Thema: kritsche Vor- und Rücklauftemperaturen bei Erdlochbohrungen

Hallo Liebes Forum,

im Frühjahr haben wir für unser neues EFH als Heizungssystem eine Wärmepumpe gekoppelt mit einer Solaranlage auf dem Dach installiert.

Die Wärmepumpe hat eine Leistung von 8,3 kW. Im Erdreich haben wir 2 Erdlochbohrungen mit je 60 m Tiefe bohren lassen. In jeder Bohrung sitzen 2 Sonden, mit einer Bentonitmischung verpresst. Die Bohrungen liegen in ca. 12 m Abstand. Ein Verteiler der die Sonden zum Haus führt, liegt ungefähr 1 m außermittig von beiden Bohrungen. Strömungswächter sind im Verteiler nicht installiert.
Da wir hier in Eisenberg unmögliche Sperrzeiten haben (werktags von 6-13 Uhr und von 17-22 Uhr – 12h Sperrzeit am Tag!), läuft die Wärmepumpe in der Sperrzeit automatisch über den normalen Zähler. Das haben wir so schalten lassen, sonst hätte die Anlage ja doppelt so groß dimensioniert werden müssen.

Die Wärmepumpe haben wir 4 Tage unter Volllast durchlaufen lassen, da das Haus urlaubsbedingt etwas ausgekühlt war.
Mir ist nun aufgefallen, dass die Rücklauftemperaturen der Sohle ins Negative gehen, so bei –1 °C bis –2 °C liegen. Die Vorlauftemperaturen liegen bei ca. 4,5 bis 5,5 °C Temperaturspreizung ist ca. 5-6 K.
Folgende Fragen habe ich an das Forum:

· Ist dieser Zustand schon kritisch hinsichtlich der Vereisung der Bohrungen ? Zu beachten ist ja auch, dass die Heizperiode jetzt erst richtig anfängt.

·Ab wann ist mit einer Vereisung der Bohrungen zu rechen? Die sollte man ja tunlichst vermeiden.

·Braucht das Erdreich eine Ruhepause zur Regerneration?

Matthias Riehn aus Eisenberg,Thüringen

Hallo Matthias,

im Laufe des Winters muss es dazu kommen, dass die Temperaturen im Erdsonden-Kreislauf unter 0°C absinken, denn nur durch das Gefrieren des Wassers in der Umgebung des Bohrlochs können nennenswerte Energiemengen aus dem Boden gezogen werden (genauso viel wie die Abkühlung von Wasser um ca. 80°C).

Wenn jedoch bereits jetzt um diese Jahreszeit eine Vereisung eintritt, halte ich die Anlage für falsch dimensioniert!

Wie sind denn die Vorlauf-Temperaturen in Deiner Heizungsanlage? Welche Leistung hatte vorher Dein Heizkessel, welchen Öl-/Gas-Verbrauch hattest Du vorher oder, wenn es sich um einen Neubau handelt, wie groß ist der berechnete Wärmebedarf?

Wir Dein Warmwasserbedarf auch über die Wärmepumpe gedeckt? Welche Temperaturen sind da eingestellt?

Gruß
Werner

Hallo Matthias,

gemäß Deinen Schilderungen liegt die Temperaturspreizung auf der Soleseite der WP bei 5 - 6°K.
Diese Spreizung ist zu Hoch, normalerweise sollte sie bei nicht mehr wie 3°K liegen.
Die hohe Spreizung deutet daraufhin, das der Solevolumenstrom zu gering ist.
Als Ursache kommt ein zugesetzter Schmutzfänger in betracht.
Sollte dieser sauber sein ist die Solepumpenleistung zu klein.
Laut den Angaben hat die WP eine Wärmeleistung von 8,3kW, daher kann man von ca. 6,5kW Kälteleistung ausgehen, was wiederum einen Solevolumenstrom von min. 2,1m³/h erfordert. Liegt diese Soleumwälzung bei Dir vor???

Eine dieser beiden Möglichkeiten trifft auf jeden Fall zu. (Ich hoffe für Dich auf den Schmutzfänger.)

Gruß Stefan

Hallo Werner,
danke für die schnelle Antwort. Die Vorlauftempertaturen der WP liegen im Heizmodus um die 40 °C Rücklauftemperatur um die 27 °C aber das variert etwas. Im Warmwassermodus, den ich frei programmieren kann, beträgt die Temperatur etwas unter 55 °C, Rücklauf um die 30 °C.
Ob jetzt schon eine Vereisung eintritt, weiß ich nicht.

