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VL/RL Delta K Quelle RGK

24.1.2018 - 16.2.2020
12 Beiträge | 4 Autoren
ich möchte hier kurz andiskutieren, wie das jetzt mit den differenzen der ausgehenden und eingehenden temperaturen der kälteträgerflüssigkeit bei oberflächennaher erdwärme ausschaut resp im speziellen beim rgk.
und ob nicht der rgk größere deltas verträgt..

 
 
24.1.2018 20:41
ausgelegt wird die oberflächennahe erdwärme für den arbeitspunkt 0°/-3° quelle und 30°/35° senke. quellentemperatur ist so gewählt, dass bei richtiger dimensionierung der quelle die eingangstemperatur nicht unter 0° fallen kann, weil der übergang des wassers (der erdfeuchte) im erdreich von flüssig zu eis 0° -> -1° 80x mal mehr energie freigibt als die abkühlung von flüssigem wasser von ein grad bspw 20° -> 19°.
wenn also die heizsaison mit 15° erdreichtemperatur startete, hat ein erdkollektor 15 (15° -> 0°) + 80 (0° -> -1°) "einheiten" potential bis ca. ende februar. zuzüglich des natürlichen zeitverzögerten ab/zufluss durch aussenwetter/aussentemperatur.
moderne rgks erreichen minimale quelleneingangtemperaturen gegen ende februar von +2° bis knapp +0° in wintern wie '16/'17, was optimal bis überdurchschnittlich gut ist.
beim auslegungspunkt 0/-3 liegt ausgangstemperatur von -3° nicht vollständig am erdreich an, sondern ist zuerst nur mal die kälteträgerflüssigkeit im rohr, die von der wp auf den weg geschickt wird. zwischen -3° flüssigkeit und erdreich ist noch das rohr. ausschließlich pe100rc material wird verwendet für verlegung ohne sandbettung und dadurch wird kontakt und wärmeübertragung von rohroberfläche zu erdreich verbessert. je nach system kommt zumeist dn32x3 oder dn40x3,7 (i.e. sdr11 verhältnis rohrdurchmesser 32mm resp 40mm zu wandstärke 3mm resp 3,7mm) zum einsatz. d.h. 3 bis 3,7 kunststoff zwischen -3° kälteträgerflüssigkeit und erdreich.
bei dauerhaft -3° ausgang bildet sich am kollektoranfang leichtfügig eisansatz. der rgk ist so gewichtet, dass am kollektoranfang relativ wenig rohrmeter pro grabenmeter verlegt sind. d.h. viel erdreichvolumen sorgen genauso für wärmenachschub. ein rgk bei diesen bedingungen friert gar nie zu.
beim dn40 rohr wegen seiner geringfügig dickeren wand ggü dn32 würde ein paar zehntel kältere flüssigkeit vertragen.
aber prinzipiell sind weniger als -3° unerwünscht.
bis ende februar ist aber ewig zeit. die eingangstemperaturen liegen bei heizanfang bei/über 15°.
die autosteuerung der kälteträgerumwälzpumpe von nibe (f1155-6 resp knv 1155-6 resp alle anderen der reihe, die ich kenne) hält die differenz zwischen aus- und eingangstemperatur bei 5K. ab unter etwa 7-6° eingangstemperatur wird schrittweise die differenz auf 3K verkleinert, bis der auslegungsarbeitspunkt von ein/aus 0°/-3° erreicht ist. temperaturen darunter resp höhere entzugslast führen meist dazu, dass die kälterträgerumwälzpumpe mit 100% leistung läuft. die ein/aus differenz kann nicht mehr beeinflusst werden.
nun überlege ich, ob der rgk bis +2° eingangstemperatur nicht doch ein delta 5K verträgt. der rgk ist weiters so verlegt, dass das warme ende bis 2m tiefe liegt und vor allem dort dann relativ viel rohrmeter hat. eine höheres delta führt automatisch zur langsameren umwälzung und der kälteträgerflüssigkeit bleibt mehr zeit sich an die erdreichtemperatur am warmen ende in 2+m tiefe anzunähern.
durch meine immer noch mangelnde überdeckung liegt 2/3 des kollektoranfangs deutlich höher, das letzte drittel jedoch bereits in plantiefe. wenn die wp beschließt, die kälteträgerumwälzpumpe mit 100% anzusteuern, führt es kurfristig zu 0,5° weniger eingangstemperatur, weil die kältere teil "zu schnell" durchgedrückt wird.
eure meinung?
24.1.2018 21:02
Lieber Herr Professor,
finde ich super, dass du darüber schreibst.


brink schrieb: eine höheres delta führt automatisch zur langsameren umwälzung und der kälteträgerflüssigkeit bleibt mehr zeit sich an die erdreichtemperatur am warmen ende in 2+m tiefe anzunähern.


