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WW-WP mit Saugheber

89 Beiträge | 4.11.2015 - 15.5.2019
wasser/wasser-wärmepumpen gelten als die systeme mit der höchsten effizienz überhaupt.

bei sole-wp ist die quelle ein flach-/grabenkollektor oder eine tiefensonde; die quelltemperatur liegt hier bei 0° (B0/W35).
bei ww-wp ist die quelle ein saugbrunnen, ähnlich einem hausbrunnen, dem im betrieb 1000-3000l wasser pro stunde entnommen werden, um 3-5 kelvin abgekühlt und in einem schluck- oder sickerbrunnen wieder dem grundwasser zugeführt werden.

hier geht man von einer quelltemperatur von 10° aus.

jedes grad weniger temperaturhub zwischen quelle und verteilung steigert die effizienz einer wp um 2,5%, somit hat eine ww-wp einen rund 25% höheren COP, also bsplw 6,5 statt 5,0.

dh aus einer kwh strom können bis zu 6,5 kwh wärme erzeugt werden.

doch es gibt auch einen stolperstein dabei. während eine sole-wp zur zirkulation im geschlossenen quellkreis nur eine leistungsschwache hocheffizienz-umwälzpumpe benötigt (mit bspl 120w) ist bei einer ww-wp eine leistungsstarke brunnenpumpe zum heben und fördern des grundwassers nötig.

typisch kommt dabei eine mehrstufige drehstrom-brunnenpumpe mit einer leistung von 350-400w zum einsatz.

jetzt könnte man meinen die 3-mal so hohe leistung der quellpumpe wird vom gesamtsystem locker mit der höheren effizienz kompensiert.

aber hier lauert der nächste stolperstein: umwälzpumpen werden mit P1 angegeben, das ist die elektrische leistung die die pumpe maximal aufnimmt.

im gegensatz dazu handelt es sich bei brunnenpumpen um die mechanische leistung P2.

die stromaufnahme ist um den wirkungsgrad höher. dieser liegt bei 50-60%, dh eine brunnenpumpe kommt auf 600-800w elektrischer leistungsaufnahme.

wenn man weiß dass bsplw die neue modulierende knv/nibe-wp mit 1,5-6kw eine stromaufnahme der gesamten wp von 600w bei 50hz hat wird hier der cop durch die brunnenpumpe bereits halbiert!

warum ist hier so eine große leistungsaufnahme nötig?

der grund ist dass brunnenpumpen für den zweck als quellpumpe einer ww-wp gar nicht so gut geeignet sind.

die klassische aufgabe einer brunnenpumpe ist eín hauswassernetz zu speisen. dazu ist hoher drucke bei wenig volumenstrom nötig. Je nach brunnentiefe werden 2-3 bar für die förderhöhe benötigt, ein mehrgeschossiges haus braucht dafür nochmal 1 bar und beim hauseintritt wünscht man sich bis 6 bar druckreserve.

der volumenstrom ist dafür gering, mehr als 500l/h kommen auch beim füllen einer wanne nicht zustande.

ganz im gegensatz dazu bei der verwendung als quellpumpe einer ww-wp. hier herrscht kein gegendruck, das system ist offen; jedoch ist der volumenstrom ein vielfaches gegenüber dem beim hauswassernetz.

wenn man hierfür einen autovergleich suchen würde, wäre die brunnenpumpe ein auto dass im ersten gang fährt: sehr viel kraft, aber wenig geschwindigkeit.

da man für die wp hohe geschwindigkeit (volumenstrom) benötigt muß man zum ferrari greifen, weil der auch im ersten gang 120 km/h erreicht.

 
4.11.2015 19:29
doch es gibt einen königsweg um dieser diametralen zielanforderung zu entkommen.

bei brunnentiefen bis 8m kann man sich den saugheber zunutze machen um das wasser ganz ohne pumpenleistung in die höhe zu bekommen.

der saugheber funktioniert wie eine waage, das wasser das in den schluckbrunnen runterfällt zieht auf der anderen seite das im saugbrunnen hoch.

