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Flächenkollektor vs. Grabenkollektor

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  •  goofgoo
22.9.2015 - 14.9.2016
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Hallo liebe Kollektor-Experten,

ich lese mit großem Interesse die verschiedenen aktuellen Fäden über Grabenkollektoren (welche gefühlt wie die Schwammerl aus dem Boden schießen emoji ) und mittlerweile haben sich dazu doch ein paar Fragen ergeben:

Wir werden unser Haus mit der kleinen drexel-weiss S2 Wärmepumpe und einem kleinen Kachelofen für extreme Härtezeiten beheizen. Zu der WPWP [Wärmepumpe]-Dimesnionierung gibt's schon einen Faden: http://www.energiesparhaus.at/forum/38978_2

Als Energiequelle ist ein Flächenkollektor mit 1x200m PLT40-Rohr geplant (als Sole wird Ethanol mit Wasser gemischt - welches Mischverhältnis ist empfehlenswert?!). Grundstück (Hang abfallend nach Norden, lehmiger Boden) sieht folgendermaßen aus (1170m²). Kollektor ist am nördlichen Ende geplant:

2015/2015092230452.JPG

Nun entnehme ich diversen Grabenthreads, dass offenbar die Rohrlängen derzeit zu den Herstellerempfehlungen gnadenlos überdimensioniert werden, z.B. brink hat eine ähnliche Heizlast wie ich und verbaut ~450m PLT40!
Macht es nun auch Sinn meinen Flächenkollektor auf z.B. 300m zu "verlängern"?

Wie sieht es mit der Leistung der Kollektoren aus - bis vor kurzem hatte ich den Eindruck, dass der Flächenkollektor die Nase vorne hätte, mittlerweile entsteht bei mir durch diverse Diskussionen der Eindruck, dass der Grabenkollektor das nonplusultra darstellt.

Wie ist hier die Meinung der Experten? Flächenkollektor oder Grabenkollektor? Platz ist bei uns ja recht viel vorhanden, insofern beides gut machbar.
LG Christian

  •  Executer
  •   Gold-Award
16.11.2015  (#101)
Ohne jetzt alle Hintergründe nachgelesen zu haben gefällt mir Variante 2 besser, da mehr Erdreich umschlossen werden kann. Warum machst du auf der SW-Seite keine Slinkys?
Warum nicht auf 2x300m plt32 gehen?

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  •  brink
16.11.2015  (#102)
ich würde wie in variante 1 rausgehen, dann graben mit slinkies machen und entlang der grundstückgrenze so lange den graben ziehen, bis 'genug' leistung der kollektor hergibt. dann "luftlinie", wie halt möglich, zurück zum haus.
2x300 plt32 oder 1x400 plt40 waren hier im forum die empfehlungen. was spricht dagegen?

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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
17.11.2015  (#103)

zitat..
dyarne schrieb: dh du müßtest 250m unterbringen in einer mischung aus gerade und slinky. 2 x 200 wäre bei der maschine eh auch noch üppig.


deshalb die 2x250m.

zitat..
brink schrieb: 1x 300 m PLT40 oder 2x 250 m PLT32


hast du ja sogar selber geschrieben emoji

mich interessiert v.a. auch der arbeitsaufwand (grabarbeiten) und die optimierung der damit verbundenen kosten. ich denke, dass beide varianten qualitativ hochwertige quellen wären, insofern überlege ich mehr aus praktischen gründen, welcher graben besser wäre.

vielleicht übersehe ich ja gewisse vor- und nachteile der beiden varianten?

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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
17.11.2015  (#104)

zitat..
Executer schrieb: Ohne jetzt alle Hintergründe nachgelesen zu haben gefällt mir Variante 2 besser, da mehr Erdreich umschlossen werden kann.


also mehr umschlossenes erdreich (tank) sehe ich bei variante 1. auch die tauscherfläche (2x250m) ist bei variante 1 größer. insofern vernutlich die "bessere" energiequelle, allerdings bin ich mir nicht sicher, ob variante 2 nicht einfacher durchzuführen wäre.

zitat..
Executer schrieb: Warum machst du auf der SW-Seite keine Slinkys?


weil's einfach nicht sein muss. habe so schon einen 7kW-graben mit einer ~3,6kW-WPWP [Wärmepumpe].

