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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.

 
31.12.2015 6:44
Ja sicher laufen die selten im optimalen Wirkungsgradpunkt. Große Industriepumpen (ab ca. 55 kw) werden wenn möglich optimiert - durch Anpassung des Laufraddurchmessers oder durch Anpassung der Drehzahl. Bei mehrstufigen kleinen Brunnenpumpen passt kein Hersteller den Laufraddurchmesser an, sondern jeder die Drehzahl. Drehzahlregelung spart viel Energie. Wann sich die Mehrkosten für die Regelung amortisieren ist individuell.
10.1.2016 12:36
Ich habe mir die Sache mit der Sauglösung für mein geplantes EFH skizziert. (Ohne Filter,Sensoren,...)

WW-WP mit Saugheber

Bei mir kommme ich da auf eine Saughöhe von rund 9m. (wenn ich davon ausgehe dass sich der Spiegel im Entnahme-Brunnen um 1m senkt -durch entnahme oder Jahreszeit-schwankung)
Ist das System da noch möglich?
-> Ich habe noch keine Kavitationskurven von Geo-Umwelzpumpen gesehen darum macht mir das hohe Vakuum bissl sorgen.
Alternativ könnte ich die Umwälzpumpe vielleicht im alten Brunnenschacht unterbringen. Damit wäre das Kavitationsrisiko der Pumpe wohl gesenkt, obwohl bei hohen Strömungsgeschw im Rohr und Wärmetauscher immer noch Kavitation ein Thema sein könnte. Alles in den alten Brunnenschacht unter zu bringen wäre vom Platz wohl auch nicht leicht.
Was wäre euer Tipp dazu?
LG
10.1.2016 13:53
hallo markus,

das wird was!

folgende optimierungsvorschläge:

setz die umwälzpumpe samt wärmetauscher in den neuen schacht. von dort kann sie das wasser sofort wieder in den schluckbrunnen drücken.

die soleleitung ziehst du dafür aus dem haus in den saugbrunnen zum wärmetauscher.

die vakuumpumpe zum entlüften haben wir uns gespart, dies geschieht rein durch wassereinfüllen am höchsten punkt plus absperren der schluckleitung.

das problem bei größerer tiefe ist nicht die kavitation, sondern daß die differenz vakuum zu luftdruck nur 10m wassersäule zuläßt.

die atmosphäre drückt mit ~1 bar (= 10m wassersäule) auf die wasseroberfläche.
dieses bar kannst du durch das vakuum zum heben nutzen...

ich melde mich bei dir wegen eines anlagenbesuchstermins...

liebe grüße
arne
10.1.2016 15:40
Danke,bin scho gspannt!

Ja, macht sicher Sinn die Umwälzpumpe (gleich nach dem Filter) vor dem Wärmetauscher zu setzen -> damit sind die WT-Druckverluste an der Druckseite und senken nicht zusätzlich den Vakuum-Druck.

Wenn möglich hätte ich die ganze Technik irgendwie zugänglich im Haus gelassen (falls mal irgendetwas zu warten ist, -bzw, wegen Druckanzeigen, Sensoren und Verkabelung etc.). Aber wenns draußen sinnvoller ist - warum nicht.
Leider habe ich noch keinen Plan wie ich alle Geräte möglichst kompakt im Haus setze, sodass Luftleitungen für KLW und Wasserverrohung möglichst einfach ausfallen. Zudem spekuliere ich mit dem Grundwasser die KWL vorzuheizen um vereisungssicheren Betrieb im Winter ohne Heizstab zu ermöglichen.

Hier mal ein Keller-Grundriss und EG+OG:
WW-WP mit Saugheber
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Die Sache mit der Kavitation is ned ganz ohne. -wenns bei Rohrkrümmern aufgrund der Sekundärströmung zu lokalen Wirbeln mit angenommen 5*Übergschwindigkeiten kommt, ist der Dampfdruck dann nicht mehr weit weg.
v= wurzel(2*deltaP/rho)
Ich habs mal für meinen Fall grob überschlagen: (bitte um Korrektur falls ich was vergessen hab)
also wenn mir nur mehr 0,08bar (10mAtmosph-9mStatisch-0,2mDampfdruck=0,8m) bleiben, -> muss ich unter v=4m/s lokaler Strömungsgeschw bleiben.
Also vielleicht max Mittelwert von rund 1m/s
Durchfluss_max bei 1" A=0,0005m^2 Q=0,0005m^3/s = 500 L/h ->Problem
Durchfluss_max bei 2" A=0,002 m^2 Q=0,002 m^3/s =2000 L/h ->knapp

Der Wärmetauscher müsste ebenfalls auf diese Strömungsgeschw. runter kommen.
(keine Ahnung ob der dann noch turbulent funktioniert)

Kennt jemand passende Werte für:
NPSH-min für Umwälzpumpen (Vollast)bzw Diagramm?
deltaP Wärmetauscher (k-Wert für Q^2 Verluste)?