WW-WP mit Saugheber

einen saugheber hat jeder bei seiner heizung im einsatz; jeder heizkreis funktioniert nach diesem prinzip. das heizwasser dass die steigleitungen rauf muß wird von dem auf der gegenseite runterfallenden gehoben. voraussetzung dafür ist ein geschlossenes und luftfreies system.

darum bricht die zirkulation im heizkreis zusammen wenn er nicht entlüftet ist. Auch werden heizkörper erst warm wenn man sie entlüftet und damit für zirkulation sorgt.

besitzer einer sole-wp haben sogar 2 saugheber; jeder solekreis funktioniert nach diesem prinzip, auch in tiefensonden. daher kommen auch 200m tiefe solebohrungen mit pumpenleistungen von 100-200w aus.

die umwälzpumpen – der name sagt es schon – müssen hier nur den druckverlust der rohrleitung überwinden um das wasser umzuwälzen.
wenn man mit dem saugheber als unterstützung der quellpumpe einer ww-wp arbeitet ist es möglich mit einer leistung von weniger als 100w 2-3000 l/h zu fördern.

umgelegt auf den autovergleich wäre das bloß ein kleinwagen, der - jetzt dafür im 5. gang – die benötigten 120 km/h fährt.

wie kann man jetzt in einem brunnenkreis ein geschlossenes system installieren?

dazu ist es nötig, dass der schluckschlauch - ebenso wie der saugschlauch - unter die wasseroberfläche eintaucht. dann kann weder von vorne noch von hinten luft ins system, man muß nur einmal entlüften und dann läuft der saugheber – als geschlossenes system im unterdruck.

4.11.2015 19:31
ich möchte hier als konkretes beispiel die saugheberanlage zeigen, die wir in den letzten wochen bei einem freund installiert haben.

es handelt sich um ein fast 50 jahre altes 2-familienhaus, bisher wurde mit gas und zuletzt mit stückholz geheizt.

die herausforderung war die vorgegebene bauliche situation, die brunnenleitung musste einmal quer durchs haus durch. der saugbrunnen wurde im vorgarten neu gebohrt, hier konnte die alte senkgrube vorm haus als brunnenvorschacht genutzt werden.

der wasserstand ist rund 4m unter GOK, gebohrt wurde bis 10m.

die optimal passende wp, die neue modulierende knv/nibe mit 3-12kw war leider bis zuletzt (noch) nicht lieferbar, so wurde die nächstgrößere gewählt. bei einem unteren leistungsbereich von 4kw für das mäßig sanierte große 2-familienhaus trotzdem eine gut passende wahl.

Die installation wurde in eigenleistung ausgeführt und zeichnet sich vor allem dadurch aus was alles weggelassen wurde:

- kein puffer
- kein mischer
- keine zusätzlichen umwälzpumpen
- keine hydraulische weiche
- kein überstromventil


also eine direktheizung in die beiden kreise der alten einrohrheizung. da die wp bloß 40l wasser als mindestvolumen benötigt ist das möglich.

die einfachsten systeme sind immer die effizientesten – insbesonders bei wärmepumpen:

der schluckbrunnen wurde hinter dem haus auf der anderen seite im garten auf sehr kostengünstige art errichtet: 3 baggerstunden und ein paar schachtringe genügten.

seit ein paar jahren werden von allen großen herstellern nur mehr ww-wp mit zwischenkreis (systemtrennung) verbaut. es hat einfach zu viele schäden mit durchkorrodierten wärmetauschern gegeben auch wenn die von den herstellern vorgeschriebenen wasserwerte eingehalten wurden.

bei einer direkt durchflossenen ww-wp ist ein durchkorrodierter wärmetauscher ein totalschaden. wasser kommt in den kältekreis , der kompressor ist schrott.

bei der systemtrennung setzt man als wp eine sole-wp ein, der kurze solekreis holt sich per externem wärmetauscher die energie vom brunnenkreis. hier liegt das risikopotential bei aggressivem wasser nur beim externen wärmetauscher und damit sehr überschaubar…
4.11.2015 19:39
trockenspülbohren...

WW-WP mit Saugheber

baggern bis zur wasseroberfläche

WW-WP mit Saugheber

juhuuuuuu ... wasser!

WW-WP mit Saugheber

der schluckbrunnen aus schachtringen...

WW-WP mit Saugheber

der schluckrüssel...

WW-WP mit Saugheber

die ehemalige senkgrube als vorschacht und der neue brunnenkopf...

