qm Röhrenkollektoren sind bereits vorhanden und erwirtschaften jährlich 6500-6800kwh, sollten also weiter benutzt werden.
Ich suche also Lösungen, diese weiter einzubinden.
z.B. als Quelle? So, wie die (deutlich ineffizienteren PVT-Kollektoren)
-> leider finde ich zu den Wärmepumpen, die das können, kaum technische Dokumentation online, also Aussagen für Tmax. der Quelle oder, wie das technisch gelöst wird.
z.B. zum regenerieren der Quelle? dazu gibt es in dem ersten Anwenderbeispiel dieses Filmes ein schon lange erprobtes Beispiel. Dabei geht alle Energie der Kollektoren aber direkt ins Erdreich.
Es scheint mir aber sinnvoll, dass die Solarkollektorenwärme direkt für die Brauchwassererhitzung verwendet wird, weil das die WP in ihrem ineffizientestem Bereich entlastet. (Im zweiten Beispiel des Filmes, wird mit mit so einem kombinierten Speicher gelöst, wie mein bestehender = ineffizient)
Könnt ihr mir da weiterhelfen?

Der Ertrag von den Röhrenkollektoren scheint ja für 20qm eher zu niedrig, was vermutlich daran liegt, dass der Speicher bislang im Sommer zum schnell geladen ist und dann die Anlage bei 95° stagniert. Hier würde ein kontinuierlicher Abtrag der Wärme z.B. in den Erdkollektor den Solarertrag erhöhen und den Erdkollektor auf ein Energieniveau bringen, der wiederum die WP effizienter macht.

Hallo Boerny,

ich verwende meine PVT auch um im Winter der Erdflächekollektor etwas zu unterstützen und vor allem im Früjahr wieder etwas schneller auf Umgebungstemperatur zu bringen da bei mir durchschnittlich ca. 2 Wochen verzögertes Wachstum gegenüber den Nachbarn zu beaobachten ist.
Was mir beigebracht wurde: Nicht über ca. 22° C in den Erdkollektor fahren
Dies damit das Erdreich um den Erdkollektor nicht austrocknet und so die Wärmeübertragung verschlechtert.
Wünsche viel Erfolg.

Wobei ich in einem alten Thema zur Regeneration der Sole gerade lese, dass diese
0. Ein Erdkollektor immer so ausgelegt wird, dass eine Regenerierung allein aus dem Erdreich möglich ist.
1. auch durch die passive Kühlung des Hauses im Sommer (was notwendig ist und auch ein Grund, warum keine LWWP gewählt wird) geschieht
2. der investive Aufwand (zusätzlicher Wärmetauscher, erhöhter Pumpenstrom im Solekreislauf durch höheren Druckabfall, zusätzlicher Wärmetauscher...) den Nutzen überwiegt
3. Regeneration bei Sondenfeldern eher ein Thema ist.

Dann habe ich noch einen Verweis von einem Schaltschema einer Lösung mit Solar bei Nibe gesehen, das ist hier, aber dort ist die STA auch an einen Speicher angeschlossen, den die WP (auch für die Heizung) belädt.

Kann hier wirklich keiner etwas zu beitragen?

" 0. Ein Erdkollektor immer so ausgelegt wird, dass eine Regenerierung allein aus dem Erdreich möglich ist."

Bei mir war halt der Erdkollektor schon 42 Jahre alt.
Die WP von 2018 ist effizienter als die von 1979, zieht weniger Strom dafür mehr vom Kollektor. Deshalb wurde der Kollektor etwas knapp und die Regeneration hilft bestens.
Aber wie schon gesagt Aufwand gegenüberstellen.

Ein 42 Jahre alter Erdkollektor! Das sind ja Pionierleistungen! Und sehr wertvolle Erfahrungen über die Dauerhaftigkeit von Erkollektoren.
Ja, der Aufwand. Von dieser Warte her war meine Entscheidung vor 10 Jahren der Fehler, in STA und Gas zu investieren. Damals kannte ich bei Erdwärme nur die Tiefenbohrung, das damals (wie heute) eine teurere Investition war/wäre. Und ich bekam einen Rat, dass STA eine gute Vorbereitung für eine WP wäre. Leider im Nachhinein auch nicht so qualifiziert. Und Förderung gab es da auch nur begrenzt, weswegen ich jetzt die teure Investition retten muss und nur bei Anderen noch Aufklärungsleistung geben kann (so als Halbwissender)...


