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Gelöst Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren

13 Beiträge | letzte Antwort 11.7.2018 | erstellt 10.7.2018
Hallo ihr Spezialisten,

In letzter Zeit habe ich mit 3 Leuten diskutiert über das Thema RGK/Erwärme usw. die alle in den letzten beiden Jahren das Masterstudium in dem Bereich Energietechnik/Erneuerbare Energien abgeschlossen haben. (unabhängig voneinander in 2 verschiedenen Unis/FH)
Wir waren uns in sehr sehr vielen Dingen einig die hier stehen, was ja schon sehr gut ist. (Und im Vergleich zu vielen Installateuren und Co ja super-überdurchschnittlich ist)
Aber eines sehen wir differenziert, und ich möchte jetzt wissen ob ich da einen Denkfehler habe oder die Lehrmeinung "falsch" ist.

Wenn ich meinen RGK im Winter zum heizen nehme, gehen die Temperaturen im kollektornahen Erdreich ungefähr 1-2m entfernt nach unten, klar. Wenn ich die Heizung abdrehe, strömt die "Wärme" vom restlichen Erdreich, das ja quasi unendlich viel ist, nach und gleicht die Temperatur wieder aus als hätte ich nie geheizt.
Demnach müsste es egal sein ob ich im vorigen Winter geheizt habe oder nicht, ich habe immer die Erdtemperatur die sich halt wegen des Sommerswetters ergibt. Sprich erster Winter hat dieselbe Entzugsleistung wie der 100te. Weil ich behaupte das mini Rohr im Vergleich zum MEGA-Erdreich hat keinen Einfluss aufs große Ganze.

Das sehen die Masterstudenten anders. 

Die meinen man müsste ja quasi über kühlen im Sommer das Erdreich regenerieren.

Darauf Zusatzbehauptung von mir: Die Kühlung im Sommer hilft maximal die ersten 2 Wochen und dann ist wieder alles egal ob gekühlt wurde oder nicht.
Da konnten wir uns dann überhaupt nichtmehr einigen

Ich bitte um Aufklärung der Experten.

Gibt es hier einen Unterschied der Aussagen von TB im Vergleich zum RGK oder normaler Flächenheizung?

Danke lg
Kneissi
10.7.2018 20:39
Cooler Beitrag, Kneissi.

Man sollte die Frage stellen auf welcher These oder/und welchen Experimenten die "Lehrmeinung" und die Forumsmeinung aufgebaut ist? 

Das Forum behauptet ja, dass hier der größte je durchgeführte Feldversuch ist entstanden ist. Damit sollte man der Antwort entscheidend näher kommen.

lg
moef

PS: Liegt dein Kollektor schon drinnen?
10.7.2018 20:43
Ja, Kollektor schlummert schon in der Erde und wartet auf seinen Einsatz

Mit meinem Threadtitel habe ich ja insgeheim die Forums-Feldversuchtheorie als Realität unterstellt. Nur die Frage ob ich einen Denkfehler habe oder ob das die Experten eh auch so meinen. Um für weitere Aufklärungsdiskussionen gerüstet zu sein
11.7.2018 7:48
Aus meiner Sicht ist bei richtig dimensionierten Anlagen der Wärmeeintrag über den Sommer um ein goßes vielfaches höher als der Entzug im Winter. Daher regeneriert das Erdreich um den Kollektor auch vollständig und gleicht sich an das Temperaturniveau von ungestörtem Erdreich an. Das sieht man auch an den Soletemperaturen der RGK Anlagen.

 

Durch passive Kühlung kann man den Vorgang beschleunigen, jedoch die Erdreichtemperatur auch nicht wesentlich erhöhen gegenüber ungestörtem Erdreich (dafür ist die Passivkühlleistung zu gering).

 

Würde man einen Kollektor krass unterdimensionieren, würde eine Vereisung im Erdreich im Frühjahr sehr lange bestehen, möglicherweise könnte man dann den Zustand erreichen dass sich das Erdreich nicht auf das Niveau von ungestörtem Erdreich angleicht.

 

Bei Tiefenbohrungen sieht das Verhalten anders aus, weil diese nicht durch Wärmeeintrag von oben regenerieren.