WW-WP mit Saugheber

der saugrüssel mit rückschlagtventil...

WW-WP mit Saugheber


4.11.2015 19:55
zur installation im haus...

saugleitung -> filter -> umwälzpümpchen -> wärmetauscher brunnenkreis/solekreis ...

WW-WP mit Saugheber

WW-WP mit Saugheber

ein besonderes gustostückerl - ein transparentes rohrstück an der höchsten stelle um wasser, vaakuum und luft zu kontrollieren...

WW-WP mit Saugheber

solezwischenkreis mit ausgleichsgefäß und spülvorrichtung

WW-WP mit Saugheber

alt trifft neu - eine minimalistische installation. die wp fährt direkt in die alten heizkreise ...

WW-WP mit Saugheber

gaaanz wichtig - normgerechte aufbereitung des heizwassers mit umkehrosmose. enthärtet und entsalzt um nicht mehr korrosiv zu wirken ...

WW-WP mit Saugheber

juhuuu das werkl läuft! gut 13° quelltemperatur...

WW-WP mit Saugheber

die besonderheit: die wp ist ja vollmodulierend. die quellpumpe moduliert mit kompressor, sole-und heizkreispumpe mit! bei bloß 2 x 35% leistungsbedarf der sole- und der identen brunnenpumpe kann sich jeder die potentielle effizienz ausmalen - der leistungsbedarf ist ein zehntel dessen einer brunnenpumpe ...

WW-WP mit Saugheber

WW-WP mit Saugheber

5.11.2015 6:45
Sehr schöner Bericht.

Was mir allerdings aufgefallen ist.
Du erklärst sehr schön den Vor bzw. Nachteil einer WW-Wp.
Also hohe Quellen Temp bei hoher Pumpleistung.

Und beschreibst dann den "Königsweg", wie man diese umgehen kann.
Nun eines habe ich gelernt, es gibt nie nur Vorteile.
Jeder Vorteil wird von einem Nachteil aufgewogen, den man entweder in Kauf nimmt, oder die Finger davon lässt.

Wo würdest du also die Nachteile so einer Saughebeanlage sehen?

5.11.2015 6:55


New_Projekt schrieb: Wo würdest du also die Nachteile so einer Saughebeanlage sehen?


Ich denk mal, dass man sie so gut wie nie bauen kann, da die Rahmenbedingungen seeeeehr eng gesteckt sind.

Wie oft hast GW in 4 m Tiefe, welches den Stand stabil hält? Bei uns sind Schwankungen von 12(!) Metern möglich... also GW auf -4 bis -16 Metern unter GOK!

ng

bautech
5.11.2015 8:48
Cooles Projekt und schöner Bereicht, danke Arne!
5.11.2015 9:36
Hallo,

meinereiner ist neu hier - bitte um ein bisserl Nachsicht
das Projekt find ich (wieder mal) klasse - solche Freunde müsste man haben
Da mich deine Angaben zum Haus (alt, groß, mässig saniert) an unsere Burg erinnern, würde mich noch folgendes interessieren:
Welche Heizlast hat denn das Gebäude, da Du schreibst, daß die 12er gut gepasst hätte!?
Was mich an der 16er etwas irritiert, ist, daß bei (euren) 13° Soleeingang die Mindestleistung laut Diagramm schon ca. 8kW beträgt:
WW-WP mit Saugheber

Ist das gefährlich, daß die supermodulierende WP in der Übergangszeit zu takten anfängt, oder lässt sich das über die Integralregelung auffangen?

Ich glaub, da muß ein Puffer her!
Nö, Spässle, bin ja nur neidisch.....

LG
Rudi
5.11.2015 9:49
@ Arne wieder einmal super Bericht. Jetzt will ich auch so etwas haben .
6.11.2015 20:00


New_Projekt schrieb: Und beschreibst dann den "Königsweg", wie man diese umgehen kann.
Nun eines habe ich gelernt, es gibt nie nur Vorteile.
Jeder Vorteil wird von einem Nachteil aufgewogen, den man entweder in Kauf nimmt, oder die Finger davon lässt.

