145er Bohrloch zur Erkundung o.k.?

[burgenlaender]

Hi burgenlaender,

Darüber musst Du dir aber auch keine Gedanken machen bei -15 grad vereist dein Brunnenrohr auch und muss elektrisch aufgeheizt werden.
Du senkst über längere Zeit die Umgebungstemperatur des Bodens ab und dann beginnen die gleichen Probleme.

wieso sinkt denn die Bodentemperatur beim Zapfbrunnen ab? Ich dachte immer, das Gegenteil sei der Fall, weil ich im Winter dort dauerhaft Wasser mit 10° fördere, das wärmt doch bei Frost den Boden eher auf anstatt ihn abzukühlen.

Es geht dabei nicht um das ansaugende Brunnenrohr sondern um das Rohr wo das abgekühlte Wasser wieder nach unten geleitet wird.

Im Winter bei -10--15 grad holst Du vielleicht noch 3 -5 Grad warmes Wasser nach oben, die Wärmepumpe entzeiht diesem 2 grad also geht 1-3 Grad kaltes Wasser nach unten.
Durch den Frost ( -15 Grad) kühlt der Boden an der Oberfläche aber ab und das führt dazu das um das Bohrloch ein Temperaturtrichter entsteht, wird dieser zu klein entsteht durch die Fließgeschwindigkeit und und durch Kondensationseffekte ein Eismantel um das Rohr ( also der entsteht aussen am Rohr ) dieser Eismantel sorgt dafür das die Temperatur im Rohr weiter fällt und dann kommt es zur Rücklaufvereisung.

Der Gleiche effekt entsteht ja bei einer Wärmepumpe auch obwohl diese Wärme produziert, friert Sie selbst ein!

Oder Erdwärmeanlagen passiert das Gleiche.

Um das Rohr was nach Oben kommt musst Du dir keine Gedanken machen, da Kannste im Januar ein Zelt drüber bauen und Erdbeeren anpflanzen, weil der Boden immer schön warm ist.

[Thoralf]

Luftwärmepumpen haben bei -10 Grad keinen Cop von 1 sondern 2,5-3

Dünn wird es bei - 15-20 Grad da ist dann Schluss mit Lustig.
Darüber musst Du dir aber auch keine Gedanken machen bei -15 grad vereist dein Brunnenrohr auch und muss elektrisch aufgeheizt werden.
Du senkst über längere Zeit die Umgebungstemperatur des Bodens ab und dann beginnen die gleichen Probleme.

Wenn das Wasser mit ca. 5 °C in den Schluckbrunnen läuft, kann ich mir das nicht vorstellen. Das hieße ja, dass Grundwasser-WP nicht funktionieren bzw. man hätte schon was drüber lesen können. Hast Du mal ne Literatur- oder Internet-Quelle dafür?

Und mit 500-600 Watt Pumpe brauchst Du wohl nicht antreten, Schau dir mal die Leistungskurve einer solchen Pumpe an!

Nunja, bei den 22 kW die der OP dann doch nur braucht und den dafür reichenden 3000 l/h, da würde die Pumpe sogar nur 450 Watt ziehen und hätte dabei sogar noch Druckreserve für den Wärmetauscher. Querschnitt rulez!

Da Du anscheinend vom Fach bist: was zieht eigentlich der Lüfter einer 22-kW-Luft-WP für eine Leistung? Die Luftmenge ist ja auch nicht ohne:

Mal mit den Zahlen aus meinem Beispiel und dann Pi mal Daumen auf Luft umgerechnet...
Wäremkapazität von Luft ist etwa 1/4 der von Wasser. Luft: 1,005 kJ/(kg*K) Wasser 4,18 kJ/(kg*K)
Dann braucht mann statt 2.800 kg Wasser pro Stunde 11.200 kg Luft pro Stunde.
Bei Luft darf man eine höhere Temp.-Differenz zulassen. Ich weiß nicht, vielleicht 10 Grad statt 5 Grad? Dann bleiben 5.600 kg/Stunde.

Dichte von Luft bei 0 ° C: 1,3 kg/m³ - das wären dann 4.300 m³ Luft pro Stunde. Die muss man auch erst mal durch den Wärmetauscher pusten.... Und auch wenn es bei 20 K Temperaturdiffferenz 2.150 m³/h sind. (Ich habe keine Ahnung von den elektrischen Leistungen für solche eine Luftmenge)

Zuletzt: Ja, dass Dämmung hilft und vor Umrüstung auf WP sein nuss, ist klar.

