Thema: Bemessung Erdsonden

Hallo!

Kann uns jemand sagen, ob für unsere Wärmepumpe mit 9kW die gebohrten Erdsonden 2x53m ausreichend sind. Denn laut Bodengutachten (dem wir nicht ganz vertrauen) sind für 7,5kW Entzugsenergie bei 50W/m Entzug [und irgendwelchen 25% Abzug (??)] nur 2x50m Erdsonden(2x50mx50W/m=5kW) notwendig.
Des weiteren stellen wir uns die Frage, wie wirtschaftlich kann die Wärmepumpe arbeiten, wenn die Soletemperatur bis auf 2°C sinkt.
Sind für jeden Beitrag / Hinweis dankbar!!

Gruß Marco

Hallo,

Bohrung sollte ausreichen bei 7,5kW. Die 25% beziehen sich auf den Strombedarf. Wenn die WP eine Arbeitszahl von z.B. 4,5 hat dann verbraucht sie 7,5:4,5 = 1,67KW Strom. Auf 25% käme man bei einer Arbeitszahl von 4. Die Kälteleistung, also die Leistung der Sonde, ist die Gesamtleistung minus Strombedarf, in diesem Fall dann etwa 5,8kW.
Bei 106m Bohrung macht das 55Watt je Meter. Das ist eine Standardauslegung und sollte in jedem Fall ausreichen, wenn nicht besonders ungünstige Bodenverhältnisse vorliegen wie z.B. tiefgründiger trockener Sandboden.
Die Leistungsangaben der Sonden beziehen sich ja immer auf eine Soletemperatur von 0°C. Wenn die Sole tatsächlich nicht kälter wird als +2°dann ist die Leistungszahl noch höher. Bei einer Vorlauftemperatur von 35° etwa 5,0. Nehme an du hast Fußbodenheizung. Jahresarbeitszahl sollte deutlich über 4 erreichen können. Wichtig ist die Auslegung der Solepumpe und Heizungspumpe, hier gibt es enorme Verbesserungsmöglichkeiten. Gib mir mal folgende Daten: Leistung der Solepumpe, Durchmesser der Sonde, Länge und Durchmesser der Sammelleitung, Nenndurchfluß und Druckverlust des Verdampfers, Solekonzentration in % Glykol. Mach dir gerne eine Berechnung über den Druckverlust und eventuell Optimierungpotential. Solepumpe braucht meist 10% des WP-Stroms, teilweise deutlich mehr, dabei reichen bei guter Auslegung schon 2-3%. Auf der Heizungsseite ist es genauso.

Gruß
Frank

Hallo Frank,
vielen Dank für deine Hilfe. Anbei einige Kennwerte laut unserem Produkthersteller (wir hoffen, das was richtiges dabei ist):
- Heizleistung: 9,5kW
- Leistungsaufnahme: 2,2kW
- Leistungsziffer: 4,3
- Primärquelle 23% Glykol
- Soledurchsatz 2,5m³/h
- Solepumpe montiert: 0,33kW
Daten für die Heizung:
- max. Verdampfertemp.: +55°C (bei 0°C Soletemp.)
- Heizwasserdurchfluß: 1,7m³/h
Durchmesser der Sonden: HDPE 32mm
Länge zwischen den Sonden ca. 24m HDPE 32mm
Für eine Berechnung über den Druckverlust und event. Optmierungspotential wären wir dankbar.

Eine weitere Frage wäre: Ist es sinnvoll einen Pufferspeicher zwischenzuschalten den man mit ca. 40°C Vorlauftemp. hochheizt um aus diesem die Fb-Heizung kontinuierlich mit 35°C zu beheizen.

Gruß Marco

Na da wär ich doch mal vorsichtig.