Wo würdest du also die Nachteile so einer Saughebeanlage sehen?

sehr gute frage ...

ich hab schon bewußt königsweg geschrieben, weil der saugheber - wo möglich - fast nur vorteile hat. vom invest bis zu den betriebskosten...

zu den nachteilen:

- der schluckbrunnen ist aufwändiger, weil das rohr wirklich eintauchen muß. bei lösungen mit brunnenpumpen kann man unter umständen mit einem sickerschacht auskommen...
dem tieferen schluckbrunnen steht die billigere pumpe gegenüber...

- eine unterdruckleitung ist anspruchsvoller punkto dichtheit als eine überdruckleitung. günstig ist es hanf und teflonband zu vermeiden. kunststoffrohre wie das hier eingesetzte pvc-U-system darf man eh nicht hanfen. dieses wird geklebt (kaltgeschweißt), die schraubverbindungen haben großteils o-ringe, wo nicht haben wir teflonrundschnur verwendet.

- zur inbetriebnahme muß das system entlüftet werden.
dazu gibts verschiedene konzepte (vakuumpumpe, selbstsaugende jet-pumpe als starter). wir haben auf penible gefälleausbildung geachtet und am höchsten punkt einfach einen abzweig mit kugelhahn gesetzt. man sperrt im schluckbrunnen ab, dann wird einfach statisch entlüftet, dh wasser eingefüllt bis zum rand. durch das gefälle der leitung ist diese dann entlüftet.

- hmm, ich weiß nicht ob das als nachteil des systems gewertet werden kann, aber beim heizungsbauer um die cke wird man sowas wohl nicht bekommen. es braucht einen innovativen installateur oder einen haustechnikplaner der das konzept vorgibt.
6.11.2015 20:20


bautech schrieb: Bei uns sind Schwankungen von 12(!) Metern möglich...

das ist aber eine große ausnahme. bei meinem freund ist der unterschied aus eigener beobachtung in 40 jahren unter 1m. er hat nebenan einen schotterteich auf grundwasserniveau.

bei den meisten ww-wp aspiranten die hier in den letzten jahren aufschlugen wäre diese lösung möglich gewesen.

bei bozm, der/die aktuell eine ww-wp plant ginge es auch. da schwankt der bemessungswasserstand um 2,9m
ich würds eher umdrehen und sagen das kritisch zu hinterfragen ist wenn kein saugheber geht ob dann die ww-wp wirklich die lösung der wahl ist...

seit sole-wp vor ein paar jahren zu dv-anlagen punkto effizienz aufgeschlossen haben ist die luft für ww-wp dünn geworden.

dazu kommen sinkende heizlasten.

fast alle neuen efh in A liegen zwischen 3-5kw heizlast. da ist der aufwand einer ww-wp nur darstellbar wenn keine andere lösung geht.

wenn man es schafft mit 16-20kw anlagen eine ganze reihenhausanlage oder ähnliches zentral zu versorgen kann das schon wieder ganz anders ausschauen...

aber jeder standort hat seinen favoriten: wo flach oder tief schlecht geht ist oft die voraussetzung für wassser günstig...
6.11.2015 20:26


Executer schrieb: Cooles Projekt und schöner Bericht...

danke!


Richard3007 schrieb: Jetzt will ich auch so etwas haben...

hahaha ...

richard, das wird ein spannendes match punkto effizienz zwischen dieser anlage und deiner.

für cop/jaz ist ja egal ob sich der arbeitspunkt auf quell- oder senkenseite verschiebt.

die rund 8-10k höhere quelle dieser anlage holst du bei der senke (fbh) wieder rein.

der absolute wärmebedarf dieses alten 2-familienhauses wird 3-4 mal so hoch wie deiner sein...
6.11.2015 20:45


Meinereiner schrieb: meinereiner ist neu hier - bitte um ein bisserl Nachsicht...

servus deinereiner,

keine nachsicht.

dein erster beitrag und schon weist du mir einen blödsinn nach - das merk ich mir ...
hab fälschlich von den leistungsgrenzen beim einsatz als solepumpe (0°) geschrieben...


Meinereiner schrieb: Was mich an der 16er etwas irritiert, ist, daß bei (euren) 13° Soleeingang die Mindestleistung laut Diagramm schon ca. 8kW beträgt...

ja, das leistungsdiagramm der 4-16er schaut etwas speziell aus und hat einen wesentlich stärkeren temperaturgang als das der 1,5-6er.
hier schwankt die maximalleistung zwischen 0° und 10° quelle gerade von 7,5kw bis gut 8kw.

von der 3-12-er hab ich leider noch kein diagramm gesehen...