11.7.2018 8:10
richtig, die regenerieren durch den Wärmestrom von "unten" und "seitlich".
Zumindest meine ist im 2. Jahr kein bisschen gesunken, habe wieder über 10°C.
In 10 Jahren reden wir noch mal
11.7.2018 10:26


Kneissi schrieb: Gibt es hier einen Unterschied der Aussagen von TB im Vergleich zum RGK oder normaler Flächenheizung?


ja. bei TB fließt nur so viel nach, wie nachfließen kann. weil tief in der erde und unabhängig von täglichem wetter.
bei oberflächennahen kollektoren kommt im sommer die wärmeflut - selbst, wenn der kollektor ein einziger eisblock ist, wird der bis ende herbst regeneriert sein.
hier noch ein paar kollektoren:
https://www.energiesparhaus.at/forum-rgk-erdwaerme-soletemperaturen-16-17/43349_4#441170
der erste kollektor wurde im winter überfahren (nicht abgeschlossene sanierung / fassadendämmung). da siehst ende frühling / anfang sommer das unausweichliche - die temperaturen schießen nach oben.
[Gelöst] Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren
[Gelöst] Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren
[Gelöst] Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren

hier der überfahrene kollektor in fast 2 jahren:

[Gelöst] Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren

hier ein wenig belasteter kollektor in fast 2 jahren (inkl estrich ausheizung sommer '16):

[Gelöst] Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren


Kneissi schrieb: In letzter Zeit habe ich mit 3 Leuten diskutiert über das Thema RGK/Erwärme usw. die alle in den letzten beiden Jahren das Masterstudium in dem Bereich Energietechnik/Erneuerbare Energien abgeschlossen haben.


kannst du diesen leuten diese bilder präsentieren und um meinung fragen?
11.7.2018 12:33
Pfoah ... also ich bin auch so ein "Master" oder Dipl.-Ing. hat man das früher in der "guten alten Zeit" genannt.

Von 20 Jahren als ich noch studierte, wurde schon gelehrt, dass sich Tiefenbohrungen NICHT mehr von selbst regenerieren. Flach- und Grabenkollektoren sehr wohl.

Flach- und Grabenkollektor regenerieren sich nahezu zu 100% über die Oberfläche über Regenwasser. Deswegen darf man diese Wärmequellen auch nicht überbauen. (Dächer Terassen usw.)

Tiefenbohrungen werden nur durch Wärmeleitung (von der Seite) regeneriert. Nach 100 Jahren ist ne Einzelsonde möglicherweise "ausgelutscht". Bei Sondenfeldern (größere Wohnobjekte)/ oder wenn alle deine Nachbaren auch Tiefensonden haben schon nach Jahrzehnten.

Das kann also gar nicht "Lehrmeinung" sein, die haben schlecht gelernt oder einen schlechten Professor.
11.7.2018 12:43
Blöde Frage... aber kann es dann tatsächlich ein Problem sein das nach x Jahren das Leistungspotential der TB merklich weniger wird bzw. zu wenig hergibt?
11.7.2018 12:54


energiepate schrieb: Pfoah ... also ich bin auch so ein "Master" oder Dipl.-Ing. hat man das früher in der "guten alten Zeit" genannt.

Von 20 Jahren als ich noch studierte, wurde schon gelehrt, dass sich Tiefenbohrungen NICHT mehr von selbst regenerieren. Flach- und Grabenkollektoren sehr wohl.


Sollte nicht gegen Master/Dipl. Ing. oder Unis oder so gehen, da war ich auch selbst. Mir gehts nur darum was stimmt. Als Wirtschaftsingenieur hab ich auf der Uni recht wenig über Haustechnik in der Tiefe gelernt.

Ich habe das schon vermutet, dass die eher von TB sprechen als von Flachkollektoren. Somit wäre die Lehrmeinung ja auch nicht falsch, wenn es nach deiner und brinks Aussage: 


brink schrieb: ja. bei TB fließt nur so viel nach, wie nachfließen kann. weil tief in der erde und unabhängig von täglichem wetter.


geht. Ein RGK kommt da halt nicht vor und Flachkollektoren rechnet man vermutlich selten weil ja alle vermutlich nur Bürogebäude rechnen