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  •  brink
17.11.2015  (#105)

zitat..
goofgoo schrieb: hast du ja sogar selber geschrieben


aha, erwischt.

wegen arbeitsaufwand/grabarbeiten, ja, da kannst dir überlegen, wie viel erde du bewegen möchtest.
bez. rohrlängen, wäre es halt so, dass du eben mehr rohr in die gräben reinpackst. mehr ist besser als weniger.
wie ich geplant habe, hätten auch 1x300 plt40 gereicht. wegen größerer tauscherfläche bin ich bei 450m, war noch wegen druckverlust ohne probleme sein sollte. kosten 300 vs 450 -> ca. 700 € (rohr plus sole). dafür erwarte ich mir höhere soletemperatur, da mehr tauscherfläche vorhanden ist.

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  •  brink
17.11.2015  (#106)

zitat..
goofgoo schrieb: weil's einfach nicht sein muss. habe so schon einen 7kW-graben mit einer ~3,6kW-WPWP [Wärmepumpe].


bei mir ist so, dass wenn ich eh in dem bereich, wo gebaggert wird, schon die erde aufgerissen wird, lege ich halt auch slinkies rein.
ich habe erwartete max. heizlast von 4 kW, mein kollektor geht in richtung 10-12 kw. naja, man baut nur einmal. ;)
http://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/canvastest.html?id=DZBibQII14DkcCNkFmCk

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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
17.11.2015  (#107)
klar brink, mir ist dein projekt natürlich nicht entgangen. ganz nach dem motto, wenn schon, denn schon emoji

bei mir gibt's bei den rohrlängen noch einen limitierenden faktor, nämlich den druckverlust. habe heite nochmals wegen der restförderhöhe bei drexel&weiss per mail nachgefragt - antwort: "der Druckabfall im Solekreis darf 30 kPa nicht überschreiten!"

das ist nicht gerade viel. beispielsweise gehen sich 300m plt40 damit nicht aus (~37kPa)! 250m gehen so gerade noch...

wesentlich mehr spielraum bietet mir da die variante mit 2x250m plt32, da bei paralleler auslegung der volumenstrom ja halbiert wird - in meinem fall also 10,5l/min. so komme ich auf einen druckverlust von ~25kPa - spricht im moment also recht viel für variante 1! obwohl: vermutlich könnte ich auch ohne probleme variante 2 mit 2x250m plt32 ausführen, oder?

kommentar noch zur redundanz mit 2 parallelen kreisen: die bringt's ja eigentlich nicht wirklich, denn fällt ein kreis aus, so verdoppelt sich der volumenstrom am anderen kreis und der druckverlust wird viel zu hoch - also quasi auch (im fall des falles) ein totalschaden. insofern einzige möglichkeit: einen unbenützten dritten parallelen kreis hineinlegen...

any comments?

Vielen Dank für die Hilfe!

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
17.11.2015  (#108)

zitat..
goofgoo schrieb:
any comments?

yes, of course!
coming soon... emoji

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  •  brink
18.11.2015  (#109)
Goofgoo, magst vielleicht was anderes als x2 einsetzen?
30 kpa finde ich schon enttäuschend wenig :(
Verstehe deine überlegungen zu den rohrvarianten. Klingt vernünftig.
3 rohre pro graben scheint mir die gleiche diskussion zu sein, wie 1 oder 2 rohre. Willst du wirklich 3 rohre?

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
18.11.2015  (#110)

zitat..
Executer schrieb: gefällt mir Variante 2 besser, da mehr Erdreich umschlossen werden kann.

mir auch.

beides sind sehr üppige lösungen, aber wenn man schon am baggern/legen ist würde ich die paar stunden mehr setzen und außenrum gehen.

dadurch bleibt der zentrale garten frei und der kollektor liegt an der idealen position.

durch die schiere länge hast du auch den anteil mit gerader verlegung, daduch gehts dort viiiel schneller...

