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  - Wärmepumpen

Hier erst mal ein paar Daten zum Grabenkollektor und der WP:

Grabenkollektor 2x300m senkrecht 1m - 3,6m tief im Lößboden.
Jeder Graben ist 18m lang.

Wärmepumpe ist eine Stiebel Eltron WPE-I 08

16MWh Gasverbrauch vorher. Die WP zeigt das auch für die letzten 12 Monaten an.
Alles nur Heizung, Warmwasser ist separat.

Stiebel "Servicewelt" Daten
Verdicherstarts 445
Energiebilanz 4,7

Eingangssoleingangstemperaturen
September 12°C, die lief die Pumpe aber schon ein paar Tage
25 Oktober 7,7°C
8 November 3,8°C
und seit heute bei 0°C

Die Temperatur schwankt etwas mit der Verdichterleistung.
Letztes Jahr war die Soletemperatur erst im Januar bei 0, da lief die Wärmepumpe aber auch erst 4 Wochen.

In der Wärmepumpe ist die Abschaltung bei einer Soletamperatur von -9°C parametriert.

So jetzt zu der Frage:
Liegen die Temperaturen im erwartbaren Bereich?

Senkrechter Kollektor bringt tendenziell etwas weniger Leistung als ein waagrechter. Dennoch sind die Temperaturen recht tief für diese Jahreszeit.

Wurde der Kollektor gut gespült? Kann man die Luft darin ausschließen?
Wie hoch war seine Auslegungsleistung?

Befindet sich was über dem Kollektor? Ansonsten kann man mit baldigen Bodenhebungen rechnen, wenn es so weiter geht.

Von welcher Region reden wir hier? NAT?
Welche Solespreizung fährt die Anlage? Drehzahl der Solepumpe?

Grüße

Haben beide Kreise den gleichen Durchfluss?

Die Auslegung des Grabenkollektors scheint mir sehr knapp. Wer hat denn die Planung durchgeführt?

senkrechte kollektoren haben häufig wenn sie nicht eingeschlämmt werden einen mangelhaften kontakt zwischen erdreich und rohroberfläche.
das könnte eine ursache für niedrige sole-temp sein.

hat unter anderem damit zu tun, das bei senkrechten kollektoren nur sehr schlecht verdichtet werden kann ohne gefahr zu laufen das rohr zu beschädigen.

mit viel glück bessert sich der kontakt nach einigen monaten..

ich bin und bleibe auch ein freund des einschlämmens,
sowohl waagerecht als auch insbesondere senkrecht.

Moin,

32er oder 40er Rohr? Warum pro Rohr je ein Graben und nicht ein gemeinsamer, längerer Graben mit beiden Rohren, je eines an einer Grabenwand? Gibt es einen TrenchPlanner-Entwurf? Welche minimale Soletemperatur wurde bei der Planung vorausgesagt? Was für ein Boden liegt vor? Wie feucht ist der aktuell?

Die Solekonzentration liegt anscheinend bei 25%, also erstmal keine Gefahr. Du sprichst von einer wer hat den Kollektor denn dokumentiert? Das wäre erstmal Dein Ansprechpartner.

Tipps:
- Nachtabsenkung raus und möglichst gleichmäßig durchheizen
- Leistung begrenzen auf maximal 7 kW, die Du mal als Heizlast genannt hast
- Soleumwälzpumpe mit möglichst wenig Spreizung betreiben

Viele Grüße
crink

Die Spreizregelung der Stiebel ist an und das Delta T der Ein-, Ausgangstemperatur liegt bei 3K.

Über dem Kollektor ist alles Rasen darum sind mit Hebungen egal.
Der Boden ist zumindest an der Oberfläche sehr nass.

32er Rohr, in der Dokumentation steht pro 18m Graben eine maximale Kälteleistung von 3,3KW.
Die Entzugsleistung in der WP ist auf 6kW parametriert.