Daher passt deine Aussage da jetzt eh auch sehr gut dazu. Ganz verstehen tue ich das aber nicht. Warum ist das in sagen wir 70-100m Tiefe anders als in 2m Tiefe?
Klar, auf 2m regeneriert der Niederschlag und die Sonne hilft auch mit. Das ist in der Tiefe egal.
Aber da unten ganz besonders: Wenn die paar m² rund um die Sonde auskühlen, weil ich die zum heizen brauche, warum gleicht das umgebende Erdreich nicht genauso aus wie auf 2m Tiefe? Auch die paar m² sind ja im Verhältnis zum Gesamterdreich in der Tiefe egal.
oder nicht?
11.7.2018 13:19


Kneissi schrieb: warum gleicht das umgebende Erdreich nicht genauso aus wie auf 2m Tiefe?


energiemenge ist oberflächennah ganz anders.. stichwort flut.
ganz unten ist der zufluss nur abhängig von temperaturgefälle, erdreichmaterial. wenn ständig mehr entnommen wird als über jahr aus der umgebung nachfließt, bildet sich ein sehr sehr großer radius um die sonde, wo es stückchenweise zu quelle hin kälter wird. d.h. sehr viel erdreich mit sehr wenig "punktuelles" temperaturgefälle. und so könnte es länger als ein jahr dauern, bis da so viel energie nachfließt, wie die tb in dem jahr auslutschen möchte. -> dann verschlechtert sich von jahr zu jahr die tb leistung.
dafür bräuchtest jetzt einen master in material/erdreichkunde und thermodynamik.
vielleicht hat crink / dyarne ein paar simulationen bez. tb, wo man das optisch nachvollziehn kann.
apropos, das ist sicherlich auch interessant:
https://www.energiesparhaus.at/forum-unterschiede-rgk-zu-flachkollektor/48436_1#452622
[Gelöst] Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren
11.7.2018 14:06
Arnes Beitrag über den Ringgrabenkollektor verwendet das allgemein bekannte Bild über den Temperaturverlauf in den oberen Erdschichten. Die sollte eigentlich auch den Master und nicht nur den Meistern bekannt sein. Aus den Bildern ist klar die oberflächliche Gegeneration erkenntlich. Bei Tiefenbohrungen wird bei den Berechnungsmodellen auch unterschieden ob es um einzelne Bohrungen oder um Sondenfelder geht. Die Problematik bei den Sondenfeldern wurden in einigen Schweizer Untersuchungen genau durchleuchtet und auch auf die Verringerung der Sondenfeldtemperaturen hingewiesen. Diese Problematik wird jedoch kaum die Forumsteilnehmer aus dem Einfamilienhausbereich betreffen. 
11.7.2018 14:15
servus Kneissi,
wir kennen uns vom RGK-stammtisch in wien, oder?


Kneissi schrieb: Wenn ich meinen RGK im Winter zum heizen nehme, gehen die Temperaturen im kollektornahen Erdreich ungefähr 1-2m entfernt nach unten, klar. Wenn ich die Heizung abdrehe, strömt die "Wärme" vom restlichen Erdreich, das ja quasi unendlich viel ist, nach und gleicht die Temperatur wieder aus als hätte ich nie geheizt.
Demnach müsste es egal sein ob ich im vorigen Winter geheizt habe oder nicht, ich habe immer die Erdtemperatur die sich halt wegen des Sommerswetters ergibt. Sprich erster Winter hat dieselbe Entzugsleistung wie der 100te. Weil ich behaupte das mini Rohr im Vergleich zum MEGA-Erdreich hat keinen Einfluss aufs große Ganze.

Das sehen die Masterstudenten anders.

Die meinen man müsste ja quasi über kühlen im Sommer das Erdreich regenerieren.

da liegen die master weit daneben...

oberflächennahe erdwärme (bis 10m) und tiefenbohrung funktioniert grundsätzlich völlig anders.