Meinereiner schrieb: Welche Heizlast hat denn das Gebäude, da Du schreibst, daß die 12er gut gepasst hätte!?

10-14kw haben wir aus dem verbrauch überschlagen. das gebäude ist ganz ähnlich unserem, auch der standort und die nutzung. bloß ist unseres auf die halbe heizlast runtergedämmt...


Meinereiner schrieb: Was mich an der 16er etwas irritiert, ist, daß bei (euren) 13° Soleeingang die Mindestleistung laut Diagramm schon ca. 8kW beträgt...

Ist das gefährlich, daß die supermodulierende WP in der Übergangszeit zu takten anfängt, oder lässt sich das über die Integralregelung auffangen?

mich persönlich ärgert es, wir haben solange als möglich zugewartet. die 3-12er war schon im frühjahr angekündigt.

hab bei knv gebettelt, hätte auch einen prototypen zum betatest genommen, aber die haben in ganz A noch keine bekommen. wenn es möglich gewesen wäre hätten wir noch einen winter zugewartet, aber die alte heizung liegt schon beim alteisenhändler und rational betrachtet paßt sie eh viel besser als jede on/off.

die 3-12er wäre (theoretisch) mit einem start durch den winter gekommen, sowas gefällt mir. hab ich im ersten unsanierten jahr mit meiner geschafft ...

problem ist es so auch in keinster weise. die energieintegralregelung schafft das auch in unserem haus mit einer 8kw on/off (die bereits überdimensioniert ist) und fast identer einrohr-heizkreisauslegung locker ...

sie benötigt bloß 40l wasser im umlauf - wir haben 200l.


Meinereiner schrieb: Ich glaub, da muß ein Puffer her!

rudi, du bist für einen frischling ja schon ganz schön tief in der materie , respekt...
8.11.2015 17:25
hier ein hydraulikschema der gebauten anlage...

WW-WP mit Saugheber

im schluckbrunnen ist hier ein überlauffaß dargestellt.
dies wäre der plan B gewesen, wenn wir nicht bis zum wasserspiegel runtergekommen wären. dann hätten wir in das faß zurückgeliefert, der überlauf wäre versickert.

so hätten wir dann zumindest den großteil der höhe mit saugheber überwunden...
8.11.2015 18:03
und so könnte das ganze optiomiert im neubau aussehen, wenn 'sichtkontakt' zwischen saug- u schluckbrunnen besteht.

die brunnenleitung zwischen saug- u schluckbrunnen könnte dann gleich 2 oder mehr meter tief in der erde bleiben, entsprechend weniger müßte der saugheber leisten...

WW-WP mit Saugheber

WW-WP mit Saugheber

9.11.2015 12:25
Servus Arne,

vorab mal sorry fürs off-topic!


keine nachsicht.




10-14kw haben wir aus dem verbrauch überschlagen. das gebäude ist ganz ähnlich unserem, auch der standort und die nutzung. bloß ist unseres auf die halbe heizlast runtergedämmt...


darf man fragen, wie hoch der (Gas-) Verbrauch war?
Ich weiß schon, jedes Gebäude ist anders, aber als grober Vergleich zu unserem täts mich interessieren...


mich persönlich ärgert es, wir haben solange als möglich zugewartet. die 3-12er war schon im frühjahr angekündigt.



die 3-12er wäre (theoretisch) mit einem start durch den winter gekommen, sowas gefällt mir. hab ich im ersten unsanierten jahr mit meiner geschafft ...


Genau diese 12er möchte ich für unseren Bestands-/Misch-Bau.
Glücklicherweise kann ich noch diesen Winter abwarten (Öl müsste reichen) und schon mal ein bisserl vorplanen


rudi, du bist für einen frischling ja schon ganz schön tief in der materie , respekt...



Danke, aber weeeit nicht tief genug
Ich les nur seit ein paar Monaten hier und im HTD fleissig mit und habe Dank dir und ein paar anderen wenigstens schon eine feste Richtung, wo´s langgehen wird.
Aber dazu mach ich bald einen eigenen Faden auf....

