Erdbohrung Temperatursensoren(WG) in Sonde

[Speed130]

Kritische Nachfrage

Hallo zusammen,

ich stelle mal die kritische Frage nach dem Zweck der Sensoren in der Bohrung / Soleleitung. Ich habe seit mehr als fünf Jahren eine Wärmepumpe mit Erdwärmesonden (2x je 50m) einschließlich Wärmetauscher zur Rückgewinnung in Betrieb. Die Wärmepumpe hat Temperatursensoren im Vor- und Rücklauf der Soleleitung und zeigt die zugehörigen Temperaturen im Display bei Bedarf an. Bei der hier beschriebenen Idee sehe ich folgende Probleme hinsichtlich der Messergebnisse, speziell wie die Messwerte zu interpretieren sind.

• Je Bohrung wurden bei mir 4 Stück PE-Rohrleitungen mit DN 40mm "in Reihe" geschaltet. Es sind insgesamt zwei Bohrungen vorhanden. Selbst bei einer Bohrung mit größerer Tiefe stellt sich die Frage, in welche der Leitungen die Sensoren anzuordnen sind.
• Die Sensoren ermitteln die Temperaturen des umgebenden Erdreiches nur wenn im Solekreislauf kein Durchfluss erfolgt. Sobald die Pumpe im Solekreislauf für Durchfluss sorgt, übermitteln die Sensoren die Temperatur des umströmenden Mediums. Es ist anzunehmen, dass in diesem Fall (Durchströmung) alle Sensoren ähnliche Messwerte mit geringen Abweichungen ermitteln. Die thermische Kapazität der Sensoren ist um Größenordnungen kleiner als die des Mediums in der Soleleitung und / oder des umgebenden Erdreiches.
• Die für die Sensoren notwendigen Kabel verringern den nutzbaren Querschnitt der Soleleitung und damit die Wärmemenge die der Quelle entnommen werden kann, die Effektivität der WP wird verringert.
• Chemische Langzeitstabilität der Sensoren, Kabel, Verbindungen und Isolierungen gegenüber dem Medium im Solekreislauf.
• Entkopplung der elektrischen Verbindungen aus dem Solekreislauf, Dichtigkeit und Druckstabilität. Wo erfolgt die Entkopplung? Restriktionen hinsichtlich Ventilen und Verbindern in der Soleleitung.

Ich persönlich halte eine solche Lösung für ein (mittel- und langfristiges) Betriebsrisiko. Der Nutzen der ermittelten Messwerte ist in Frage zu stellen. Hinsichlich Wärememengenberechnung ist die Differenztemperatur zwischen Zulauf und Rücklauf sowie das Volumen ausreichend. Diese Messwerte können mit industriell erprobten Sensorlösungen erfasst werden bzw. werden bereits durch die WP erfasst und verarbeitet.

Mit freundlichen Grüßen

Mirko

[StefanW]

Hallo Hartwig,

hinsichtlich der Entfernungen ist das schon eine Herausforderung für 1-Wire. Die von uns vorgegebene Empfehlung lautet ja 20 Sensoren auf 100 m, in Deinem Fall wären es 10 Sensoren auf 170 m. Das ist schon ein wenig grenzwertig.

Meine Empfehlung wäre:

• mehrere 1-Wire Busse, z.B. die Sensoren auf 2 oder 3 Busse über die gesamte Länge aufteilen, also den in 147m auf den ersten Bus, den in 120m auf den zweiten, den in 100m auf den dritten und dann den in 80m wieder auf den ersten. Hat den Vorteil dass bei Undichtigkeiten der Löt- / Klemmstellen nur ein Strang ausfällt. Und die kapazitive Last ist durch die geringere Anzahl der Sensoren geringer.
• Alle Sensoren parasitär betreiben, also mit lokaler Brücke VDD-GND direkt am Sensor, damit haben wir eine bessere Wirkung der TP-Leitung.
• Eine entsprechendes Ölflex-Kabel, z.b. 4x2x0,8 für vier Busse. Geschirmt natürlich (aber Schirm nicht auflegen).
• Vorher hinsichtlich der Längen ausprobieren.
• Klemm- / Lötstellen sehr sorgfältig ausführen und dichten.

Interessantes Projekt


Makki wird sicher auch noch was beitragen...



Stefan

[Gringo885]

Hallo,

sag mal Hartwig wie bastelst du denn die Kette zusammen ? Also was ist Träger bzw. Schutzmedium ?

Wäre genau das was ich auch machen würden, bzw. werden, wenn wir mal auf Erdwärme umsteigen...



Gruß

Gringo

[JuMi2006]

Ich wollte das damals testen, hab's aber zeitlich nicht mehr geschafft.

Bin mal gespannt wie es bei Dir wird.

[hartwigm]

Hallo Stefan,

nah dann wird es jetzt mal einer probieren und berichten.

Bei mir steht in den nächsten Wochen eine 147m Bohrung an.

Ich würde auf

147m
120m
100m
80m
60m
40m
30m
20m
10m
5m

eine Temperatursensor anhängen und das Ganze dann an einen Busmaster ans WG hängen.


Dazu würde ich 10x den Hulsenfühler verbauen. Kabellänge bis ins Haus ca. 170m

Muss ich da aus deiner Erfahrung heraus auf irgendwas achten, oder "einfach die 10 Fühler" mit geeignetem Kabel (was immer das für diese Anwendung sein sollte, Tipps erwünscht) verbinden und ans WG!

[StefanW]

Hallo Hartwig,

es gab mal eine Anfrage - ich glaube hier über das Forum - mit einem Fühler am Ende einer über 150 m langen Sonde. Wir haben damals gesagt: Ausprobieren.

Was draus geworden ist weiß ich nicht.

glg

Stefan

[hartwigm]

Hallo,

ich plane eine Erdbohrung mit Regeneration. So soll im Sommer überschüssige Energie durch den Kühlbetrieb in die Bohrung fliessen.

Mein Energieberater hat mir vorgeschlagen, in die Sonde im Abstand von 15m einen Temperatursensor mit einzubauen?

Hat jemand von Euch das schon gemacht?

Würde mich interessieren, falls es da schon Erfahrungswerte gibt.