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Ringgrabenkollektor Planung Stmk.

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  •  MSC1
21.4.2018 - 28.6.2020
34 Antworten | 6 Autoren 34
34
Hallo Leute,

wir möchten in unserem EFH Erdwärme als Energiequelle für unsere Heizung verwenden und dabei den Ringgrabenkollektor umsetzen.

Eckdaten:

 - Haus mit 167m2 EG/DG + 84m2 Keller, Fensterlüftung
 - Keller ist beheizt d.h. insg. ~250m2
 - Heizkamin im Wohn/Ess/Küchenbereich vorhanden (trotzdem monovalente Auslegung)
 - Grundstück fällt nach Westen hin etwas ab (Kompass im Trenchplaner eingezeichnet)

Heizlast: 8,6kW (ohne WW WW [Warmwasser])
WPWP [Wärmepumpe]: Hoval Thermalia 10,6kW (B0W35) - Kälteleistung: 8,6kW

Für die Heizlast sind also 3 Kreise DN32 zu je 300m notwendig.

Jetzt hab ich Grundstück inkl. Haus und was sonst noch dazugehört im Trenchplaner gezeichnet. Einzig die Drainagerohre fehlen - falls es hier Querungen gibt, muss ich halt entweder Abstand halten oder den Kollektor für das kurze Stück gerade verlegen.

Hier der Link:
https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=zRfFk6MJnfpwsRK08vwE

Ist nur mal eine erste "Planung" und mich würde interessieren ob ich etwas übersehen habe und welche speziellen Tipps ihr noch habt. Die Breite habe ich jetzt mit 2m gelassen und die Tiefe auf 1.6m eingestellt. Dabei komme ich jetzt auf ca. 10 kW für den Kollektor, was eigentlich ausreichen sollte, da die Heizlastberechnung ohnehin viel Sicherheit enthält. Natürlich könnte man sich bei der Annahme auch auf überlegen auf die kleinere WPWP [Wärmepumpe] umzusteigen - die hätte dann 7,6kW (B0W35) bei einer Kälteleistung von 5,9kW. 

Freue mich auf euer Feedback!

LG

  •  MSC1
23.4.2018  (#1)
Hallo,

hier noch die Heizlastberechnung:



2018/2018042371220.jpg

2018/20180423941858.jpg


2018/2018042317039.jpg

Zum Gebäude selbst:
Keller: Beton (25cm + Dämmung), außer Weststeite da freistehend aus 50er Ziegel.Keller 
EG, DG: 50er Ziegel

LG

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  •  MSC1
24.4.2018  (#2)
Hallo Leute,

ich hab zwar noch kein Feedback zu der Planung bekommen, gehe aber stark davon aus, dass die Planung grob so machbar ist. Muss mir jetzt noch im Detail die Verlegung mit Vorschub etc. ansehen.

In der Zwischenzeit habe ich ein paar Gedankenexperimente zu den Druckverlusten gemacht und mich eingelesen, da ich von einem renomierten Hersteller von Rohrleitungen die Info bekommen habe, dass ich den RGK RGK [Ringgrabenkollektor] mit einem Kreis für meine Leistung nicht realisieren kann und das die Druckverluste mit den 300m zu hoch sind und deshalb daraus mehr Stromverbrauch und Verschleiß resultiert. --> aus dem Grund soll ich Flächenkollektor nehmen.

Aus dem Feedback lese ich heraus, dass sie entweder kaum Erfahrung haben oder eben den RGK RGK [Ringgrabenkollektor] schlechtreden möchten.

Abgesehen davon hab ich mich mit den erhöhten Druckverlusten beschäftigt um mal ein Gefühl zu bekommen von was wir da sprechen. Standardverlegungen gehen da ja beim Flächenkollektor tlw. von max. 200m Rohrlängen aus.