LG
Rudi
9.11.2015 15:52
@dyarne

ist es so, dass am Display GP1 = 35% bedeutet, dass diese im Moment wo das Foto gemacht wurde bei ca. 35% der vollen Drehzahl läuft? Nehme an, dass die Umwälzpumpe drehzahlgeregelt ist. Wenn das so ist, dann ist hier das Affinitätsgesetz für Pumpen anzuwenden. D.h. Leistung1/Leistung2 = (Drehzahl1/Drehzahl2)^3 Da bleiben bei 35% schlappe 4,3% der Leistung bei voller Drehzahl übrig.
Zirkulationspumpen sind teilweise recht anfällig für Kalk. Aufbereitetes Heizungswasser ist unproblematisch. Hier würde ich Brauchwasserpumpen (wird normal für die Zirkulation von Brauchwasser verwendet) einsetzen.

Ein Ansatz für Anwendungen wo der "Heber", der mir sehr gut gefällt nicht, ausgeführt werden kann, ist eine Brunnenpumpe mit Drehzahlregelung einzusetzen. Die erforderlichen Drücke sind bei den neuen Wärmepumpen fast immer nur die Hubarbeit aus dem Brunnen. Rohrreibungsverluste sind sehr gering. Bei der alten Bauweise der Wärmepumpen mit nur 1 Wärmetauscher, waren deutlich größere Drücke erforderlich. Also bei den neuen WW-WP sind die Brunnenpumpen fast immer überdimensioniert, d.h. sie machen zu viel Druck. Es gibt am Markt fast keine passenden Pumpen. Bin aus der Branche....
Frage an dyarne@ Wann soll die neue kleine KNV erhätlich sein? Bräucte sie so Mitte 2016. Meine Heizung ist für unseren Neubau noch nicht defniert. Im Moment schaut es nach Bauteilaktivierung mit ca. 17% Solar und Sole-WP Unterstützung aus. Die WP kostet halt relativ viel für die geringe erforderliche Heizleistung. Die Solar sollte ca. 70% des HWB abdecken. Überlegen einen Kamin zu machen. Aber die 30%, vor allem in längeren sonnenarmen oder sonnenlosen Wetterphasen mit dem Kamin abzudecken, das wollen wir auch nicht.
9.11.2015 17:44
@moef und @dyarne

Wir lassen uns auch gerade eine WW-WP Lösung anbieten - wie ihr ja vielleicht "noch" wisst.
Jetzt habe ich mal unseren bestehenden Brunnen mal nachgemessen. 6m Tiefe 130cm Wasserstand.
Was sagt ihr dazu? Ist dieser für einen Schluckbrunnen geeignet oder nicht?
Wieviel Wasserstand wäre notwendig? Der Brunnen ist schätze ich mal 70 Jahr alt, aber noch sehr gut erhalten.
LG Zigi

9.11.2015 20:36
@zigi

grundsätzlich ist er geeignet. Kommt auf das Wasserspiegelniveau im Vergleich zum ersten Brunnen an. Wenn der Spiegel des Schluckers zu niedrig ist, kann man weiter oben im Brunnen einen Behälter montieren in den der Schlauch reingeht und der überläuft. Wenn ich das von dyarne richtig verstanden habe....

lg
9.11.2015 22:56
Sehr interessanter Thread... wir haben ja schon mal darüber gesprochen.

Habe deine Saugheber Lösung auch mal meinem Installateur gesagt, aber der macht seine Version, weil er die andere nicht kennt.
Grabenkollektor ist auch so eine Mysterie für die meisten.

Unser Entnahme Brunnen ist nun schon gebuddelt.

Hier die Betonringe noch im Freien :
WW-WP mit Saugheber

Und da ist er schon fertig:
WW-WP mit Saugheber

Schluckbrunnen kommt noch.
Bin gespannt wie unsere Werte sein werden.
Temp: 8-14°C laut Auskunft vom Land.

lg
9.11.2015 22:58


Zigi schrieb: Wir lassen uns auch gerade eine WW-WP Lösung anbieten - wie ihr ja vielleicht "noch" wisst.


Genehmigungen schon alle geholt?
Kälte-/Wärmefahne
Einreichung
etc.?

Kostet ne saftige Stange Geld.
Und die WW-WP bekommst auf 50Jahre befristet.

lg



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