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
18.11.2015  (#111)

zitat..
brink schrieb: 30 kpa finde ich schon enttäuschend wenig :(

und glaubs auch nicht ganz.

bitte deinen installateur noch einmal dezidiert nach der restförderhöhe der eingebauten soleumwälzpumpe zu fragen...

üblich ist das doppelte bis dreifache...

zitat..
goofgoo schrieb: vermutlich könnte ich auch ohne probleme variante 2 mit 2x250m plt32 ausführen, oder?

ja natürlich.

zitat..
goofgoo schrieb: so verdoppelt sich der volumenstrom am anderen kreis und der druckverlust wird viel zu hoch - also quasi auch (im fall des falles) ein totalschaden...

nein, ist im robusten system flachkollektor viel weniger schlimm.

es stellt sich entsprechend der reserven der solepumpe ein anderes gleichgewicht ein: geringerer durchfluß -> höhere spreizung, dadurch etwas geringere mittlere soletemp.

aber das erschlossene erdvolumen bleibt ja gleich, der entzug findet nur weniger effizient statt.

dies ist ein großer vorteil des redundanten grabenkollektor-designs.

es gibt im htd-forum schon dokumentierte fälle mit einem kreis weniger...

einen dritten kreis bei deiner schlanken lösung würde ich keinesfalls machen...



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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
18.11.2015  (#112)

zitat..
dyarne schrieb: beides sind sehr üppige lösungen, aber wenn man schon am baggern/legen ist würde ich die paar stunden mehr setzen und außenrum gehen.
dadurch bleibt der zentrale garten frei und der kollektor liegt an der idealen position.


irgendwie sind wir da mit den varianten durcheinander gekommen, oder? also du empfiehlst die variante 2x250m PLT32 um das ganze grundstück rundherum, bestehend aus slinkys und gerader verlegung:

2015/2015111424318.PNG

Richtig?! klingt für mich auf alle fälle logisch emoji

zitat..
dyarne schrieb: es stellt sich entsprechend der reserven der solepumpe ein anderes gleichgewicht ein: geringerer durchfluß -> höhere spreizung, dadurch etwas geringere mittlere soletemp.


ich glaub es dir, aber verstehen tu ich es leider nicht emoji
meine WPWP [Wärmepumpe] hat 21l/min volumenstrom, bei 2 kreisen teilt sich das natürlich auf. nun fällt einer der beiden kreise aus -> die gesamten 21l müssen pro min durch das funktionierende rohr gepumpt werden -> macht nach meiner berechnung rund 81kPa druckverlust emoji . wie schafft das meine WPWP [Wärmepumpe] dann?

zitat..
dyarne schrieb: bitte deinen installateur noch einmal dezidiert nach der restförderhöhe der eingebauten soleumwälzpumpe zu fragen...


werde ich machen. kann es mir auch kaum vorstellen, aber mit der obigen variante hätte ich auch mit den 30kPa kein problem emoji

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
18.11.2015  (#113)

zitat..
goofgoo schrieb: also du empfiehlst die variante 2x250m PLT32 um das ganze grundstück rundherum, bestehend aus slinkys und gerader verlegung:

ich würds bei dir so machen, ist aber geschmackssache, auch die andere lösung würde sehr gut gehen...

zitat..
goofgoo schrieb: ich glaub es dir, aber verstehen tu ich es leider nicht
meine WPWP [Wärmepumpe] hat 21l/min volumenstrom, bei 2 kreisen teilt sich das natürlich auf. nun fällt einer der beiden kreise aus...

danke fürs vertrauen ... emoji

per wasser/sole übertragene leistung rechnet sich einfach über das produkt spreizung mal volumenstrom. die spreizung ist die differenz vl/rl.

der nennpunkt liegt jetzt bspl bei der kleinen x2 bei 3kw kälteleistung (entzug aus dem erdreich).

deine solepumpe erreicht je nach rohrnetz einen bestimmten volumenstrom - idealerweise 21 l/min, dann wäre die spreizung 3K zwischen vl und rl, der nennpunkt.