Dabei habe ich die stärkere und die schwächere WPWP [Wärmepumpe] betrachtet:

WP1
Wärmeleistung: 10,6kW
Durchfluss bei dT=3,5: 2,34 m3/h
Druckverlust 3 parallele 300m kreise: 429 mbar (turbulent)
Druckverlust 3 parallele 200m Kreise: 286mbar (turbulent)

WP2
Wärmeleistung: 7,6kW
Durchfluss bei dT=3,5: 1,65 m3/h
Druckverlust 3 parallele 300m kreise: 146 mbar (laminar)
Druckverlust 3 parallele 200m Kreise: 97 mbar (laminar)
Druckverlust 2 parallele 300m kreise: 472 mbar (turbulent)
Druckverlust 2 parallele 200m Kreise: 315 mbar (turbulent)


Passt das grob so? Druckverlust habe ich mit dem Online Tool berechnet: Annahme Innendurchmesser 26mm und Rauhigkeit 0.001 und Frostschutz 20%, 0°C (hoffe das passt mal als grobe Rechnung?)

Wie kann ich den erhöhten Druckverlust nun bewerten? Die Restförderhöhe ist bei der kleinen mit 80kPA angegeben und bei der großen mit 69kPA. 

Kann man das zB so bewerten:
WP1 Restförderhöhe: 690mbar --> zu erwartender Druckverlust der Leitung: 429mbar --> d.h. 429mbar < 690 mbar --> somit ok. Ich denke ein bisschen kommt noch dazu wegen Verteiler und sonstigen Einbauten? Muss ich den Druckverlust des Verdampfer auch berücksichtigen oder stehen die 690mbar wirklich zur Verfügung? Wie wäre das im Verbrauch / Lebensdauer zu betrachten?

LG


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  •  Meinereiner
  •   Silber-Award
24.4.2018  (#3)
Servus!

zitat..
MSC1 schrieb: dass sie entweder kaum Erfahrung haben oder eben den RGK RGK [Ringgrabenkollektor] schlechtreden möchten.


Lösche "entweder" und ersetze "oder" durch ein "und"!

Wegen Druckverlust/Laminar/Turbulent haben die Professoren Brink und Dyarne schon viel interessantes gerechnet/geschrieben - finde leider auf die Schnelle die Fäden nicht (schade, daß man nichts anpinnen kann...... emoji


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  •  MSC1
26.4.2018  (#4)
Könnte mir jemand von euch bitte das Excel Sheet für die genau Grabenplanung schicken?
Würde dann per PN meine Email Adressse schicken.

Das wäre super! Danke!

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  •  MSC1
27.4.2018  (#5)
Ich hab mich jetzt noch etwas mit der Planung gespielt und etwas aufgeräumt. Der Kollektor sollte für die Heizleistung ausreichen zumal ich realistisch ja weniger erwarte.

Ich denke sowas sollte auch reichen:



2018/20180427107725.jpg
https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=CWU4z3XmSSUU8F4FZdhx

Bzw. falls ich wirklich Platzthemen mit Drainageleitungen bekomme auch das:



2018/20180427952976.jpg

https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=aqhYLxUiRtem0W2RiA1W

Verblüffend ist schon jedesmal wie vorteilhaft die Geometrie des Grabens für das Verhältnis Aushub / Entzugsleistung ist.

Wenn ich jetzt nur die 2 Beispiele oben hernehme und ich vereinfacht für den Aushub in m2 rechne, komm ich auf folgendes:

Variante 1:
Aushub: 134m2
Entzugsfläche: 300m2

Variante 2:
Aushub: 115m2
Entzugsfläche: 270m2

Eine Frage habe ich dazu: Wenn ich jetzt die 300m2 Entzugsfläche hernehme und davon ausgehe, dass ich 25 W/m2 aus dem Boden bekomme (bei 1800h Heizstunden) dann ergibt das 7,5kW. Das Tool sagt 9,6kW. Denke die Differenz ist quasi die "3D Betrachtung"? Hier spielt ja auch die Tiefe mit etc..?

Ich werde jetzt wohl auch eine modulierende WPWP [Wärmepumpe] einsetzen und eigentlich auch eher gern 2 Kreise statt 3 verlegen.