Trenchplaner
https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=n0yRSxdDbYCBftmxEy3b

Der Kollektor wurde Mitte 2024 vergraben, danach hatten wir ca. 9 Monate nach jeden starken Regen massive Setzungen. Einmal konnte ich einen Spaten mit Stiel komplett senkrecht in das Loch stellen. Die Setzungen waren nicht nur am Ende des Grabens.
Bisher

Der Boden war beim Kollektorbau sehr homogen alles Löß kein Stein kein Sand,.

Dann wird wohl der Kontakt zum Kollektor noch schlecht sein. Wenn der Boden jedes Mal stark absackt, dann ist da noch viel Luft dazwischen, folglich weniger Übertragungs-/Kontaktfläche.

Es wird sich normalerweise in 1-2 Jahren wieder bessern. Solange du im Soleeingang nicht deutlich* unter 0°C kommst, ist alles im grünen Bereich.
Zumal dir Hebungen egal sind.

Sole ist ja hoffentlich fett genug angemischt?

Grüße

*-3°C oder tiefer.

Moin Tobias,

zu den genannten Punkten:

- Solespreizung 3 K ist sinnvoll. Sollte die Sole wider Erwarten mal besonders kalt werden (kälter als -2/-5 Grad), dann senke die Spreizung noch weiter auf 2,5 oder 2 K, falls die Steuerung und die Umwälzpumpenleistung das erlauben.

- 2 x 300 m 32er Rohr ist grenzwertig für eine WP mit 8 kW Heizleistung, wenn diese allerdings dauerhaft auf 6 kW begrenzt ist, sollte es perfekt passen.

- 3,3 kW Kälteleistung je Graben, also 6,6 kW ingesamt scheint sehr optimistisch geschätzt zu sein: Mit der von Dir bisher beobachteten AZ von 4,7 sind das (6,6/3,7)*4,7=8,4 kW Wärmeleistung, die dieser Graben laut Dokumentation bereitstellen könnte - was in der Realität nach Deinen Erfahrungen nicht erreichbar ist. In Deinem Fall mit 2,4 kW Kälteleistung je Graben funktioniert es, allerdings nicht gerade perfekt.

- Der Grabenplan zeigt, dass beide Gräben komplett parallel verlaufen mit 5 m Abstand. Aufgrund der tiefen senkrechten Rohrverlegung nehmen sich beide Teilstücke gegenseitig ein wenig Wärme weg, was gerade bei wärmeleitfähigem Boden wie bei Dir eine Rolle spielt. So fällt die Soletemperatur im Herbst etwas schneller als sonst zu erwarten wäre.

- Ton/Schluff als Bodenart ist in diesem Fall zu optimistisch. Löss hat unterschiedlichen Feinsandanteil und im Vergleich zu anderen bindigen Böden einen höheren Luftanteil, so dass hier irgendwas zwischen Lehm und sandigem Lehm passender wäre.

Ein paar Fragen sind noch offen geblieben:
- (Fertig) Wurde der Kollektor gut gespült?
- (Fertig) Kann man Luft darin ausschließen?
- (Christian Hase) Haben beide Kreise den gleichen Durchfluss?
- (lotterbach) Wer hat denn die Planung durchgeführt?
- Wer hat den Kollektor dokumentiert?
- Warum pro Rohr je ein Graben und nicht ein gemeinsamer, längerer Graben mit beiden Rohren, je eines an einer Grabenwand?
- Welche minimale Soletemperatur wurde bei der Planung vorausgesagt?
- Wer hat den Kollektor erstellt, Eigenleistung oder nicht?
- Wie wurde der Boden verdichtet?

