Wie funktioniert ein Flächenkollektor einer Erdwärmeheizung?

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  1. tiscy

    tiscy

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    Hallo zusammen,

    basierend auf dem sehr interessanten Beitrag http://www.bauexpertenforum.de/showthread.php?t=15874&highlight=funktion+erdw%E4rme

    habe ich folgende Frage:

    Woher bezieht der Flächenkollektor einer Erdwärmeheizung seine "Energie", bzw. was ist für die Erwärmung der Soleflüssigkeit verantwortlich?

    Konkret gefragt:
    Ist Sonnenenstrahlung auf die Fläche der Kollektors auch ausschlaggebend? Welchen Anteil hat Sonneneinstrahlung auf die Effektivität der Heizung? Oder ist Sonneneinstrahlung (und die damit verbundene Aufheizung des Erdreichs) sogar die Hauptnergiequelle der Soleleitungen?

    Ich frage weil,
    unser Grundstück den halben Tag im Schatten liegt. Dieser Schatten kommt von vielen, hohen Bäumen.
    Generell würden wir die Bäume ja stehen lassen, wenn aber die Effektivität der ErdwärmePumpe dadurch leiden würde, müssten wir die Bäume fällen.

    Wir haben eine Heizung von Junkers.
    Ich hatte den Junkers Techniker gefragt, wie der Solekreis funktioniert, worauf er nur mit den Schultern zuckte und meinte, "ich hab bisher nur Tiefenbohrungen in Betrieb genommen". Toll Junkers!

    Viele Grüße
     
  2. #2 paulchen456, 12.03.2007
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    Hallo,
    wir haben selbst keine Flächenkollektoren. Aber als wir uns mal eingehender damit beschäftigten, erzählte uns ein Häuslebauer, bei ihm senke und hebe sich der Boden im Winter bzw. Sommer. Außerdem waren im letzten sicherlich seeehr lange kalten Winter die Kollektoren eingefroren, was er aber erst durch langes Suchen nach den Ursachen der schlechten Heizleistung herausgefunden hat. Außerdem benötigt man ja ziemlich viel freie Fläche, die man auch nie bebauen - beschatten sollte und mit Pflanzungen muß man auch vorsichtig sein.
    Also nochmal überlegen, eine Bohrung ist allerdings sehr viel teurer.
     
  3. Rene'

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    Hallo!

    Wie groß ist der Kollektor und wieviel KW hat die Wärmepumpe? Welcher Boden liegt vor?
    Ich denke kaum das es Erdkollektorflächen auf bebauten Grundstücken gibt die ganztägig unbeschattet sind.

    Sicherlich hat die Sonnenenstrahlung einen gewissen Einfluss auf die Temperatur der Erdschicht in dem die Kollektorrohre liegen. Der Hauptteil der Energie wird aber in der Regel durch das versickernde Regenwasser in den Boden eingebracht. Aus dem Grund darf die Fläche nicht versiegelt oder überbaut werden.
    Wenn Zweifel bestehen einfach den Kollektor (wenn möglich) 100qm größer auslegen.

    Ideal in deinem Fall wäre natürlich eine Kombination mit einer Regenwasserversickerungsanlage.



    Gruß Rene'

    PS: Wie geschrieben wären ein paar Daten recht hilfreich.
     
  4. #4 Hendrik42, 12.03.2007
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    Die Frage ist: woher kommt die Wärme in die Erde, bzw in die 1,2m Tiefe in der die Flachkollektoren verlegt sind?

    Sie kommt von der Sonne. Aber nicht in erster Linie "direkt" von dort. Sicherlich ist es hilfreich, wenn das Stückchen Erde viel direkten Sonnenschein abbekommt, aber die wesentliche Energiemenge wird durch Regenwasser eingebracht und einiges "strömt" von unten und den Seiten zu.

    In dem Wärmepumpen-Buch von Karl Ochsner wird die Energieentzugsmenge nach Bodenqualität angegeben (Sand, Lehm usw.), von Sonneneinstrahlung steht da nix. Es steht dort "je größer der Feuchtigkeitsgehalt der Böden, um so größer und besser ist der Wärmeübergang."

    Bepflanzen ist kein Problem, überbauen (auch Pflaster) ist schlecht. Wasserstau und Überflutungen sind zu vermeiden, da Bodenanhebungen entstehen können. Das Erdreich muss sich vor dem Wärmeentzug setzen können. Das dauert.

    Gruß, Hendrik
     
  5. tiscy

    tiscy

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    Hallo Hendrik42,

    ja, genau, die Frage ist, woher kommt die Wärme?

    Super vielen Dank für die Info!
    Das ist genau die Info, die ich gesucht habe.
    Ich glaub, ich schau mir das Ochsner Buch mal an.

    Noch eine letzte Frage, du hattest Sand erwähnt.....
    ist die Energieentzugsmenge von Sand hoch oder eher niedrig?
    Man hat bei uns Sand um den Kollektor gelegt. Der Grund war, dass keine Steine die Kollektoren beschädigen. Das hat zumindest der Heizungs Mensch so gesagt und dann gemacht.