LG

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  •  MSC1
27.4.2018  (#6)
@Arne: Vielleicht hast du mal Zeit hier einen kurzen Kommentar abzugeben. Wollte usprünglich offiziell bei dir die Planung machen lassen. Konnte dich aber weder über Mail, noch über Muggenhumer und auch nicht telefonisch erreichen emoji  Nachdem jetzt schon ein Monat vergangen ist und ich an den RGK RGK [Ringgrabenkollektor] glaube, habe ich mir selbst so gut es geht das Wissen reingesaugt und mal mit der Planung begonnen. Baustart ist schon in 1,5 Wochen. Haben aber gsd genug Platz für Aushub und dergleichen - sollte somit auch während der Bauphase kein Thema sein den RGK RGK [Ringgrabenkollektor] umzusetzen.

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  •  brink
  •   Gold-Award
27.4.2018  (#7)
es kommt jetzt drauf an, für welche wp du hydraulisch auslegst. für eine on/off wp ist das ziel, dass der arbeitspunkt 0/-3 quelle und 35/30 senke zum turbulentem strömungsverhalten auf der quellenseite führt. d.h. wenn da die umwälzpumpe 75-100% leistung aufbringen muss, passt das. für die 6-7 kw passen üblicherweise hydraulisch 2x 300m dn32x3. weniger meter würde ich da nicht empfehlen, sonst reduzierst du dir den wärmetauscher.
3 kreise kann man nicht optimal im graben verlegen. da ist die empfehlung bei heizlasten 8-10 kw lieber 2x400m dn40x3,7 zu nehmen.

für eine modulierende wp tendiere ich lieber den wärmetauscher zu überdimensionieren. d.h. da kann man sich leisten, die kleine -6 nibe an einen 2x400m dn40x3,7, weil erwartungsgemäß 1. die wp nicht heizlast fährt und 2. bei so einem riesigen wärmetauscher ohnehin die quellentemperaturen deutlich höher sind und somit die wärmeleistung.
das schlimmste, was passieren könnte in so einem setup, dass die quellenseitigespreizung größer werden würde. ich halte auch das nicht für realistisch, eben wegen der größe der tauscherfläche.
einizer kleiner nachteil: geringfügig höhere materialkosten.

entzugsleistung / erschlossene fläche: da bietet das online tool für verschiedene erden einen guten anhaltspunkt. 20-25% darf es mehr sein, aber nicht zwingend ein muss.
bei beengten verhältnissen, wo du aber trotzdem aushub gut lagern kannst, würde ich dir empfehlen das warme ende in gut 2m tiefe zu legen.

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  •  MSC1
27.4.2018  (#8)
Hallo brink,

danke für deine Rückmeldung! Ja zuerst war eine on/off geplant aber es wird jetzt eine modulierende WPWP [Wärmepumpe] werden (Hoval UltraSource). 

Am liebsten wären mir die 2x300m da eben sehr leicht zu verlegen.
Was mich jetzt etwas verunsichert ist, dass sich die Quelle, zumindest bei On/Off Maschinen, auf 0/-3 ausgehen soll. Dachte ich hab einen großzügig ausgelegten Kollektor.

Hab jetzt den Kollektor doch noch wieder etwas größer gemacht:

https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=E40fnBwDQ8EDCNNGZUHW

Glaubst du wäre der zu knapp?
Bei den 8,6kW Heizlast sind ja auch fast 4kW Lüftungsverluste reingerechnet. Hoffe das ich im schlimmsten Fall bei -14 Grad viel weniger brauche. Das Haus steht auch eher frei auf einer Anhöhe und es gibt den ganzen Tag Sonne.

Muss mir das mit der Hydraulik auch noch anschauen, wie weit die WPWP [Wärmepumpe] mit 2x300m Leistungstechnisch raufmodulieren kann. Irgendwann werden ja auch mal die Druckverluste zu hoch sein. Wie werden die eigentlich eingestellt? Müssen dann ja nach oben begrenzt werden?

