Hallo
Ich komme da in einer Frage nicht vorwärts, ich hoffe, jemand kann mir helfen.
Die derzeit besten Luft Wasser Wärmepumpen haben bei W55 (Zieltemperatur Heizkörper) einen SCOP von 4 bis 4,55.
Ich würde gerne den (S)COP einer Sole Wasser Wärmepumpe damit vergleichen. Ich finde nur Angaben zu B0 (Boden, Brine 0 Grad Celsius) W55, aber da ist der COP etwas über 3, ziemlich schlecht.
Bei einer Tiefenbohrung (140 m) bräuchte ich aber einen COP zu B15 W55, weil die Temperatur in dieser Tiefe rund 15 Grad betragen sollte. Derartige Werte konnte ich bisher nicht finden. Ich hoffe, ich konnte mich verständlich machen.
So eine Tiefenbohrung ist ein ziemlicher Aufwand, da sollte die Effizienz schon deutlich besser sein.
Ich versuche, die Frage anders zu stellen.
Ich versuche, eine Luft Wasser Wärmepumpe mit einer Sole Wasser Wärmepumpe mit einer Tiefenbohrung bei einer Vorlauftemperatur von 55 Grad (Heizkörper) zu vergleichen.
Bisher konnte ich dazu nichts Erhellendes finden. Sollte die Tiefenbohrung nicht deutlich effizienter sein, würde das keinen Sinn machen, weil ja deutlich aufwändiger.
Könnte jemand, der so was verbaut hat, eine JAZ (Jahresarbeitszahl) oder COP bekannt geben. Ich weiß schon, ist sehr individuell, aber ein Anhaltspunkt wäre schon hilfreich.
Der Aufwand für eine Tiefenbohrung beziffert sich auf etwa 6-8 kilo pro Bohrloch. Ich hatte mit einem Betreiber gesprochen und er hatte für seinen Gebäudekomplex (mehrere 100 qm) ein Dutzend Tiefenbohrungen setzen müssen, mit ca. 7 kilo pro Bohrung.
Ist schon eine große Sache im Vergleich zu einer Luft-Wasser WP. Ich habe für mich den Schluß gezogen: Das rechnet sich nie zu Ende, Förderung hin oder her.
Je nach Größe eines EFH, ZFH sind so 1-3 Bohrungen bis 200 m zu setzen.
Danke für die Antwort. Die Kosten wären nicht so das Problem, angeboten wird eine Bohrung zu 140m.
Hier in Österreich gibt es (gerade noch, schon ausgelaufen, aber ich wäre noch dabei) eine recht großzügige Förderung, das würde die Kosten gut abfedern.
Die Erdsonde ist sicher langlebiger und ruhiger, das glaube ich sofort.
ABER: Ich kann nichts darüber finden, dass eine solche Lösung auch tatsächlich effizienter und der Betrieb kostengünstiger ist.
Es geht ja immer um den Temperaturhub zur Vorlauftemperatur. Da spielt eben die Physik mit rein mit dem Carnot-Prozess der Kältemaschinen.
Ich hatte mich vor einigen Jahren mal näher mit dem Thema erfasst, nicht zuletzt, weil ich mir Klarheit verschaffen wollte über die gemessenen hohen Arbeitszahlen meiner Klimaanlagen. Siehe Foto
Eine Wärmepumpe muß ja immer dann was tun, wenn es kalt ist draußen. Also wenn die Temperaturdifferenz „außen“ zu „Innen/ respektive Vorlauf“ hoch ist. aber genau dann ist der Carnotwirkungsgrad des Kälteprozesses klein. Sowas kann man direkt rechnen. Habe ich jedenfalls gemacht.
Meine kleine Auswertung der Klimaanlagen (Austritt Warme Luft = 25°C) habe ich mit einer Luft-/Wasser Wärmepumpe mit einem Vorlauf von 35°C vergleichen. Der Temperaturhub ist da also 10° höher und das vermindert die gemessene Arbeitszahl in meinem Fall von 5,0 auf 3,37.
