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Tiefenbohrung | Fragen Dimensionierung

204 Beiträge | 19.4.2016 - 23.4.2019
Hallo liebes Forum!

Nach unendlichen Lesestunden im Forum verfasse ich nun auch endlich meinen ersten Beitrag. Wir sind dabei ein EFH zu bauen. Rohbau steht, Fenster sind eingebaut. Eingeschossig mit Flachdach und ohne Unterkellerung samt integrierter Doppelgarage.
Ausgeführt mit 25 cm Brenner S1 Plan + hinterlüftete/vorgehängte Fassade mit 20 cm Dämmstärke. Soweit so gut.

Im Moment geht es darum die Wärmepumpe bzw. die erforderlichen Bohrmeter der Tiefensonde zu ermitteln. Daten aus dem Energieausweis sind wie folgt:

HWB: 33,5 kWh/m²a
mittlerer U-Wert: 0,19 W/m²K
Heizwärmebedarf Qh: 6892 kWh/a
Gebäude Heizlast Ptot: 6,03 kW

Beheizte Fläche bei der Berechnung des Eneregieausweises 164 m². Werde da jetzt noch die Werkstatt dazu nehmen und komme dann auf 185 m² zu beheizende Fläche. Warmwasseraufbereitung für 4 Personen soll auch durch die WP erfolgen. KWL gibt es keine.
Von der Installationsfirma wurde mir eine VIESSMANN 300-G BWC 301.B08 angeboten.
Diese hat eine Nenn-Wärmeleistung von 7,64 kW und eine Kälteleistung von 6,13 kW.
Detaillierte Heizlastberechnung der Installationsfirma reiche ich nach sobald ich sie habe. Denke aber, dass die angebotenen WP nicht ganz verkehrt bzw. nicht sonderlich überdimensioniert sein sollte. Ob die VIESSMANN jetzt gut ist oder nicht, keine Ahnung. Ist eben einstufig und nicht modulierend...

Zur Tiefensonde:
Angebote sind eingeholt. Ergeben alle in etwa zwei Bohrungen zu rund 80-90 m in Doppel-U ausgeführt. Da aus meinem Technikraum nur 4 DN 100 Durchführung nach draußen gehen und ich mir den Schacht sparen will und auch aus strömungstechnischen Gründen würde ich eher die Ausführung als einfach U bevorzugen. Da ja bekannt ist, dass eine Bohrung effektiver als zwei sind, stellt sich mir die Frage ob ich nicht mit einer Duplex auch durchkomme. Nachdem die Bohrfirma nur bis in etwa 120 m Tiefe bohren kann geht sich das wohl eher nicht aus...

Bitte teilt mir eure Meinung dazu mit. Fehlende Angaben bitte ich zu entschuldigen und werde ich natürlich umgehend nachreichen.

Danke schon vorab!


 
22.9.2016 10:04
Anbei mal der Vergleich der Berechnung nach Regelblatt 207 mit der KNV 1155-6. Einmal 75 % und einmal 100 % Verdichterdrehzahl. Bei einer Duplex Sonde ändert sich die errechnete Länge der Sonde von 132 m auf 164 m. Da mein Bohrer ja nur max. 120 m kann werde ich zwei Simplex zu je 80 m (75 %) oder 90 m (100%) ausführen. Aber was jetzt 80 oder 90 m?
Ich hab es mit Duplex und einer Sonde gerechnet weil die Berechnung der Hydraulik im Excel-Sheet für eine Duplex Sonde ist. Wenn man oben die Sondenanzahl auf 2 erhöht hat man im Endeffekt bei der hydraulischen Berechnung 4x Vor- und Rücklauf...


Tiefenbohrung | Fragen Dimensionierung


Tiefenbohrung | Fragen Dimensionierung
22.9.2016 11:50


gsilly schrieb: Lege ich jetzt aber die Sonden auf 75 % Verdichterdrehzahl aus oder aber auf 100 %?


da muß man unterscheiden:

die wärmemenge bestimmt das haus (heizlast x vollaststunden) -> sondenlänge

anzahl/durchmesser der kreise bestimmt der maximale volumenstrom der wp (turbulente auslegung bei vollast) -> hydraulik

für die 1155-6 sind duplex DA32 oder Simplex DA40 optimal, also 2 32-er oder 1 40-er kreis.

wiviele meter du benötigst hängt von heizlast und bodenverhältnissen ab...
22.9.2016 12:21
@gsilly

http://www.erdsondenoptimierung.ch/custom/erdsondenoptimierung.ch/userfiles/files/24-Thesen-Waermepumpen-mit-Erdwaermesonden.pdf

Hier wird empfohlen um 20% tiefer zu bohren.

@dyarne
bzgl. meinen Erfahrungen mit der Bohrfirma werde ich etwas später berichten.