Das Haus ist neu, daher habe ich keine Angaben. Der Jahresverbrauch ist mit 20.000 kWh kalkuliert. D.h. die WP sollte das eigentlich schafften. Im Sommer und in der Übergangszeit denke ich den Warmwasserbedarf als auch den Heizbedarf hauptsächlich über die Solaranlage ab.

Zusätzlich habe ich im Puffer noch eine Heizpatrone 6 kW zur Sicherheit oder wenn die WP die Heizlast nicht mehr schafft.


Viele Grüße Matthias

Anonymous hat Folgendes geschrieben:

Hallo Matthias, im Laufe des Winters muss es dazu kommen, dass die Temperaturen im Erdsonden-Kreislauf unter 0°C absinken, denn nur durch das Gefrieren des Wassers in der Umgebung des Bohrlochs können nennenswerte Energiemengen aus dem Boden gezogen werden (genauso viel wie die Abkühlung von Wasser um ca. 80°C). Wenn jedoch bereits jetzt um diese Jahreszeit eine Vereisung eintritt, halte ich die Anlage für falsch dimensioniert! Wie sind denn die Vorlauf-Temperaturen in Deiner Heizungsanlage? Welche Leistung hatte vorher Dein Heizkessel, welchen Öl-/Gas-Verbrauch hattest Du vorher oder, wenn es sich um einen Neubau handelt, wie groß ist der berechnete Wärmebedarf? Wir Dein Warmwasserbedarf auch über die Wärmepumpe gedeckt? Welche Temperaturen sind da eingestellt? Gruß Werner

Hallo Matthias
in Deiner Antwort auf Werners Anfragen schreibst Du, das Du eine Heiz-Temperaturspreizung von 13°K hast, was ebenfalls zu Hoch ist. Besser,weil effizienter, wären 5-6°K. Im Warmwasserbereitungsmodus wären ebenfalls 7 - 10°K sinnvoller.
Mir scheint, das Dein Heizungsbauer bei der Auslegung der Pumpen etwas daneben gelegen hat, da seine Auswahl sich negativ auf die WP-effizienz auswirkt.
Gruß Stefan

Hallo Stefan,
danke erst mal für Deine Antworten. Ich bin gerade dabei zu suchen, was die Solepumpe für eine Pumpleistung hat. Ist eine von Wilo Typ Star RS30/6. Es kann aber durchaus sein, daß die Pumpleisung zu knapp dimensioniert ist. Falls das zutrifft, werde ich einen Austausch verlangen. Ob ein Filter drin ist, muß ich auch erfragen. Was passiert eigentlich, wenn die Spreisung in der Sole so hoch ist?

Was die Heizseite angeht, so muß man das gesamte Konzept betrachten. Ich habe ja eine Solaranlage von Buso, die WP ist auch von Buso (www.buso.de). Die Steuerung steuert die Solaranlage, WP, die Heizungsseite und auch die Warmwasseraufbereitung (WWB). In meinem Puffer 1000 l sind diverse Temperaturfühler angebracht. 2 Fühler im oberen Bereich, die für die WWB zusständig sind, in der Mitte einer für die Heizung und unten einer. Die Steuerng sorgt dafür, daß oben immer 50 °C anliegen. Wird warmes Wasser gezapft, so kommt über einen Platten-Wärmetauscher das Wasser direkt von oben aus dem Puffer. Der Temperaturverlust beträgt nur 5K. Ich habe also keinen direkten Trinkwasserspeicher. Das Heizwasser wird direkt in die Kreisläufe aus der Mitte des Puffers gepumpt. D.h. sinken die Temperaturen im Puffer unter einem Wert, so erhält die WP die Anforderng in die Mitte oder direkt oben im Puffer Wasser einzuschichten. Der Rücklauf kommt immer von unten im Puffer. Die Pumpen arbeiten frequenzgesteuert. Dadurch kommen die großen Spreizungen zustande. Das ist so gewollt. Unabhängig davon wird bei Sonnenschein solare Wärme eingeschichtet, und zwar das was man kriegen kann. Funktioniert übrigens sehr gut. Dieses Jahr wurden kanpp 9000 kWh vom Dach eingeschichtet. Zusätzlich habe ich noch eine Heizpatrone, falls die WP das nicht schafft oder mal ausfällt.