Das klingt mir plausibel, nur bin ich definitiv nicht die richtige Person, darüber zu schreiben, weil ich keine Ahnung habe. Aber es klingt sehr logisch für mich.


brink schrieb: wenn die wp beschließt, die kälteträgerumwälzpumpe mit 100% anzusteuern, führt es kurfristig zu 0,5° weniger eingangstemperatur, weil die kältere teil "zu schnell" durchgedrückt wird.


Das klingt für mich Totalbanausen ebenso plausibel; aber kann man die WP daran hindern,
die Kälteträgerumwälzpumpe mit 100 % anzusteuern?


brink schrieb: durch meine immer noch mangelnde überdeckung liegt 2/3 des kollektoranfangs deutlich höher


Heißt das, du willst noch nachbessern?

Nur eine kleine Frage, die dein Thema nur zum Teil trifft. Bei aller Mühe habe ich es nicht geschafft, dem Trenchplanner einen Kollektor zu entlocken, der auf 0°/-3° ausgelegt ist. Mal sehen, was Planungsbüro A. K. zustande bringt, aber eine Ausgangstemperatur von -3,6° bzw. sogar -4,6° wäre dann schon ziemlich tief, nicht wahr? Problematisch tief?
24.1.2018 22:37


Vardi17 schrieb: aber kann man die WP daran hindern, die Kälteträgerumwälzpumpe mit 100 % anzusteuern?


derzeit gibt's keine möglichkeit im auto-modus. man kann die wq pumpe auf manuellen modus setzen, aber das ist nicht zielführend, weil man keinen optimalen punkt wählen kann, ohne nicht ständig einzugreifen. auto-modus ist schon super


VL/RL Delta K Quelle RGK


Vardi17 schrieb: Heißt das, du willst noch nachbessern?


unser garten ist noch ohne humus schicht. noch keine gartenplanung. heuer wird's sehr wahrscheinlich so weit..
derzeit schaut's ca so aus
http://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=84oYl7gT0QyRq7xZqQtZ


Vardi17 schrieb: Problematisch tief?


der rgk wird ja absichtlich am kalten anfang sehr dünn gelegt. dadurch kann es zu vereisungen kommen, ohne wirklichen auswirkungen.
es ist die frage, wann der arbeitspunkt unterschritten wird. passiert es im dezember, also bei winteranfang, ist es nicht so gut. dann wurde aber nicht korrekt dimensioniert oder übermäßig viel belastet.
passiert es im februar, hat es keine folgen.


Vardi17 schrieb: Bei aller Mühe habe ich es nicht geschafft, dem Trenchplanner einen Kollektor zu entlocken, der auf 0°/-3° ausgelegt ist.


dafür brauchst eine 2x kollektorleistung zur heizlast.
der trenchplanner berechnet aber auch den absoluten worst-case ende heizsaison / ende februar!


24.1.2018 22:43


brink schrieb: dafür brauchst eine 2x kollektorleistung zur heizlast.
der trenchplanner berechnet aber auch den absoluten worst-case ende heizsaison / ende februar!


Ah, danke! Dann ist’s vielleicht nicht so schlimm, wie’s den Anschein hat. 

Auto-Modus ... klingt sehr anwenderfreundlich 
24.1.2018 23:03
reminder an mich ---> 
1) nachdenken 
2) antworten 
3) danken

@brink, habe heute im zug nach wien von josef köttl 30 jahre alte ur-slinky studien bekommen.
nehm sie dir am samstag mit...
24.1.2018 23:07
@vardi(s),

wenn crink grünes licht gibt ist man völlig auf der sicheren seite...
-> standortbezogen
-> witterungsbezogen (30-jähriges ereignis)
-> bodenbezogen 
-> hebungsbezogen
7.2.2018 23:23
hier ein monat mit 4K delta. d.h. unabhängig von der kt-ein temperatur, moduliert die wp die kt pumpe, sodass ein/aus ein 4K delta ergibt (ca.)
durch den milden winter sind die kt temperaturen relativ hoch. heute sind es immer noch 4° bei mäßiger last von ~25hz. kt aus krazt deshalb ~ -0°