22.9.2016 13:19


dyarne schrieb: für die 1155-6 sind duplex DA32 oder Simplex DA40 optimal, also 2 32-er oder 1 40-er kreis.


genau umgekehrt oder? 2 40er oder 1 32er kreis.
22.9.2016 13:30
und wie rechne ich nun die hydraulik für 2 stk. 40er simplex sonden? so würde ich das nämlich gerne ausführen und ich denke nicht dass ich da dann in den turbulenten bereich komme...
22.9.2016 13:36
Die Frage ist halt, ob bei 2x Simplex plt 40mm eine turbulente Strömung gegeben ist.

Bei der D&W x²S3 geht sich bei Duplex mit plt32, Innendurchmesser 26mm, ca.11l/min pro U, Sole lt.D&W gesamt 21l/min, gerade noch eine turbulente Stromung aus. Reynoldszahl ca. 3000, ab 2500 turbulent. Das ganze ist schon im Grenzbereich.
Berechung mit Daten von Rohr und Sole erfolgte von D&W.

Zu beachten ist auch noch der max. zulässige Druckverlust.
Hier 23kPa, sollte lt. D&W nicht größer 30kPa sein.
22.9.2016 14:00
tja, ziegelrot, das ist die frage. ich kann das leider nicht berechnen und ich weiß auch nicht wer mir das machen sollte. der WP hersteller? dyarne?
22.9.2016 14:15
die D&W x²S3 schafft einen durchfluss von 21 l/min woraus sich deine ca. 11 l/min pro U ergeben. Die KNV 1155-6 schafft gerade mal 11 l/min gesamt. würden sich pro einfach U sonde gerade mal ca. 5,5 l/min ausgehen.
22.9.2016 14:43
also so wie ich das verstehe geht sich mit 2 SIMPLEX sonden und der kleinen KNV nie und nimmer ne turbulente strömung aus. und nun?
22.9.2016 16:03
hab jetzt auch noch ein wenig gerechnet und mit einem nennfluss von 11 l/min also 5,5 l/min und U sonde komme ich sicher nicht in den turbulenten bereich.

lösungsansätze:

- nur eine SIMPLEX sonde --> geht nicht da ich dann 160 m - 180 m bohren müsste
- größere WP mit mehr leistung der umwälzpumpe? wird aber auch knapp mit der 1155-12
- die durch die laminare strömung geringere soletemperatur mit zusätzlichen bohrmetern ausgleichen? --> favorisierte variante

sonst noch vorschläge? immer her damit bitte :)
22.9.2016 16:08
Wieso brauchst du 2x dn40. 2x dn32 ginge nicht?
Wenn du so kleine maschine an eine so große quelle unbedingt anhängen möchstest, müßtest eine stärkere wärmequellenpumpe nehmen, die entsprechend hohen volumenstrom schafft. Ich unterstelle mal, dass dein heizbedarf auxh durch nicht turbulente strömungsverhältnisse gegeben wäre. Du solltest bei tb jedoch turbulent auslegen. Du könntest bei knv nachfragen, ob die wp umrüstbar wäre auf eine stärkere wärmequellenpumpe
22.9.2016 16:25
Kann man die Sondenrohre auch in Serie schalten?
Die Grenze wird der Druckverlust sein.

x²S3 mit ca. 4kw Sole 21l/min
KNV mit 7,5kW 11l/min
stimmt das?
22.9.2016 16:49


brink schrieb: Wieso brauchst du 2x dn40. 2x dn32 ginge nicht?


gibt es auch einfach U sonden mit 32mm? finde ich keine, zumindest nicht standardmäßig verfügbar. aber auch 2x dn32 würde an der sache nix ändern. man kommt mit dieser kleinen umwälzpumpe zu keiner turbulenten strömung bzw. mit dn32 wenn dann maximal in den grenzbereich. auch die umwälzpumpe der größeren KNV (1155-12) hat nur eine umwälzpumpe mit 0,29 l/s. das würde an der strömung nix ändern.

also ich habe mich von turbulent schon verabschiedet und werde die minderleistung wohl in kauf nehmen müssen. dafür braucht die kleine umwälzpumpe fast keinen strom :)

edit: turbulent scheint mit der kleinen KNV nur bei ner einzelnen SIMPLEX möglich zu sein. selbst bei ner 32er DUPLEX wird das schon nix mehr...
22.9.2016 19:50


gsilly schrieb: genau umgekehrt oder? 2 40er oder 1 32er kreis.

nein war schon richtig...
1 (simplex) x DN40 und 2 (duplex) x DA32 sind hydraulisch gleichwertig

und mit beiden läuft die 1155-6 turbulent. dann wenn sie es muß, nämlich bei vollgas...