Ich hatte gestern ein sehr nettes Telefonat mit dem Vertrieb von Ecoforest. Das war inhaltlich aufschlussreich:
1. STA und Allstor-Speicher erhalten, ist nicht nachhaltig, den rauszunehmen
2. Speicher nur noch für Brauchwasser (= keine Ladung der unteren Speicherzone durch SWP), aber
3. bei Wärmeüberschuss Beschickung der Heizung aus Speicher (unterer Teil) und
4. bei drohendem Überkochen der ST kurzzeitige Beschickung der Sole (Tmax. Solerücklauf darf 22° nicht überschreiten, sonst droht Austrocknung des Erdreichs), dafür kann extra Pumpe mit einer externen Steuerung (nicht von WP) notwendig sein (?)
5. Er berechnete die Heizlast anders (35.000kwh:1800) und ermittelte so 20kW Heizlast, die SWP würde eh modulieren (ecoGeo+ Basic 5-22kW) und das würde den Einsatz des Heizstabes verhindern.

Ich habe dazu den Entwurf des Anlagenschemas mit den Schaltzuständen der Ventile angepasst. Bei Schaltzustand d, das ist das "Abkochen" des Speichers, ergibt sich für mich die Frage, ob das so möglich ist oder hier eine andere Verrohrung notwendig ist, obwohl diese mit ihren 5 Ventilen ja schon sehr aufwändig ist.

Dann nochmal zur Heizlastberechnung: Eher 15 oder eher 20 kW? Eine kleinere WP kann in der Regel auch weiter nach unten modulieren. Preislich muss das ja keinen Unterschied machen, oder? Aber von der Effizienz her ist doch eine kleinere SWP besser?

Eine Rückmeldung zur Heiztlastberechnung wäre mir auch deshalb wichtig, weil ich den Wendegraben ja danach auslegen muss. Dieser ist bei 15kW und meinem Nat, lehmigem Boden lt. einer älteren Berechnung von crink bereits bei 13m/kW, mit 3xDN40 PE-Rohr, also 195m lang, was mit geschweißtem 200m-Rohr gerade noch geht. Bei 20kW wäre man bereits bei 260m Graben, also deutlich länger.
Der gute Berater von enrgi hatte mir ja Wärmekörbe empfohlen, weil diese weniger Aushub und Fläche benötigen würden. Ein kurzer Blick auf den Kostenfaktor sagt mir aber, dass dies eher keine Option für mich ist.

Schon wieder ein interessantes Projekt hier im Forum.
:-)

Das hört sich ja schon mehr nach einem thermischen als nach einem hydraulischen Abgleich an.
Warum RTL? "Altlast"? Wo hast du noch zusätzlich zum RTL den heizflächenbezogenen Volumenstrom einstellen können? Keine Heizkreisverteiler in üblicher Weise?

Wo liegt der Fußpunkt der Heizkurve? Die Steigung alleine sagt ja noch nicht alles aus.

Bei einer Heizlast von 15kW bei NAT und einem Flow von 1000l/h, müsste aktuell (bei NAT) eine Spreizung von fast 13K darzustellen sein. Das wäre für Flächenheizung enorm viel.
Beides wäre mit einer WP schwer/kaum zu verwirklichen. Würde auch der doppelte bis dreifache Volumenstrom zu realisieren sein?

Mir wäre die Heizlastberechnung nach Schweizer Formel in deinem Fall zu grob.
Kannst du noch eine Heizsaison warten und per WMZ messen, was von den 35.000kWh, die da primär im Gas stecken, tatsächlich im Heizkreislauf und im Haus ankommen?
Hast du den Brennwerteffekt 'mal nachgemessen (Liter Kondensat pro m³ Gas)?

Warum RTL: Ich habe keine Heizkreisverteiler, sondern habe die Heizflächen etagenweise nach Tichelmann in Registern aufgebaut (deshalb hydraulischer Abgleich nicht notwendig, möglich). In einzelnen Räumen habe ich den Volumenstrom an den RTL-Boxen reduziert den thermischen Abgleich, dabei sind die RTL-Ventile voll geöffnet. Es gibt lediglich vier kleine Fussbodenheizungen, die von dem Tichelmannschema abweichen, die aber ebenfalls über den eingegrenzten Volumenstrom einen Kurzschluss verhindern.
Der Volumenstrom beträgt momentan sogar 1200l/h. Erhöhung erzeugt in einem Zimmer (Eckübergang zwischen DG und OG, ist ein Kinderzimmer) ein Rauschen, weshalb ich es runtergenommen hatte. War aber schon auf 2500l/h, wo die Spreizung sehr klein wurde. Ich hatte da experimentiert: Mehr Volumenstrom = Räume wurden wärmer=Vorlauftemperatur reduziert. Unsere Wände sind 80cm stark und im Wesentlichen aus Feldstein, mit Testverfahren wurde ein U-Wert von 0,67 gemessen, errechnet waren wir bei 1,4. Außendämmung wegen Denkmal verboten, Innendämmung macht Taupunktverschiebung, feuchte Wand und schädigt das Haus.