-> 1) oberflächennahe: lebt vom jährlichen sonnenzyklus. man kann sich wärme ja wie wasser vorstellen, fließt imer vom höheren zum niederen niveau. ein kollektor ist ein sonnentank, der den jährlichen sonneneintrag zur nutzung im winter sammelt und speichert.

das jedes grundstück einen solchen kollektor und speicher ohnehin besitzt macht diese nutzung von erdwärme so sehr interessant.

im sommer ist die strahlung hoch, die (mittel-)temperatur steigt, die nächste (abstrahlung weltraum) sind kurz. dadurch wird wärme ins erdreich eingetragen, in kollektorebene steigt die temperatur auf typisch 15-17° an.

im winter dann das gegenteil, die temperatur in kollektorebene pendelt sich bei typisch 5° ein.

man kann das gut mit ebbe und flut vergleichen, nur halt nicht vom mond, sondern von der sonne ausgelöst.

der kollektor bildet einen temperaturtrichter, dadurch fließt wärme vom erdreich ins solerohr. er nascht am ungestörten temperaturniveau, dieses ist aber ein bewegliches ziel. der wärmetrichter wird ohne entzug sehr schnell wieder aufgefüllt. in tagen, nicht in wochen.

wir entnehmen quasi dem meer bei ebbe ein paar kübel wasser, der nächsten flut ist das ziemlich wurscht...

zum regenerationsirrglauben: stecke wärme in einen m² erdreich und schau was nach einer woche noch da ist.
nix.

wir haben hier meßkurven vom passiv kühlen. nach 2-3 tagen ist davon nix mehr zu sehen. verschwindet im unendlichen topf erdmasse...

wie brink geschrieben hat ist eine gut dimensionierte quelle wenige tage nach der heizsaision wieder auf dem natürlichen temperaturniveau wie ohne kollektor.

die ausnahme sind (sehr) schlecht dimensionierte quellen, wie es sie vor allem im direktverdampferbereich in der vergangenheit oft gegeben hat. daher stammen auch die schauergeschichten mit halbmeterhohen hebungen durch meterdicke eisradien. diese benötigen naturgemäß monate bis sie wieder geschmolzen sind. da kann es zu 2-4 monaten verzug der kollektortemperatur zur ungestörten erdreichtemperatur kommen. das ist die sogenannte regenerationsphase die ein gut dimensionierter kollektor gar nicht kennt...

daher muß bei einem RGK eine sommerliche entnahme für warmwasser oder poolbeheizung oder... überhaupt nicht berücksichtigt werden.


-> 2) tiefenbohrung: lebt von im erdkern eingespeicherter wärme. eine TB nutzt die wärme im erdinneren quasi tröpferlweise...
hier geht der wärmefluß aufgrund der geringen gradienten viel langsamer vor sich. es kommt daher zu einer langsamen geringfügigen setzung der sondentemperatur mittels der sich ein langfristiges gleichgewicht zwischen temperaturfluß im erdreich und entzug per sonde einstellt.

eine ausnahme stellt hier dar wenn die TB viel fließendes wasser in den durchstoßenen grundwasserhorizonten sieht. dann geht der wärmefluß viel schneller und es findet eine vollständige regeneration und keine setzung statt.

bei einer TB muß der gesamte jährliche entzug - auch im sommer - bilanziert werden. darum gibt es hier auch einschränkungen bzgl zusatzlast wie estrich ausheizen...
11.7.2018 14:20
hier noch kurven wie von klima erwähnt...


[Gelöst] Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren

[Gelöst] Lehrmeinung vs. Realität Kollektoren

im bereich einer TB ist die (ungestörte) temperatur konstant - tagein tagaus...
11.7.2018 16:36


dyarne schrieb: wir kennen uns vom RGK-stammtisch in wien, oder?


richtig, das war ich



dyarne schrieb: da liegen die master weit daneben...


ich denke, dass die Master richtig lagen, weil die nur von TB gesprochen haben und ich vom RGK. Und die TB gibt ja offenbar bei ungleichen Mengen Regeneration/Entzug etwas nach über die Jahre (natürlich minimal). Hab ich zwar so nicht geglaubt, weil für mich das so war, dass eben Energie pro m² im vielen Erdreich nicht auffällt. Aber wenn da unten alles so extrem träge ist, dann ist das für mich nachvollziehbar.
Also keine falsche Lehrmeinung, was ich ja super finde, sondern RGK ist einfach noch kein Thema in den Lehrplänen, das wird der Fehler sein

Und im Vergleich zum Wissen von einigen Installateuren, mit denen ich gesprochen habe im Zuge der Planung war das ja sowieso wie Tag ung Nacht.
"Kühlen im Sommer und Heizen im Winter kannst mit einem RGK 3 Jahre dann hat der Boden keine Energie mehr" usw.

Also dank an die Spezialisten, ich bin wieder schlauer...



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