    Ich hoffe, dass Sand jetzt nicht einen schlechten Feuchtigkeitsgehalt hat, das wäre ja dann ein "Eigentor"!!

    vielen Dank schon mal für die tolle Info!
     
  6. #6 planfix, 13.03.2007
    planfix

    planfix Gast

    prinzipiell muß man die flächenkollektoren auch unterscheiden in solekollektoren und kollektoren für die direktverdampfung.
    die tatsache, das mittels erdkollektor dort umweltenergie gewonnen wird ist bei beiden die gleiche. der wirkungsgrad ändert sich jedoch.
    dass die kollektorfläche in der sonne liegen muß, ist ein ammenmärchen. die regeneration des kollektors wird durch regenwasser, grundwasser und die kapilare erdfeuchtigkeit erreicht. es ist jedoch klar, dass sich ein erdkollektor um so schneller regeneriert, je besser er mit feuchtigkeit "versorgt" wird und daher werden die kollektoren eingesandet. im sand staut sich das wasser nicht direkt auf er leitet aber auch das wasser / die feuchtigkeit sehr gut zum kollektor hin (versickerung und kapilar).
    das ein kollektor in sehr kalten und sehr langen wintern einfriert, ist nicht wirklich schlimm. bei der direktverdampfung ist der kollektor mit einem arbeitsmittel gefüllt, dass sich erst bei ca. -40°C verflüssigt, so lange könnte rein theoretisch die WP damit arbeiten. das passiert jedoch nicht, da sich auch bei frost die temperaturen im erdreich immer wieder ausgleichen, der kollektor wird sich zwar nicht auf 10°C erwärmen, aber er liefert immer noch genügend teperaturen um das arbeitsmittel zu bedienen.
    bei solegeführten erdkollektoren enthält der kollektor ein ein frostschutzmittel, dass je nach dosierung min. -20°C mitmacht. jedoch verringert sich der wirkungsgrad in langen frostphasen stärker, weil die temperaturdifferenz noch in der WP auf das arbeitsmittel der WP umgewandelt werden muß, daher werden dort auch immer größere kollektorflächen als bei der direktverdampfung benötigt.
     
  7. #7 planfix, 13.03.2007
    planfix

    planfix Gast

    noch eines : bedauerlicherweise stellen nicht alle WP hersteller WP mit dierektverdampfung her. geade in deutschland tun sich die herstellersteller schwer. die franzosen und österreicher sind da schon weiter.
    angebote für solche wärmepumpen bekommt man meist auch nicht vom heizungsbauer, da er nicht auf kältetechnische arbeitsmittel ausgebildet ist. ein kälte - klima - fachbetrieb ist in solchen fällen die bessere adresse.
    übrigens werden direktsysteme auch in schweden und norwegen eingebaut dort sind die winter auch noch ein bisschen härter als bei uns.
     
  8. #8 Hendrik42, 13.03.2007
    Hendrik42

    Hendrik42

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    Genau. Solekollektoren einsanden ist völlig richtig.
     
  9. #9 denkedran, 14.03.2007
    denkedran

    denkedran

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    Sicherlich haben schon alle die Wassertropfen an der unisolierten Keller-Kaltwasserleitung im Sommer bemerkt.
    Woher kommen diese Wassertropfen? Aus der Luft, welche mit Wasserdampf je nach Temperatur gesätigt ist. Wie ensteht der Wasserdampf, wie entstehen die Wolken ? Das macht wohl die Sonne oder?

    Also nehme ich einen Erdkollektor und bette diesen in difussionsdurchlässigen/ luftdurchlässigen Bodenschichten von 0,8 bis 1m tief ein. Um den kalten Erdkollektor bildet sich der Taupunkt. Und genau hier kondensiert der Wasserdampf, also es wird Solarenergie direkt in den Erdkollektor eingebracht.
    Kochen Sie mal bitte einen Liter Wasser auf dem Elektroherd und messen die Zeit. Und nun versuchen Sie diesen Liter Wasser auf der Kochplatte im Topf zum verdampfen zu bringen. messen Sie bitte auch diese Zeit. das Ergebnis wird sein, man benötigt um das Wasser restlos zu verdampfen die dreifache Zeit. Also nimmt beim Übergang vom flüssigen Zustand in Wasserdampf das Wasser die dreifache Energiemenge auf. Und genau diese Energiemenge wird bei der Umwandlung von Wasserdampf in Wasser beim Kondensieren wieder frei. Davon bezieht der Erdkollektor hauptsächlich seine Energie. Also nicht in Lehmschichten einbetten, sonst ist der Erdkollektor tot.
    Gruß Denkedran
     
  10. tiscy

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    Hallo Hendrik42 und planfix,

    vielen Dank für die gute und ausführliche Info!

    Viele Grüße
     
  11. tiscy

    tiscy

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    Aaaahh.... auch Dank an denkdran,

    seehr interessant!!

    Danke
     
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