LG

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  •  brink
  •   Gold-Award
27.4.2018  (#9)

zitat..
MSC1 schrieb: Ja zuerst war eine on/off geplant aber es wird jetzt eine modulierende WPWP [Wärmepumpe] werden (Hoval UltraSource). 


die 3-13kw sind zu viel für dich. damit musst du deinen kollektor hydraulisch auch auf die 13 kw auslegen. 2x300m dn32x3 sind für 6-7 kw gedacht. für 13 kw also am besten 4x 300m.
wenn du die leistung der wp limitieren könntest auf max. 3-7kw, dann gingen auch 2 kreise. aber sinnvoll ist was anderes.
wenn du die kleine nibe nehmen würdest 1,5-6 (entsperrbar bis 7,5) kw, dann passten die 2 kreise.

zitat..
MSC1 schrieb: Am liebsten wären mir die 2x300m da eben sehr leicht zu verlegen.


verstehe, aber dann brauchst eben nur eine 6-7 kw wp.

zitat..
MSC1 schrieb: Was mich jetzt etwas verunsichert ist, dass sich die Quelle, zumindest bei On/Off Maschinen, auf 0/-3 ausgehen soll.


0/-3 ist der normarbeitspunkt einer ewp, weil hier das absinken der temperaturen durch die latentwärme verhindert wird. und genau da muss es möglichst effizient zugehen.

zitat..
MSC1 schrieb: Glaubst du wäre der zu knapp?


kollektor mit dieser erschlossenen fläche wird sicher passen für die hausheizlast.

zitat..
MSC1 schrieb: Wie werden die eigentlich eingestellt? Müssen dann ja nach oben begrenzt werden?


das ist einfach. die umwälzpumpe geht auf 100% und versucht die wärmequellenflüssigkeit so schnell vom wärmetauscher wegzubefördern, dass die temperatur nur 3K unter der eingangstemperatur bleibt. wenn die 100% nicht reichen, ist die flüssigkeit halt kühler, zb 0/-5 ein/aus.

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
28.4.2018  (#10)
hallo MSC,

zitat..
MSC1 schrieb: @Arne: Vielleicht hast du mal Zeit hier einen kurzen Kommentar abzugeben. Wollte usprünglich offiziell bei dir die Planung machen lassen...


nachdem der RGK RGK [Ringgrabenkollektor] mittlerweile in großer breite umgesetzt wird, auch von minderkundigen (stichwort pipelife) ist zunehmend wichtig auf die qualität zu achten.

wir haben in D einen schadensfall da hat der nicht geschulte installateur des bauherren die 50% überdimensionierte on/off wp verkehrt herum angeschlossen, wir haben in A einen fall da wird die wp nicht an den eigengeplanten und eigenverlegten RGK RGK [Ringgrabenkollektor] angeschlossen, weil sämtliche regeln grob mißachtet wurden.

ich plane daher ausschließlich für wp-hersteller mit denen es eine
-> abstimmung in der auslegung gibt,
-> eine gemeinsame erarbeitung der inbetriebnahmeparameter,
-> eine gemeinsame schulung der installateure auf den RGK RGK [Ringgrabenkollektor] in theorie und praxis,
-> und einen gemeinsamen standard der planungen.

es geht hier einfach um 100% sicherheit.
jede anlage muß funktionieren.

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
28.4.2018  (#11)

zitat..
brink schrieb: die 3-13kw sind zu viel für dich...

stimmt.
die wird nur an den kältesten paar tagen überhaupt ins modulieren kommen...

zitat..
brink schrieb: wenn du die leistung der wp limitieren könntest auf max. 3-7kw, dann gingen auch 2 kreise. aber sinnvoll ist was anderes.

stimmt...



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  •  MSC1
28.4.2018  (#12)
Danke Arne für deine Erklärung - so kann ich es zumindest nachvollziehen. Da ich überhaupt keine Antwort bekommen habe, konnte ich es nicht einordnen.

zitat..
dyarne schrieb: ich plane daher ausschließlich für wp-hersteller mit denen es eine
-> abstimmung in der auslegung gibt,
-> eine gemeinsame erarbeitung der inbetriebnahmeparameter,
-> eine gemeinsame schulung der installateure auf den RGK RGK [Ringgrabenkollektor] in theorie und praxis,
-> und einen gemeinsamen standard der planungen.


D.h. KNV wäre so ein Partner mit dem du zusammenarbeitest - welche Kontakt gäbe es hier in der Stmk?