simplex DA32 ist kein problem, nur nicht üblich.
serienschaltung wäre hydraulisch möglich aber energetisch schlecht weil die warme sole aus der tiefe doppelt abgekühlt wird beim rauf- u runterpumpen.

warum kann denn dein bohrer nicht tiefer?
wegen dem boden oder prinzipiell nicht wegen seinem gerät?
wie ist denn der boden?

ideal wäre für diese maschine jedenfalls eine tiefe bohrung mit 40 simplex oder 32 duplex...
22.9.2016 20:15
ja, hab das mit 1x 40 bzw. zweimal (eine bohrung) 32 (Duplex) nach ner weile und ein bisserl rechnen schon verstanden. sorry

ja was hat denn die 1155-6 denn für nen durchfluss bei vollgas? das findet man ja nirgends. meiner meinung nach sollte sie wohl auch schon bei 75 % verdichterdrehzahl turbulent laufen. immerhin ist das ja die standardmäßige volllast.

er kann es prinzipiell nicht. mit seinen geräten ist bei 120 m schluss. haben tun wir ton/lehm. wenn ich mich an einen beitrag von hopfgartner erinnere ist bei dieser beschaffenheit ein tieferes bohren eh nicht so einfach.

ich weiß auch nicht mehr...

22.9.2016 21:00
@dyarne


1 (simplex) x DN40 und 2 (duplex) x DA32 sind hydraulisch gleichwertig


Nach der Berechnung von D&W sind aber die Druckverluste und die Reynoldszahlen unterschiedlich. Mit DN 40 bist du sicherer im turbulenten Bereich.


@ ziegelrot, wieso bist du suspensionsspezialist?


...ich würde sagen eher "suspensionsgeschädigt".

Unser beauftragtes Bohrunternemen wollte die thermisch optimierte Fertigmischung mit der 2 bis 2,5-fachen Menge Wasser in der Spülwanne mischen.

Nach Rücksprache mit dem Hersteller war schnell klar, daß für die Fertigmischung eine eigene Mischanlage und Verpreßtechnik nötig ist.
22.9.2016 21:07
ist klar oder? die querschnittsfläche von 2x26 mm ist größer als die eines 40er rohres mit 32 mm innendurchmesser. aber arne hat schon recht, der unterschied ist gering. bei einer simplex steht der volle durchfluss der WP für ein rohr zur verfügung. bei zwei mal vorlauf halbiert sich das, dafür ist der durchmesser der rohre wieder kleiner wad sich wieder positiv auf die geschwindigkeit auswirkt. aber einmal 40er U muss besser sein als das doppel U.

nachtrag:
mit einem einfach U d40 schafft die kleine KNV nicht mal turbulenz beim nennfluss (50 hz). erst bei mehr würde sie dann von laminar zu turbulent übergehen. soviel noch dazu.
22.9.2016 21:15
@dyarne
Die Bohrfirma hat folglich die Arbeiten eingestellt.


22.9.2016 22:15

Tiefenbohrung | Fragen Dimensionierung
In meinem thread zu grabenkollektor - ein wenig lang geworden - hast die strömungsverhältnisse mit unterschiedlichen sole medien für dn40x3,7
Die 1155-6 schafft lockert turbulenz. Da die wp die wq pumpe 1-100% modulieren kann, wird sie die %% einstellen, bei denen die nötige wärme aus der tb geliefert kommt. Die turbulenz ist halt nur der kick zum optimalen wärmeübergang - aber auch zu höheren stromkosten, da hier der druckverlust sich gleich mal verdoppelt.
Die 2xdn32x2,9 ist ähnlich, hat weniger druckverlust, kommt aber ein wenig später in turbulente strömung.
http://www.energiesparhaus.at/denkwerkstatt/allgemein_a.asp?Thread=39142_14
23.9.2016 6:32
danke brink!
also wäre eine mögliche lösung bzw. minimierung meines problems zwei mal simplex mit dn32 zu realisieren? stimmt ihr da zu?? danke
23.9.2016 7:59
ja, schade, dass du nicht 120-140m schaffst. abhängig von bodenverhältnissen, würde eine simplex dn40 sonde reichen. 2x simplex 80m dn32 sind zwar auch ok, aber teurer, oder?


brink schrieb: Du könntest bei knv nachfragen, ob die wp umrüstbar wäre auf eine stärkere wärmequellenpumpe


das würde ich noch nicht ausschließen.
vielleicht kannst du was rausfinden.
mich würde es selbst interessieren, ob die kleine modulierende nibe auch mit einer stärkeren pumpe ohne wenig aufwand upgrade-bar wäre..
vielleicht kann dyarne diesbezüglich was rausfinden. .. ein neues versuchsprojekt? ;)


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