leistung wp ist fix, dh volumenstrom mal spreizung bilden immer ein gleichgewicht:
halber volumenstrom -> doppelte spreizung
doppelter volumenstrom -> halbe spreizung

wenn du statt 21 nur 13 l/min durchs rohr bringst vergrößert sich dadurch die spreizung auf 5K.

das bedeutet, daß im ersten fall die sole bsplw mit 2° kommt und mit -1° geht, im zweiten fall daß sie mit 2° kommt und mit -3° geht.

funktionieren tut das werkl immer noch, nur die az ist schlechter...

ps: 21 l/min für die kleine x2 kann eigentlich nicht sein - müßten eher so 14 l/min sein...

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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
23.11.2015  (#114)
danke arne für die tolle erklärung. ich glaub, ich hab's verstanden emoji

hab nun ein wenig mit dem ringgrabentool (https://dl.dropboxusercontent.com/s/pmbijlsgkajq3p7/grabenkollektor2.html) herumgespielt weil mich vor allem der punkt mit der minimalen soleeingangstemperatur interessiert. hab dabei meine aktuelle variante mit richards kollekor verglichen und dabei entdeckt, dass er eine wesentlich höhere minimale sole-temp zusammenbringt. obwohl mein kollektor wesentlich länger wäre...

erkenntnis: die geraden kollektor-stücke sind gar nicht mal sooo toll. besser ist es die slinkys gaaaanz weit auseinanderziehen und daher einen z.b. 160cm breiten laaaaangen graben um das grundstück ziehen. laut dem tool ist das um und auf einfach die länge des slinky-grabens. und weniger die gesamtlänge des kollektors.

daher überlege ich jetzt mal doch mehr teilstücke als gräben auszuführen. vom zusätzlichen grabeaufwand (mit großem bagger) vermutlich nicht allzu schlimm; klar, die verlegung ist mehr arbeit, aber das macht man ja auch nur einmal...

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  •  brink
23.11.2015  (#115)
Die geraden abschnitte sind schon toll, nur braucht man laaaange abschnitte. Zb 300 m gerade rund um 6000 qm fläche. ;)
Ich habe meine verlegung ausgehend von einem einzigen slinkies graben gerechnet und ein paar slinkies quasi aufgelöst, um die geraden abschnitte zu machen.
Offensichtlich bei der berechnung des ursprungsgraben: am anfang sind die vorschübe sehr lang, werden immer kürzer und kürzer, bis sich zum schluss etliche slinkies überschneiden. Grund ist natürlich der lokale entzug am anfang, der sehr hoch ist und entsprechend viel fläche braucht.
Gerade abschnitte am anfang sind also sehr vom vorteil. Gerade abschnitte zum schluss bringen wenig.

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
4.12.2015  (#116)

zitat..
dyarne schrieb: ps: 21 l/min für die kleine x2 kann eigentlich nicht sein - müßten eher so 14 l/min sein...

das hat mir keine ruhe gelassen...

die technischen daten bei S3 und S5 sind widersprüchlich.

hydraulische leistung ist ja volumenstrom x spreizung x spez.wärmekapazität

spreizung ist normativ auf 5K, also geht die leistung proportinal mit dem volumenstrom.

ist bei den beiden großen auch nachvollziehbar.

bloß S3 und S5 sind mit identen werten angegeben???
sole -> 21 l/min
heizung -> 12 l/min

normalerweise würde man bei 4kw und 5kw erwarten

heizung:
4kw / (5K x 1,2) -> 666 l/h -> 11 l/min
5kw / (5K x 1,2) -> 833 l/h -> 14 l/min

sole:
3,1kw / 3K -> 1033 l/h -> 17 l/min
3,9kw / 3K -> 1300 l/h -> 21 l/min

und dann noch die sache mit der leistung:

die nennleistung lt kennlinie bei sole-ein 0° ist deutlich kleiner als die nennleistung lt tabelle.
~3,6kw zu 4kw

ist diese für eine andere soletemperatur als 0° angegeben?