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
28.4.2018  (#13)

zitat..
MSC1 schrieb: Da ich überhaupt keine Antwort bekommen habe, konnte ich es nicht einordnen...

tut mir sehr leid...
ich könnte momentan locker 8h pro tag telefonieren. bei unbekannten nummern kann ich gar nicht mehr abheben...
zusätzlich werden gerade domain und server übersiedelt, rechner neu aufgesetzt und ein paar 40-zöller zum monitoren installiert...

frühjahrsputz halt ... emoji
danke fürs verständnis...

zitat..
MSC1 schrieb: welche Kontakt gäbe es hier in der Stmk?

dutzende ... emoji

ich komme gerade von einer 2-tägigen schulungsakademie in der steiermark mit installateuren, schwerpunkt RGK RGK [Ringgrabenkollektor] & heizlast & heizflächenauslegung zurück. da waren RGK RGK [Ringgrabenkollektor]-profis der ersten stunde die schon längst 2-stellig verlegt haben zusammen mit novizen die von der biomasse kommen und wp-neueinsteiger sind.

sehr spannend, sehr interessante und tolle leute!
viele richtige pioniere darunter - ich sehe die stmk schwer auf der überholspur. der blinker ist gesetzt...

frag doch einfach den Siegfried Katherl, der ist in der steirmark und kärnten zuständig und weiß am besten welchen installateur er wo für welches projekt empfiehlt...
Siegfried Katherl - Tel: +43 664 887 16 400 - E-Mail: siegfried.katherl@knv.at


2018/20180428673785.jpg


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  •  MSC1
29.4.2018  (#14)
Danke Arne für deine Infos!

Da ich gerade wieder etwas mit der RGK RGK [Ringgrabenkollektor] Planung gespielt habe:

Haltet ihr so eine Variante für übertrieben?:

https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=QFEyeEUF00FgZY4MIcJE

Ist hier Kosten/Nutzen noch gerechtfertigt? Wie schon im Eingagspost erwähnt, liegt die berechnete fiktive Heizlast bei 8,6kW. Schwank auch noch etwas zwischen 2 und 3 Kreise.

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
29.4.2018  (#15)
bitte gerne...

prinzipiell schaut das nicht schlecht aus...
gerade in der leistungsklasse ist der vergleich zwischen p-tot und p-real sehr interessant.
hat einen einfluß auf die hydraulik und die wp auswahl.

die hydraulik wird aber vor allem von der wp definiert:
on/off -> 3kreise
modulierend -> 2 kreise

einfaches gedankenmodell:
die on/off läuft 50% der zeit mit 100% leistung, kennt also nur den arbeitspunkt vollgas

die modulierende läuft 100% der zeit mit um die 50% leistung, läuft also quasi nie auf vollgas.

man sieht schon den unterschiedlichen schwerpunkt.

außerdem:
halber volumenstrom -> viertel druckverlust -> achtel pumpenstrom

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  •  MSC1
29.4.2018  (#16)
Passt, ich habe mit der üppigeren Auslegung auch ein viel besseres Gefühl. Sollte ja auch eine Vorzeigeanlage werden ;) 

Ja verstehe was du meinst - die Leistungsklasse, sofern man die auch abruft, ist eben der Grenzbereich wo die 2 Kreise hinsichtlich Druckverlust schon grenzwertig werden und zu einem hohen Pumpenstrom führen. Bei einer on/off ist das allerdings der ständige Arbeitspunkt und deshalb nicht zu empfehlen.

Grundsätzlich kann man aber sagen, dass die Anlage mit 3 Kreisen effizienter laufen würde oder? Einserseits gibt es einen größeren Wärmetauscher, sprich die Soletemperatur kommt näher an die Erdreichtemperatur und andererseits hat man einen niedrigeren Pumpenstrom. Ist halt die Frage ob die Kosten dafür stehen.

Einzig die turbulente Strömung würde erst bei höheren Volumenstrom auftreten wobei bei der modulierenden WPWP [Wärmepumpe] wahrscheinlich die meiste Zeit auch nur laminare Strömung zustande kommt. Durch einen großzügig ausgelegten Kollektor sollte das aber verkraftbar sein.

Hab ich das so richtig interpretiert?