Viele Grüße
crink

Hier mal die Antworten:
-Ja der Kollektor wurde ausgiebig gespült. Druckverluste trat auch nicht auf.
-An den beiden Kollektorkreisen ist im Rücklauf(in den Garten) jeweils ein Durchflußmesser die zeigen beide auf 2 (800l/h), evtl. ist einer etwas höher aber nur minimal.
-Die Planung und Ausführung hat eine Firma gemacht. Wer will ich aber nicht schreiben.
-Warum nur ein Rohr je Graben? Keine Ahnung, aber der Graben war auch nur eine Baggerschaufel breit.
-Minimal Soletemperatur hab ich voher nicht gesehen. Nur danach aus dem Trenchplaner.
-Verdichtet wurde der Graben zumindest unten mit so einem Motorgrabenstampfer.
Aber ich war da nicht immer dabei. Gewundert hat mich dabei allerdings das das einschlämmen dann doch eher trocken erfolgte.
-330l Kollektorinhalt 25% flüssig bis -11°C

Wir haben neben dem Rasen eine Flachdachgarage mit Gefälle zu den Kollektoren.
Das Regenwasser war früher nicht an eine Kanalisation angeschlossen, weil die Stadt noch keine gebaut hatte. Das hat man irgendwann geändert. nun könnte ich die Regenrinne wieder abmontieren und das Regenwasser wieder daneben versickern lassen. Würde das etwas helfen?

Kritisch wir das vermutlich alles nicht solange die 0°C Phase lange genug andauert.
Da durch den anwachsenden Eismantel das Delta T zum Boden immer mehr steigen muss frage ich mich halt wie lange das geht.

Beobachte ma den Boden, der müsste sich bereits heben, beginnend ab Kaltbereich.

Interessant wäre zu erfahren, wie viel Wärmeenergie (kWh thermisch) dem Kollektor seit 01.09 bereits entnommen wurde. Am besten noch den Stromverbrauch dazu schreiben (bitte Heizstabverbrauch abziehen, falls dieser zum Einsatz kam).

Sonst sieht alles nicht so schlecht aus. Vermutlich ist der Kollektor wirklich zu großzügig bewertet worden.

Grüße

Die Stiebel Eltron sagt 4,5MWh ( das Delta von "VD Heizen") seit September.
Der Heizstab macht bisher nix.

Den Stromverbrauch kann ich nur rückrechnen weil an dem Zähler noch mehr angeschlossen ist. ~1,2MWh.
Zähler - Wallbox(Shelly 3) - Brauchwasserwärmepumpe
Da sind dann aber die Heizkreispumpe und die Solepumpe sowie die Steuerung mit dabei.

Heute ist warm und es hat geregnet.
Die Temperatur im Rücklauf ist auf 1°C angestiegen.

2 x 800 L/h ist jetzt nicht besonders üppig.......

Ich würde da auf mindestens 2 x 1000 L/h gehen ,ggf. auf 2 x 1200 L/h, je nach Förderhöhe der Pumpe. Die fette Mischung ist bzgl. Visko da nicht von Vorteil!

Wenn die Spreizung schon bei geringem Volumenstrom so klein ist, bringen die Kollektoren arg wenig Leistung (doch noch viel Luft in der Nähe der Rohrwandungen?)

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

Den maximalen Volumenstrom gibt ja die Solepumpe vor. Wenn diese bereits auf 100% läuft, dann geht eben nicht mehr.

Wenn meine auf 100% Leistung läuft, sehe ich auch 2x circa 800l auf den Anzeigern. Mehr geht halt nicht oder bedarf einer stärkeren Pumpe.

Seit wann wird der Kollektor nach Leistung der Wärmepumpe ausgelegt? Entscheidend ist doch, was aus dem Graben an Energie gezogen wird.
Man kann in einem Haus mit 6kW Heizlast auch eine 8kW WP installieren lassen. Diese läuft dann halt auf maximal 75% der Leistung.

Selbst wenn 1-2x täglich kurzzeitig mehr als 6kW für Brauchwasser gezogen werden, ist es nicht so schlimm. Die Energiemenge ist ja die gleiche und bei dem bindigen Boden läuft die Energie schnell nach.
Höchstens wird man kurzzeitige Tiefs bei Soletemperatur sehen, ist aber überhaupt nicht schlimm.

Grüße