es gibt jetzt eine klärende antwort von d&w von ganz oben...

bei der S3 wird abweichend von dem normativen arbeitspunkt von denselben volumenströmen wie bei der großen S5 ausgegangen.
daher gelten die angegebenen werte für eine spreizung von 4K heizungsseitig und 2k soleseitig.

das heißt für dich daß du luft nach unten beim volumenstrom hast, weil die anlage mit 3K genauso gut läuft...

die 3,6kw sind die reine heizleistung, die 4kw mitsamt der flüssigkeitsunterkühlung (vorwärmung) der AUL der KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung]...



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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
7.12.2015  (#117)
DANKE FÜR DIE HILFE!!!

das ist wirklich total nett von dir, dass du solchen dingen nachgehst, arne emoji



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  •  dyarne
  •   Gold-Award
15.12.2015  (#118)
die neugier ist ein hund ... emoji

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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
17.12.2015  (#119)
sodala,
da ich im moment gerade die anträge für diverse förderungen vervollständige, bin ich auf die JAZcalc-Berechnung gestoßen. diese ist u.a. für diverse förderungen in der stmk notwendig (so auch für die wärmepumpen-kombiförderung, welche 2015 ausläuft!).

dabei sehe ich, dass eine JAZ JAZ [Jahresarbeitszahl]>4 inkl. WW fast nicht möglich ist - zumindest mit dem d&w S3.

meine vermutungen:
1. je näher das haus am passivhausstandard gebaut ist, desto unwichtiger wird die heizuing. sprich die WW WW [Warmwasser]-aufbereitung (schlechtere JAZ JAZ [Jahresarbeitszahl]) hat größere auswirkungen auf die Gesamt-JAZ. Richtig?!
2. mit kleinen kompaktgeräten gewinnt man keinen JAZ JAZ [Jahresarbeitszahl]-vergleich. dafür wird es im verbrauch insgesamt trotzdem verdammt sparsam zugehen.

Frage: wie erreiche ich mit einem kleinen kompaktgerät wie dem d&w S3 trotzdem eine möglichst hohe JAZ JAZ [Jahresarbeitszahl]?
-großzügiger kollektor
-niedrieger VL VL [Vorlauf]/RL
-hydraulischer abgleich
-WW<45°
-Was noch???

hier die JAZcalc-Berechnung von mir
https://dl.dropboxusercontent.com/u/39464143/JAZcalc_Berechnung.pdf

bei interesse kann ich auch gerne das excel-sheet zum herumspielen online stellen!

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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
17.12.2015  (#120)
hier noch das excel-sheet:
https://dl.dropboxusercontent.com/u/39464143/JAZcalc_V8116_201510142.xlsx

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  •  goofgoo
  •   Bronze-Award
1.3.2016  (#121)
So, die Sache wird ernst. In ca. 3 Wochen ist Baubeginn und da soll dann auch gleich der Kollektor unter die Erde kommen emoji

Meinem Installateur gefällt die Verlegung in Grabenform sehr gut, allerdings ist er von der Slinky-Verlegung absolut nicht überzeugt. Ich habe nun folgendes gedacht:

2x250m PLT32, aber alles gerade verlegt:

2016/20160301871150.PNG
http://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/canvastest.html?id=IKQWuNvDldXtJNau04QT

Was haltet ihr von dieser Variante? Sollte für eine 3,6kW Wärmepumpe gnadenlos überdimensioniert sein und minimale Soletemps weit über +1° bringen. Zumindest lt. Grabentool...

Zwecks Soleverteiler wird immer geraten diesen im Technikraum unterzubringen. Habe ich auch vorgeschlagen, allerdings meint mein Installatuer, dass die Leitungen mit Armaflex isoliert auch absolut kein Problem darstellen, aber die Armaturen (was hängt da noch dran?) nicht isoliert werden könnten und dadurch mit Schwitzwasser zu rechnen sei. Gibt's dafür Lösungen oder alternative Vorschläge?

Danke und lieben Gruß,
Christian

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