LG
Markus

16.1.2016 13:41
Ich hab mal die nächstbeste Umwälzpumpe aus dem Netz hier, wo ich etwas über Kavitationsgrenzen finden konnte.
zB:

http://www.selfio.de/wilo-hocheffizienz-umwaelzpumpe-yonos-pico-25-1-4-130-mm-4164006.html?gclid=CNi86a-brsoCFVCZGwodN80Dpw

https://www.selfio.de/fileuploader/download/download/?d=0&file=custom%2Fupload%2FFile-1389791408.pdf

WW-WP mit Saugheber

Ich kenne nur den NPSH-Wert der gegenüber absolut-null angegeben wird.
Hier ist von einer Mindestzulaufhöhe die Rede, was jedoch nicht absolut sein kann, da bei 110° Wassertemp mehr als 1Bar=10m absolut nötig wäre damit das Wasser nicht von alleine schon kocht.
Daher schätze ich dass diese Werte zuzüglich zum 1bar Atmosphärendruck addiert werden müssen.
Zulaufhöhe+Atmos-Dampfdruck=NPSH

->Das wären dann bei
110°-> Zulaufhöhe=10.00m Dampfdruck ca.14.5m NPSH=(Pstat-Pv)=5.50m
95°-> Zulaufhöhe= 3.00m Dampfdruck ca. 8.5m NPSH=(Pstat-Pv)=4.50m
50°-> Zulaufhöhe= 0.50m Dampfdruck ca. 1.2m NPSH=(Pstat-Pv)=9.30m ->??
20°-> Zulaufhöhe= 0.??m Dampfdruck ca. 0.2m NPSH=(Pstat-Pv)=??m
0°-> Zulaufhöhe= 0.??m Dampfdruck ca. 0.06m NPSH=(Pstat-Pv)=??m
Der NPSH von 9.3m sticht etwas heraus, und dass dieser Wert nicht konstant ist verwundert mich.

2.6.2017 10:24
Ich habe eine Frage zur ersten im Thread beschriebenen Anlage:

Das Schema unter http://www.energiesparhaus.at/denkwerkstatt/allgemein_a.asp?Thread=39947_1#324611 zeigt, dass das Leitungsende im Schluckbrunnen nicht direkt im Wasser endet sondern in einem Gefäß über dem Wasserspiegel.
Entspricht das der Realität und wie sind die Erfahrungen damit?
Super wäre zu wissen, welche Umwälzpumpe eingesetzt wurde und welches Fassungsvermögen das Gefäß hat.

Ich plane aktuell auch solch eine Anlage, bzw. hab meinen Installateur überzeugen können solch eine Anordnung zu machen, habe jedoch nur ca. 50cm Wasser im Schluckbrunnen - das könnte mit Schwankungen dann zu wenig werden, aber mit einem zusätzlichen Gefäß sollte es gehen denke ich.
30.7.2017 13:59
hallo,

das 'eintauchbecken' wäre plan B gewesen, wenn wir mit dem schluckbrunnen nicht den wasserspiegel erreicht hätten.

da wir dies jedoch geschafft haben ist der behälter entfallen. wir haben nur einen kübel mit steinen hingestellt damit das schlauchende nicht verschlammt...


fbruckm schrieb: welche Umwälzpumpe eingesetzt wurde...

wir haben die integrierte originalpumpe geklont und nach absprache mit der technikabteilung des herstellers parallel zu dieser geschalten.


fbruckm schrieb: ...habe jedoch nur ca. 50cm Wasser im Schluckbrunnen - das könnte mit Schwankungen dann zu wenig werden, aber mit einem zusätzlichen Gefäß sollte es gehen denke ich

ja, genau dann würde ich so ein gefäß einsetzen...
9.5.2019 13:12
Hallo

Ich muss den Beitrag nochmals rauskramen. Ich bin momentan echt stark am überlegen, einen Saugheber zu Installieren.

Meine Ausgangslage: Grundstück ca. 130 Meter neben der Donau, Hochwasserschutz vorhanden. (Definiertes Schutzziel ist Erdgeschoßhöhe, dass heißt, dass bei Hochwasser ein Keller trotzdem unter Wasser stehn könnte. 2012 war aber im gesamten Ortsgebiet kein Keller überflutet)
Bohrbrunnen auf 19meter wurde gebohrt. Ruhewasserspiegel liegt bei ca. 7Meter, was ungefähr dem damaligen Wasserstand der Donau entspricht und diese zu dem Zeitpunkt sehr niedrig war. Ich rechne damit, dass der Wasserstand nie unter 8 Meter fallen wird. Gebäude ist ohne Keller, somit müsste ich nocht ca. 1 Meter bis 1,5 Meter an Höhe in den Technikraum hinzuzählen. Mein Gedanke war nun aber, dass ich den Wärmetauscher in den Bohrbrunnen setzte und von dortaus gleich weiter in den Sickerschacht. Wie groß und wie tief würdet Ihr den Vorschacht zum Bohrbrunnen planen? Ich dachte momentan an 1,5-2 Meter Durchmesser und 2 Meter tief. Ich will da auch die Ventile für die Bewässerung unterbringen

Wie tief würdet Ihr mit dem Sickerschacht hinuntergehen. Ich dachte sicherheitshalber auf 9 Meter und unten dann ein kleines Edelstahlgefäß versenken und mit der Schluckleitung eintauchen. Benötigt man zwingend ein Rückschlagventil? Welchen Durchmesser würdet Ihr für den Schluckbrunnen vorschlagen? Ich dachte da an 100cm mit Steigbügeln, damit man hinunterkönnte.

Eine große Sorge ist, dass doch einmal ein Hochwasser kommt und mir den Bohrbrunnen überflutet. Recht viel kann dann ja nicht kaputt gehen, oder? Die Umwälzpumpe? ein paar Magnetventile der Bewässerung. Ich denke dem Wärmetauscher wird das Hochwasser eher egal sein, es ist dann sowieso sauberes Wasser. Hat der Wärmetauscher sonst auch noch Sensoren? 

Mein Heizlast ist 9,5kW, es ist eigentlich geplant eine KNV Topline 1155 -06 zu verbauen. Was würdet Ihr für eine Umwälzpumpe dafür empfehlen?

Laut Datenblatt ist die 1155-06 bis 9kw Heizlast empfohlen. Denkt Ihr ich lieger mit dieser trotzdem richtig, oder sollte ich auf die 12kw gehen?

Besten Dank

Stoffal02
15.5.2019 13:59
Hat keiner eine Idee dazu?

LG



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