Geh mal lieber von der Kälteleistung aus. Diese errechnet sich aus Heizleistung - Leistungsaufnahme. Also wär das bei Dir 7,3 KW Kälteleistung.
Diese Kälteleistung ( in W ) teilst Du durch die 50 W/m. Demnach bräuchtest Du 146 m Sonden. Seh noch mal im Bodengutachten nach ob dieser Wert für 1800 Betriebsstunden oder für 2400 Betriebsstunden gilt. Bei 2400 Betriebsstunden verändert sich der Wert um ca. -10 W/m, also knapp 40 W/m. Dann bräuchtest Du schon 182,5 m.
Denk immer drann. Wirklich Geld lässt sich nur mit einer WP sparen wenn die Wärmequelle richtig ausgelegt ist.
Sonst kannst Du sofort ne Elektro Heizung einbauen

Gruß Benne

Hallo Marco,

ich kann Dir leider nicht berechnen, wie tief Du bohren mußt, denn das hängt ja von der Bodenbeschaffenheit ab.
Aber da ich selbst eine WP mit Tiefenbohrung und 9,1 kW habe, kann ich Dir nur empfehlen, daß ganze nochmal nachrechnen zu lassen.
Ich habe jedenfalls 2 x 60m und wohne am Rande des Erzgebirges mit festem Gestein!

Tschüß, Hendrik

Hallo,
vielen Dank für die verschiedenen Hinweise!

Eine Frage noch:
Für die bisherige Heizperiode (Sept.05-März06) benötigte unsere WP knapp 6000kW/h. Uns erscheint dieser Stromverbrauch ziemlich hoch. Hängt das event. mit der wahrscheinlich zu geringen Bohrtiefe zusammen?
Laut Wärmeschutznachweis beträgt die Jahresheizenergie ca. 12.000kW/h. Somit hätten wir fast die Hälfte der Heizenergie aus Strom produziert, ist das normal??

Gruß Marco

Hallo Marco,

wieder Frank hier.
Klingt sehr seltsam, 6000kWh ist zu viel, die Anlage ist ja fast den ganzen Winter durchgelaufen.
Schauen wir mal was wir da finden.
Punkt 1: Erdsonde könnte zu knapp bemessen sein,das war deine erste Frage. Das läßt sich leicht beantworten, denn wir sind am Ende einer sehr langen Heizperiode. Wenn die Sonde nicht genug liefert dann ist die Soletemperatur jetzt extrem im Keller, deutlich im Minusbereich. Im Extremfall schaltet die Pumpe ab, wenn der Solevorlauf unter -5°C fällt.
Gib mal deine Soletemperatur Vorlauf und Rücklauf.

Damit sind wir schomn bei Frage zwei: stimmt die Hydraulik? Wie groß ist die Spreizung Vorlauf/Rücklauf. Bei einer Kälteleistung 7,3 kW und 2500l
Soledurchsatz mit 23% Glykol sollte die Spreizung 2,6°C betragen. Ein deutlich höherer Wert deutet hier auf ein Problem hin. Weiter oben hast du geschrieben daß die Zuleitung eine Soleleitung DN32 ist. Versteh ich das richtig? Bei 2 Doppelsonden DN 32 verteilen sich die 2500l auf 4 Sonden. Wenn die Sammelleitung nur eine einzige DN 32 für beide Sonden ist dann ist der Druckverlust pro Meter 16x so hoch wie in der Sonde selbst. Das wäre ein kapitaler Bock.
2500l Durchsatz sind für 2 32er Doppelsonden ohnehin schon ein Problem, dann dann wärst du im laminaren Bereich. Laut Viessmann Planungsanleitung liegt die Grenze laminar/turbulent bei 700l je Sonde, also 2800l gesamt. Liegst du darunter wird die Strömung laminar. Dadurch wird der Wärmeübergang schlagartig so viel schlechter daß die Soletemperatur um 1,5-2 Grad fällt bei gleichem Entzug. Das kostet 5% mehr Strom. Gib mal aktuelle Betriebsdaten, Solevor- und rücklauftemp.,
Heizungsvor- und rücklauf. Nett wäre auch Hersteller und Typ der Solepumpe, die Kennlinien sollten online abrufbar sein.

Hast du einen Neubau. Erster Winter? Im ersten Jahr ist der Verbrauch immer höher, weil du den Bau erst trocken heizen mußt.
Etwas knifflig, dein Problem, aber wir nähern uns an...

Gruß
Frank

Hallo Frank, wie bsit du auf die 2,6 Kelvin Spreizung gekommen?

Gruß Pipedreams