Was hat das jetzt mit einer Sole-Wärmepumpe zu tun?
Da beträgt Jahraus/Jahrein die Wassertemperatur ca. 14-15°C, je nachdem wie tief man geht. Wenn im Dezember/Januar also eine Luft-Wasser-Wärmepumpe einen Temperaturhub von 35°C - 0°C (als Beispiel) überwinden muß, dann ist das für eine Sole-WP nur 35°C - 15°C = 20°.
Meine eigene Auswertung linearisiert bedeutet: ca. 0,163 weniger Arbeitszahl (COP) je °C Temperaturdifferenz. Wenn also im Dezember es an einem Tag es -5°C ist, dann beträgt der Vorteil in der Arbeitszahl mit einer Sole-WP: 40°(LWP) - 20°(SWP) = 20° x 0,163 = 3,26.
Dann liegt eine LWP vermutlich bei ca. 3,0 - 3,2 TCOP (TagesCOP) und eine SWP bei ca. 6.
Es muß jeder für sich bestimmen, wieviel Tage im Jahr denn diese Situation besteht. In Österreich in den Bergen wird es anders sein als bei uns in der Norddeutschen Tiefebene, wo es kaum Tage unter 0°C gibt.
Der große COP Unterschied an einem Wintertag sollte nicht darüber wegtäuschen, das sich die Jahresarbeitszahl nicht so wesentlich ändert beim Umstieg auf eine SWP. Wahrscheinlich so um ca. 1 wird die Jahresarbeitszahl höher sein.
Ein weiterer Einfluß ist sicher auch, ob die WP viel Warmwasser erzeugen muß. Da ist der Temperaturhub deutlich höher und senkt damit die Jahresarbeitszahl wieder ab.
Die physikalischen Zusammenhänge sind eigentlich nicht besonders kompliziert. Einzig die „Integration“ der täglichen Energieverbräuche über das Jahr ergeben ein genaues Bild.
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Dankeschön für die ausführliche Antwort 
Ich habe mal eine Sole-WP in meine kleine Auswertung und Simulation aufgenommen. Mit dem Ansatz:
Sole-WP: 14°C Sole, 25°C Raum, Außentemp. wie Datenaufnahme, Hauseigenschaften wie Datenaufnahme aus linearer Regression der Ist-Daten.
Arbeitszahl Dezember:
- Klimaanlagen gemessen: 5,51
- Luft/Wasser WP simuliert: 3,71
- Sole WP simuliert: 7,01
Der Unterschied wäre schon sehr deutlich, aber gemessen an den absoluten Energieverbräuchen muß man sich in meinem Fall die Frage stellen, ob denn die Einsparungen sich wirtschaftlich rechnen lassen.
Einsparungen Sole-WP gegen Klimaanlagen: 39 kWh /Monat Dez. 22
Einsparungen Sole-WP gegen LWWP: 124 kWh/Monat Dez. 22
Die Simulation zeigt auch, das ab ca. 12 ° Außentemperatur es keine messbaren Vorteile einer Sole WP mehr gibt. Also Frage: 3 Wintermonate a ca. 124 kWh = ca. 372 kWh/Jahr Einsparung gegen Invest Bohrung von ca. 7.000,-.
Bei 40 ct/kWh Stromkosten amortisiert sich eine Sole-Bohrung nach 47 Jahren - ohne Verzinsung.
Wenn ich die Hälfte der 7.000,- Invest (Eigenanteil, großzügig eine Förderung abgezogen) in Aktien anlege und mit 4% verzinse (auch da schon die Inflation eingerechnet) blieben mir nach 47 Jahren 22.000,-.
Mir fehlt als alter Ingenieur und Kaufmann einfach die Phantasie, wie sich sowas rechnen könnte, bei aller Leidenschaft für erneuerbare Energien und sauberen Strom.