LG
Thoralf

[Thoralf]

Es geht dabei nicht um das ansaugende Brunnenrohr sondern um das Rohr wo das abgekühlte Wasser wieder nach unten geleitet wird.

Im Winter bei -10--15 grad holst Du vielleicht noch 3 -5 Grad warmes Wasser nach oben, die Wärmepumpe entzeiht diesem 2 grad also geht 1-3 Grad kaltes Wasser nach unten.
Durch den Frost ( -15 Grad) kühlt der Boden an der Oberfläche aber ab und das führt dazu das um das Bohrloch ein Temperaturtrichter entsteht, wird dieser zu klein entsteht durch die Fließgeschwindigkeit und und durch Kondensationseffekte ein Eismantel um das Rohr ( also der entsteht aussen am Rohr ) dieser Eismantel sorgt dafür das die Temperatur im Rohr weiter fällt und dann kommt es zur Rücklaufvereisung.

Moin Burgenländer,

danke, guter Hinweis. Ja, in frostfreier Tiefe (und wegen der zusätzlichen Abkühlung noch etwas tiefer) sollte man den Rücklauf der GW-WP schon legen. Die Tiefe der Brunnenstube hatte ich dabei aber nicht im Blick, die sollte dann also auch in Frostfreier Tiefe liegen. Kondensation hast Du im Erdreich aber nicht. Das war doch eher der Effekt an der Luft-WP, dass da am Wärmetauscher Wasser kondensiert und durch die Verdunstungskälte gefrieren kann?

Hier: https://www.berlin.de/umweltatlas/_asse ... /kc214.pdf (Seite 2) fand ich ein interessantes Diagramm zum jahreszeitlichen Temperaturverlauf in Abhängigkeit von der Tiefe (aus Berlin). Demnach wären so 5...8 Meter Brunnentiefe schon zu empfehlen. Und nicht Gesamttiefe der Bohrung, sondern oberes Ende des Filterbereiches.

LG
Thoralf

[burgenlaender]

Nun du musst das System als ganzes Betrachten.

es sind mehrere Faktoren die zu diesem Effekt führen.

2 Wochen - 15 Grad:

1. Wasser aus der Tiefe hat nicht mehr 10 Grad sondern nur noch 5 Grad,
2. die Wärme wird entzogen und hat nun im Rücklauf nur noch 0 Grad
3 durch die Kälte von aussen wird das Erdreich im Oberen 1. Meter abgekühlt ( normalerweise ist es ja frostfrei weil 5 grad warmes Wasser reinläuft)
4. da jetzt nur noch 0 Grad Wasser reinläuft, kann der Frost das Brunnenrohr erreichen, ( das heizt ja nicht mehr weil 0 grad Wasser )
5. jetzt kommt der Punkt, wo das Wasser durch Strömungskälte an der Brunnenwand anfängt zu gefrieren, das verengt das Brunnenrohr,
verstärkt wird dieser Effekt von Wasser ( Bodenfeuchtigkeit) welches von aussen an der Brunnerohrwandung gefriert, das sorgt dafür, das die Kälte noch besser an das Rohr kommt.
6. das verengte Brunnenrohr kann noch weniger Wasser nach unten leiten und jetzt bremst sich das System selbst aus.
weniger Wasser nach unten bedeutet weniger Wasser nach oben
das bedeutet, das die WP dem Wasser nicht 5 Grad entzieht sondern 6 weil es ja die Wärme haben will.
das wiedrum bedeutet, das der Rücklauf noch kälter wird
Ergebnis ist klar.

Die Erdwärmepumpen haben Temp Fühler und drehen den Kreislauf um, heizen dann aber auch nicht mehr.
Eine Luft WP heizt sich dann selbst elektrisch auf , heizt dann aber auch nicht mehr.
Das System Wärmetauscher ist damit am Ende angekommen.
Dieser Punkt der das Ende der Funktion eines Systems immer irgendwann eintritt ist der Kritische Systempunkt.

Den Kritischen Punkt hast Du bestimmt schon einmal im Auto mit der Klimaanlaghe erlebt.
Im Hochsommer bei 37-40 GRad in Kroatien, Südfrankreich wo auch immer funktioniert das system während der Fahrt noch und Kühlt das Auto noch.
Stehst Du nun im Stau kommt das System an die Grenze weil die Wärme am Wärmetauscher nicht mehr abgeführt werden kann, der Elektrische Lüfter schafft es einfach nicht,
Da das Kältemittel nun nicht mehr kondensiert, kann es innen auch keine Kälte mehr in den Innenraum blasen.
Der Kritische Punkt ist erreicht.