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  •  dyarne
  •   Gold-Award
30.4.2018  (#17)

zitat..
MSC1 schrieb: ist eben der Grenzbereich wo die 2 Kreise hinsichtlich Druckverlust schon grenzwertig werden und zu einem hohen Pumpenstrom führen. Bei einer on/off ist das allerdings der ständige Arbeitspunkt und deshalb nicht zu empfehlen...

genau. für 1-3% der zeit ist eine höhere spreizung tolerabel. wärs 100% der zeit (on/off) dann nicht.

zitat..
MSC1 schrieb: Grundsätzlich kann man aber sagen, dass die Anlage mit 3 Kreisen effizienter laufen würde oder?

jein. RGK legt gegenüber standard (VDI) schon mit 50% mehr rohr aus, der tauscher ist schon sehr üppig. noch mehr draufzuschlagen bringt nichts, geht im rauschen unter...

zitat..
MSC1 schrieb: ...wahrscheinlich die meiste Zeit auch nur laminare Strömung zustande kommt. Durch einen großzügig ausgelegten Kollektor sollte das aber verkraftbar sein...

es wird sogar überkompensiert, weil im teillastfall 50% der tauscher auf 200% überdimensioniert ist.
im teilastfall 25% sogar auf 400%...

genau das sind eben die vorteile des möglichen teillastbetriebs einer modulierenden wp...



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  •  MSC1
13.5.2018  (#18)
Da wir inzwischen schon mit dem Aushub angefangen haben und die Versickerung fürs Regenwasser und Drainage nun doch etwas anders geführt werden muss, gibt es in der Nähe der Hauseinführung Kreuzungspunkte mit dem KG Rohr zur Zisterne. 

Seht ihr hier Probleme wenn in diesem Bereich die Soleleitungen ebenfalls in einem KG Rohr geführt werden?

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  •  MSC1
25.8.2018  (#19)
So inzwischen steht der Rohbau, Dach ist drauf, Elektro und Sanitärinstallation stehen als nächstes an. 

In ca. 3 Wochen werden wir auch die Anschlüsse graben und das Grundstück gleichplanieren (leichtes Hanggrundstück) 

Der RGK RGK [Ringgrabenkollektor] soll nun auch verlegt werden - nun allerdings meine Frage: Wie siehts denn aus mit aufgeschütteter Erde? Ist es ein großes Problem den RGK RGK [Ringgrabenkollektor] darin zu verlegen? Erde ist reiner Lehm - in tieferen Schichten Opok. Ich weiß schon das gewachsener Boden ideal ist aber wie groß ist das "Problem" mit aufgeschütteter Erde?

LG

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  •  brink
  •   Gold-Award
27.8.2018  (#20)

zitat..
MSC1 schrieb: wie groß ist das "Problem" mit aufgeschütteter Erde?


wenn du unterschiedlichen grad der setzungen hast, kann es dir das rohr reißen.
das pe100 rc ist zwar speziell gegen dehnung robust, aber ich würde das glück nicht herausfordern.
stell dir mal vor, ein teil der erde setzt sich um 50cm, der andere wenig bis gar nicht. das rohr ist aber in der erde eingesperrt. also kann sich an solchen stellen das rohr entweder nur dehnen, wie's kann oder es reißt.
wenn es bei dir nicht anders geht, muss du die erde, wo du legst ordentlich verdichten. wenn du vorhättest den graben nach dem zuschütten ohnehin zu verdichten (hab ich gemacht), kannst du dir das gerät (gibt's auch fahrende, ferngesteuerte emoji) von anfang an bestellen und nach dem aushub gleich verdichten. kostet ein wenig zeit.

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  •  MSC1
27.8.2018  (#21)
Danke brink - ja sind auch meine Bedenken. Ein geknicktes Rohr möchte ich auch nicht herasufordern. Ich muss die Lage nochmal genau an den kritischen Stellen vermessen. Eventuell komme ich mit den 1,5m die der Graben hat, ohnehin wieder auf den Mutterboden. Dann wäre die Sache gegessen.

Schön langsam wirds ernst mit dem RGK RGK [Ringgrabenkollektor] ;) Hoffe es klappt alles wie geplant.

LG

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