@edi: ich danke für das Aufgreifen des Themas Sole-WP. Hat mich nochmal dazu bewegt, etwas genauer als überschlagsmäßig darauf zu sehen. Ich habe übrigens alle meine Maßnahmen zur Energievermeidung am eigenen Haus ohne jegliche Förderungen durchgezogen (von Dämmung über Klimaanlagen bis zur PV). Was sich nicht ohne Förderung rechnet, bleibt fragwürdig auch mit Förderung. Just saying…
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Noch einmal herzlichen Dank
Das hat mir sehr weitergeholfen.
Ich gebe dir recht, ohne Förderung rechnet sich das nie.
Hier in Österreich waren (in meinem Fall sind) die Förderungen sehr üppig, nur deshalb habe ich mich da schlau gemacht. Ohne Förderung würde ich meine 25 Jahre alte Ölheizung einfach weiterbetreiben solange sie läuft.
Jetzt gibt es aber diese Förderung, die ja zu einer Energiewende beitragen soll. Und wenn ich schon dabei bin, dann will ich schon die beste Lösung für mich und für die Umwelt.
Ja, ich blase da auch nochmal ins Horn von @Chris57. Der COP einer WP ist um so höher, je geringer der Temperaturhub. Bei Grundwasser rechnet man da mit um die 10 Grad, aber eher ganzjährig. Insofern liegt der Vorteil in der Konstanz der Wärmequelle. Der COP ist übers Jahr verteilt nahezu konstant. Bei Luft-Wasser ist der COP im Winter schlecht, im Sommer super, nur da brauchst Du keine Wärme. Und Strom vom Dach hast Du reichlich.
Je tiefer Du bohrst, je wärmer könnte es werden. Die Betonung liegt auf könnte, denn wissen kannst Du es erst, wenn Du ein Loch gebohrt hast. Denn Du mußt ja eine energetisch nutzbare Schicht finden, die Dir irgendwie einen Wärmeaustausch ermöglicht. Also eine Grundwasserquelle oder aber eine nutzbare Gesteinsschicht im Sinne einer echten Geo-Thermie.
Ich baue gerade eine Grundwasser-WP (Grundwasser auf gut 5m Tiefe), hätte ich vorher gewußt, auf was ich mich da einlasse, ich hätte es vermutlich gleich verworfen. Von den Kosten mal abgesehen, Du kannst ja nicht einfach ein Loch in den Boden bohren. Da brauchst Du erst mal einen zertifizierten Brunnenbauer und damit verbunden eine Menge Behördenkram. Und es rechnet sich (in Deutschland) tatsächlich nur mit Förderung.
Wenn Du Dich umweltfreundlich verhalten willst, dann guck mal auf den Namen des Forums „Schlau Energiesparen“. Ziel ist es, möglichst autark zu werden und das möglichst CO2 neutral. Und das im Rahmen der ökonomischen Mittel mit einem überschaubaren Horizont. Anders ausgedrückt, hole aus den Mitteln, die Du einsetzen kannst, den größtmöglichen Nutzen.
Und denke daran, dass sich auch Technik weiterentwickelt und bestehende Technik kaputt geht. Mehr als 20 Jahre würde ich nicht rechnen.
Welche Technik-Kombi dazu geeignet ist, mußt Du für Dich individuell rechnen. Also Grund-, Sole-, Geo-Wärme kann sich rechnen, die Frage ist, ob das Geld nicht sinnvoller anders investiert werden könnte. Ich glaube aber, Du bist auf dem richtigen Weg 
Auch dir herzlichen Dank für die Antwort.
Ich bin tatsächlich erst am Anfang. Da gibt es noch einige Hürden zu überwinden.
Aber vorerst hatte ich Zweifel, ob so eine Sole Wasser WP mit Tiefenbohrung denn wirklich effizienter arbeitet als eine moderne Luft Wasser WP. Nun, das wäre geklärt, im Winter ja.
Jetzt werde ich mal ausloten, was möglich ist.