Leider habe ich bislang keine Wärmemengenzählung durchgeführt und auch nicht die Kondensatmenge gemessen. Von einem Nutzen des Brennwerteffektes bin ich ausgegangen, weil sich die Jahresverbrauchswerte nach der Heizungssanierung deutlich reduziert haben, obwohl wir mehr Räume im Haus beheizen (um 5000kwh/J). Ebenso wie ich eine weitere deutliche Reduzierung erkennen konnte (ebenfalls ~5000kwh), nachdem ich 2022 die Heizkurve angepasst habe und den Volumenstrom erhöht habe und den thermischen Abgleich durchgeführt habe).
Ich sehe noch Potential in einer besseren Dämmung der Komponenten im Heizraum. Dort ist es immernoch deutlich zu warm. Aufgrund der Raumhöhe konnte beim Speicher damals die obere Dämmung nur teilausgeführt werden.

Ich möchte das Projekt noch in diesem Jahr umsetzen.
Fußpunkt der Heizkurve muss ich noch nachschauen.

In der Fachhandwerkerebene ist als Minimaltemperatur für die Heizung 21° eingestellt, tmax=40°, Temperaturüberhöhung 1k bei Heizkurve 0,35.
Vorlauf derzeit (bei AT 15°): 22° Rücklauf 21°, Abschaltung bei AT: 21°
Was ich dabei noch erschreckend fand, waren die Betriebsstunden für die Heizung (5714) im Vergleich zum Warmwasser (15553!). Die dreifache Betriebszeit für die Warmwassererzeugung (Brauchwasser)! Wieso das?
Die Heizung ist in sogar auf 10kW Teillast gedrosselt, die Warmwassererzeugung auf 20kW. Das hatte ich vor drei Jahren so eingestellt. Kann es sein, dass die Heizung über den Kombispeicher durch die Brauchwassererwärmung indirekt Wärme abzieht?

Ich mach hier mal weiter und habe mir das Anlagenschema nochmal vorgenommen. Dort sind im ursprünglichen Entwurf 5 Mehrwegventile verbaut. Diese habe ich jetzt teilweise durch Rückflussverhinderer/Rückschlagventile ersetzen können, was Fehleranfälligkeit und Kosten verringert. Außerdem gibt es weniger Problematik der Ansteuerung der Ventile. Ich würde mich über eine Rückmeldung freuen, ob dies technisch so funktionieren kann.
Kann mir jemand von den Kompetenten auch noch einmal zurückmelden, ob die Auslegung des Wendegrabens so die gewünschte Entzugsleistung bringen kann?

Danke!

Und hier ist das noch ein weiteres Mal vereinfachte Anlagenschema. Ich hatte vorher nicht bedacht, dass SWP üblicher Weise bereits über zwei unterschiedliche Aus- und Eingänge für Wärmesenke und Brauchwasser verfügen. Das macht es deutlich einfacher. Die Funktion des passiven Kühlens aus Wärmesenke und Speicher wird vermutlich herstellerabhängig sein. Dieses Anschlussschema sollte funktionieren oder sollte ich auch ein Beladung des unteren Teils des Speichers durch die WP einplanen, weil diese sonst im Winter ineffizienter indirekt über die Ladung des oberen Teils erwärmt wird?

SWWP:
Ich habe derzeit eine Nibe 1156-18 oder eine Ecoforest EcoGeo+ Basic 5-22 im Blick oder eine modulierbare von Vaillant (wenn die noch zeitnah auf den Markt kommen?). Auch die Vitocal 300-G könnte in Frage kommen. Für erstere und letztere warte ich derzeit auf ein Angebot vom Heizungsbauer. Ecoforest geht nur, wenn ich meinen bisherigen Heizi dazu bewegen kann (mit Fernbetreuung durch enrgi).

Noch zu klären:
Bemessung Kollektor für Heizlast ok?
ideale Anbindung des Kollektorsammlers an bestehende Anlage auf dem Dachboden (30m außerhalb Erdreich - wie weiter kürzen?)
optimale Dämmung der Sammlerleitung außerhalb Erdreich
Genehmigung untere Wasserbehörde