MfG Matthias

stefan-mv hat Folgendes geschrieben:

Hallo Matthias in Deiner Antwort auf Werners Anfragen schreibst Du, das Du eine Heiz-Temperaturspreizung von 13°K hast, was ebenfalls zu Hoch ist. Besser,weil effizienter, wären 5-6°K. Im Warmwasserbereitungsmodus wären ebenfalls 7 - 10°K sinnvoller. Mir scheint, das Dein Heizungsbauer bei der Auslegung der Pumpen etwas daneben gelegen hat, da seine Auswahl sich negativ auf die WP-effizienz auswirkt. Gruß Stefan

Hallo Matthias

was die Spreizung betrifft muß man wissen, das eine WP umso effektiver arbeitet, je geringer die Differenz zwischen der Heiz- und Soleaustrittstemp. ist.
Soll also heißen bei großer Spreizung (tiefe Austrittstemp.) sinkt die Effektivität, da die Druckdifferenz im Kältesystem und damit der Energiebedarf des Kompressors steigt.

Das geschilderte Heizsystemkonzept klingt super, habe ich so noch nicht gehört.

Gruß Stefan

Hallo Stefan,

vielen Dank für Deinen Rat, war sehr hilfreich.

Ich denke, daß ich eine größere Solepumpe mit höherer Leisung brauche und das werde ich vom Heizungsbauer einfordern, damit ich auf ca. 3 Kelvin Spreizung komme. Mein Vorlauf beträgt aktuell 4,5 °C, der Rücklauf knapp -2°C. Die Mehrleistung der Solepumpe sollte dann durch die WP mehr als kompensiert werden.

Ich bin gespannt, wie ich mit dem Konzept über den Winter komme. Wenn Du möchtest, lasse ich es Dich wissen.
Viele Grüße Matthias

Hallo Mathias,

bin auch Nutzer einer WP und habe eine Vorlauftemeratur von 33 bis 34 Grad im Heizkreislauf. RaumTemperatur im Haus ca. 23 Grad !

40 Grad bei Dir sind ziemlich hoch

Versuche mal die Anlage mit einer geringeren Temperatur zu fahren, das wirkt sich sicher aus. Und das Problem mit der Abschaltung (Sperrzeiten) müßte doch durch den Wechsen des Energieversorgers abzustellen sein.

Gruß aus Lpz.

@Mathias

kurz mal was zu den Sperrzeiten. Mein EVU ist EON. Ich habe hier einen Sondertarif für die WP, d.h. HT/NT Umschaltung. Hierbei sind normalerweise ebenfalls durch den EVU gewisse Sperrzeiten, ABER wenn die Warmwasserversorgung ausschliesslich über die WP abgedeckt wird(Solar zählt nicht) dann dann habe ich keinen Sperrzeiten. Das Lastabwurfrelais habe ich ausgebaut. Ich habe somit KEINE Sperrzeiten sondern nur die Unstellung HT/NT(Hoch-/Niedrig-Tarif).

Desweiteren finde ich die Vorlauftemperatur und die Spreizung zu hoch. Ich gehe mal davon aus dass du FB-Heizung hast und ich fahre bei 20-21°C Raumtemperatur eine Vorlauftemperatur von ca. 30°C.

Gruss

Mukkel

Hallo Mukkel und gast (aus lpz),

danke für Eure Hinweise. Mein EVU sind die Stadtwerke Eisenberg/Th., die übrigens relative günstige Strompreise anbieten.

Meine WP läuft auch über einen zweiten Wärmestromzähler mit zwei Tarifen HT und NT. Kosten hierfür im HT (13-16 Uhr werktags) für 11,43 Ct und werktags von 22-6 Uhr sowie das ganze Wochende im NT für 8,42 Ct. In den langen Sperrzeiten läuft die Wärmepumpe automatisch über den normalen Zähler für 17,57 Ct. Der Strom für die Steuerung, Pumpen etc. läuft dauerhaft über den Wärmestromzähler. Das haben wir mit den Stadtwerken so verhandeln können. Bei der Auswahl der WP haben wir die langen Sperrzeiten am Stück nicht berücksichtigt. Die hätte ja dann noch viel größer dimensioniert werden müssen

Wir lassen die Wärmepumpe ganztags durchlaufen, unabhängig vom Tarif, wobei die WP automatisch abschaltet, wenn mein Puffer auf errechnete Solltemperautr beladen ist.

Ich könnte zwar den Stromanbieter wechseln, jedoch bestimmt der Netzbetreiber also unsere Stadtweke die Sperrzeiten. Es würde sich also nichts ändern. Würde ich 2 km weiter wohen, wäre die TEAG Netzbetreiber mit völlig verschiedenden Sperrzeiten, jeweils morgens und abends 1,5 bis 2 h. Genaue Zeiten weiß ich aber nicht.

Ich habe auch keinen Stromanbieter gefunden, der Wärmestrom explizit anbietet.