Zu deiner Frage des Lüfters:
Der Lüfer ist Schnulli der braucht 100 oder 150 Watt
Der Kompressor braucht den Strom, und das wird heute per Modulation stufenlos angepasst das ist die Inverter Technik.
Der Braucht eben zwischen 200W und 2000W je nach dem

Also dein Problem der Temperatur besteht im ersten halben bis 3/4 Meter an der Oberfläche des Rücklaufs.
Man kann dem Kritischen Punkt entegegn wirken nur geht das zu lasten der Effizienz, weil der Strombedarf des Systems zunimmt oder die Heizleistung abnimmt.
Oder man wirkt der Frostgefahr mit Isolierung, dickerem Rohr, anderem Rohrmaterial, etc entgegen.
Kostet eben alles Geld.

Der Effekt an der WP ist eben der das die WP der Luft ja Wärme entzieht, das geht dann nicht mehr wenn der Kompressor das Kältemittel nicht mehr warm bekommt weil es eben draussen so arsch Kalt ist.
Dann kann das Kältemittel keine Wärme mehr aufnehmen.

Wie gesagt alles hat vor oder Nachteile, hinzu kommt das schlechtes Grundwasser durch Dünger oder sonstiges die Pumpen beschädigt.
Die Anlage ist in der Anschaffung teuer,
Unter Umständen musst Du nach 10 oder 15 Jahren neue Bohrungen machen weil die alten Zusetzen.

[Thoralf]

Danke für die interessanten Details, @Burgenländer.
Muss ich im Hinterkopf behalten, falls ich etwas ernsthafter über eine eigene GW-WP nachdenke.

LG
Thoralf

[Ralf Hofmann]

Hallo burgenlaender,

Es geht dabei nicht um das ansaugende Brunnenrohr sondern um das Rohr wo das abgekühlte Wasser wieder nach unten geleitet wird.

ahja, danke für die Info, dann ist mir das klar.

Ich glaube, mein Schluckbrunnen ist unkritisch, da der ca. 20 m vom Saugbrunnen entfernt in Richtung Fluß liegt und im Keller unseres Nebengebäudes eingeplant ist.
Das Nebengebäude ist ein altes Fachwerkhaus mit frostfreiem Keller, der aber keine Bodenplatte hat.
Dort will ich einfach eine Brunnenstube graben, u.a. damit ich eine brauchbare Arbeitshöhe für die Bohrung des Schluckbrunnens habe.
Dann bis in's Grundwasser bohren und fertig.

Wie muss denn eigentlich das Brunnenrohr für den Schluckbrunnen aussehen? Das kann doch sicher viel grober geschlitzt sein und braucht auch keinen Filterkies, oder?

[burgenlaender]

Oh Mutig!

Wenn dein Schluckbrunnen im Keller oder im Haus ist, solltest Du Sicherheitssysteme einplanen.
Sollte der Schluckbrunnen, egal warum, das Wasser mal nicht aufnehmen können, flutest Du Dir deinen Keller.

In Normalfall sind diese Bohrungen draussen und damit der Temperatur ausgesetzt.

Aber wenn alles läuft haste einen schönen Kartoffelkeller!

[H2O]

leider muss ein Altbau ohne Fußbodenheizung mit 500 qm beheizt werden, da brauche ich eine WP mit 20 kW Heizleistung.

Das ist heftig, korrekte Heizlastberechnung und Heizflächendimensionierung vorausgesetzt.
Völlig egal welche WP, auf die Heizflächen und Rohrhydraulik im Gebäude kommt es an. Mit ~ 35°C VLT müssen die Heizflächen den Stressfall bewältigen können.

[Lumpi]

...
Wie muss denn eigentlich das Brunnenrohr für den Schluckbrunnen aussehen? Das kann doch sicher viel grober geschlitzt sein und braucht auch keinen Filterkies, oder?

Das sehe ich auch so. Die Schlitzung würde ich auch etwas größer wählen. Evtl sogar den Schluckbrunnen etwas größer dimensionieren.

[Ralf Hofmann]

Moin burgenlaender,

Sollte der Schluckbrunnen, egal warum, das Wasser mal nicht aufnehmen können, flutest Du Dir deinen Keller.

ja, das Risiko ist mir klar. Der ganze Kellerraum ist ca. 100 qm groß, hat nur festgetretene Erde als Untergrund, also eine sehr große Versickerungsfläche und es ist dort nur altes, wertloses Geraffel drin. Trotzdem werde ich einen Wasserstandssensor für eine Notabschaltung einbauen.