VL/RL Delta K Quelle RGK


VL/RL Delta K Quelle RGK
15.2.2020 13:34
Aufgrund der im Vergleich zu anderen Installationen bei mir relativ hohen WQ Pumpendrehzahlen habe ich mich auf die Ursachenforschung gemacht. Gefunden habe ich wenig. Eine andere Möglichkeit die Pumpengeschwindgkeit und damit etwas Strom zu sparen ist die Regelung auf ein fixes Delta T im Solekreislauf. Die ersten 2 Winter wurde Auto verwendet. Hier sehen wir Delta Ts von 3 bis 5 Grad. 3 in der Gegend von Sole Aus 0 und 5 bei Sole Aus von ca. 10 Grad Celsius. Seit einigen Monaten verwende ich Delta T fix = 5. Keine Probleme zu sehen, aber eine niedrigere WQ Pumpengeschwindigkeit.  Zuletzt bei 20 Hz ca. 0,5° AUS und 5,5 EIN lief sie mit ca. 17% der maximalen Geschwindigkeit. (Andere kommen bei diesen Parametern auf 1% runter). Bei 35 Hz ca. 0,5 - 1 Grad weniger. Die tiefste Sole EIN war heuer bei 4,3 Grad bei 40 Hz Ende Jänner. Für Ende Jänner habe ich das Limit bei 40 Hz gesetzt, sonst bei 35 Hz. 

Seit ein paar Tagen probiere ich 6°C Delta T. Effekt: ca. 9% Pumpenspeed. Bei 20 Hz jetzt Sole AUS 0 Grad und Sole EIN 6 Grad. d.h. gleiche Mitteltemperatur wie bei 5° Spreizung (von 0,5 auf 5,5). 

Da der COP vom Hub hängt (laut dyarne ca. 2,5% besserer COP bei 1° weniger Hub) sollte diese Änderung keinen Einfluß haben. Gewinn ist der geringere Pumpenstrom. Kann das jemand einfach quantifizieren?

Welche Nachteile seht ihr bei 6 Grad Spreizung? Treten hier höhere (schädlichere) Drücke und/oder Temperaturen auf? 

A bissl was geht ja noch. Bei 6,5 oder 7 Grad Spreizung werde ich dann auch die 1% Pumpenspeed erreichen.
15.2.2020 16:22


moef schrieb: Welche Nachteile seht ihr bei 6 Grad Spreizung?

das größere delta belastet den kollektoranfang übermäßig mehr. da wq aus kühler ist, entsteht auch ein höheres delta zur erde am kollektoranfang. je steiler die "gewichtungskurve" des rgk, desto eher ist er für höheres delta ein/aus geeignet. normale rgks sollten aber mit 0/-3 norm betrieben werden.
15.2.2020 18:57


brink schrieb: das größere delta belastet den kollektoranfang übermäßig mehr.

Nehme an, wenn Sole Aus bei -1 grad ist, passiert gar nichts.
15.2.2020 19:07
@moef verstehst du, dass je größer das deltat medium zu erdreich desto mehr wärme wird angezogen. das hat mit "passiert gar nichts" im sinne von eis nichts zu tun.
wenn zb die wp 1,5kw zieht, dann kommen bei sehr hohem deltat und sehr niedrigem volumenstrom die wärme vorwiegend aus dem kollektoranfang. es entsteht eine disbalance weil die rohre im rgk so gewichtet waren, dass über den gesamten kollektor ca gleich viel entzogen wird. mag sein, dass es bei überdimensionierten rgks eben nichts ausmacht. es ist aber keine generelle empfehlung möglich.


dyarne schrieb: reminder an mich ---> 
1) nachdenken 
2) antworten 
3) danken

vielleicht hat @dyarne achon darüber nachgedacht?
16.2.2020 6:06
Die mögliche "disbalance" verstehe ich auf Grund deiner Erklärung. Damit stellt sich automatisch die Frage wann diese disbalance auftritt und welche Auswirkungen sie auf den Kollektor hat. 

Die Druck- und Temperaturverhältnisse in der Maschine (z.B. Heisgas) sind dadurch nicht beeinflusst?? Man hat ja immerhin etwas niedrigere KT EIN Werte.



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