Die Temperaturspreizung von ca. 5-6 Kelvin der Sole ist zu hoch, da die Sohlepumpe zu klein dimensioniert ist. Das lasse ich aber im Frühjahr vom Heizungsbauer ändern.

Wir wohnen ja erst den ersten Winter in unserem neuen Haus und müssen uns erst einfuchsen, was die Regelung der Raumtemperaturen angeht. In fast allen Zimmern haben wir es aber auch sehr warm, um die 24-25 °C, bei einer Vorlauftemperatur im Heizkreis von ca. 40 °C. Ich denke auch ,daß die Vorlauftemperturen noch weiter runter können. Die Vorlauftempertur errechnet sich aus der Solltempertur im Flur und der Außentempteratur. Die Heizkreiskurve ist frei programmierbar und jederzeit änderbar. Ich werde das also etwas korrigieren.


Viele Grüße Matthias

Halo Matthias, schau mal hier nach in Sachen WP Strom.

http://www.swl.de/de/privatkunden/strom/waermestrom/main.htm...

Gruß aus Lpz.

Hallo ,

nochmal was zum thema stromanbieter. hier gibt es einen tarif, der sich nach meiner meinung wirklich rechnet.
bis 5600 kwh jährlich einen festen betrag von z. zt. 732,- EUR. wer also nicht mehr verbraucht für normalstrom sowie wärmepumpe, fährt hier günstig.

es fällt weiterhin auch die grundgebühr für den 2.zähler weg und für den preis ein jahr heizen, ww, und strom ist unschlagbar.

http://www.verivox.de/power/...

mehrverbrauch wird aber teuer, also erst genau rechnen.

Hallo an alle, die sich zum oben genannten Thema geäußert haben:

ich möchte mich noch mal bedanken für alle Beiträge hinsichtlich kritischer Vor- und Rücklauftemperaturen der Sole. Vor einigen Tagen wurde eine neue stärkere Solepumpe eingebaut und die Temperaturspreizung von 3 Kelvin wird jetzt realisiert. Die Leistung der Solepumpe beträgt jetzt ca. 200 W, das sind 70 W mehr als vorher. Rein subjektiv gesehen bringt die WP jetzt mehr Leistung, da sie viel öfters abschaltet.
Meine Analage habe ich schon etwas optimieren können: die Fußbodenheizung läuft bei Außentemperaturen von 0° C bei ca. 35 °C, die Temperatur im Warmwasserspeicher habe ich auf 45 °C gesenkt. Das reicht völlig aus, um 37-28 °C warmes Wasser zu zapfen.

Besonderer Dank gilt Werner, Stefan aus Mecklenburg und Zweimeter in einem ähnlichem Thema von Nowi.

In Kürze werde ich an meiner Steuerung, die ja das ganze Heizsystem regelt, alle Messwerte über einen Datenlogger auf PC aufzeichnen, so dass ich längerfristig die Heizungsanlage weiter optimieren kann (für Mukkel aus Hannover wg. des geplanten Saisonspeichers interessant: die Steuerung ist eine frei programmierbare Universalregelung UVR 1611 von der Technischen Alternative, Österreich: www.ta.co.at)...

Danke auch an Mukkel aus Hannover und erdwärme-sonden.de aus Leipzig. Einen Wechsel von den jetzigen Stadtwerken zu Flexstrom hatte ich schon länger in Erwägung gezogen, aber ich hatte etwas Bauchschmerzen zu wechseln, da der Anbieter auf seiner Hotline kaum zu erreichen ist. Bei Problemen oder Rückfragen kann das dann problematisch werden. Unsere Stadtwerke haben aber zum Januar die Stompreise um ca. 20 % angezogen und das hat mich dann doch veranlasst, zu wechseln. Der Antrag ist aber noch nicht durch. Mit dem Wärmestromzähler bleibe ich aber bei den Stadtwerken. Tarif ist der 3600er. Mit diesem Tarif bin ich einschl. Zählergrundgebühr zwischen 2.400 kWh und 7.200 kWh Jahresverbrauch günstiger bei Flexstrom als bei den Stadtwerken.

Viele Grüße Matthias aus Eisenberg,Thüringen

Hallo an Alle,
da ich mir den Text durchgelesen habe, kam es mir so vor als ob hier einege schon Erfahrung mit Wärmepumpen haben. Was mich brennend intteresiert ist: Was verbraucht eine durchschnittliche Wärmepumpe im Jahr an Strom?

Da ich neu baue bin ich noch am rätseln welche Heizanlage ich einbauen soll?

Vielleicht habt ihr ja einige Tips für mich.

schreibt auch an jack_the_traveler@go4more.de
Danke
Markus