Es sind zwei unterschiedliche Arten an Kollektoren für den Einbau in einem Gartengrundstück bekannt.
Tiefensonden
Tiefensonden werden über Erdbohrungen in einer Tiefe von über 50 Metern – bis zu einer Tiefe von 300 Metern – eingebaut. Je nach Energiebedarf sind 2 bis 4 Sonden notwendig. Die Bohrungen sind genehmigungspflichtig.
Oberflächen nahe Kollektoren
Hier findet man, je nach unterschiedlicher Verlegeart, Bauart und Namensgebung: Flächenkollektoren, Graben- Erdwärmekollektoren, Tiefenkollektoren, Wärmekörbe und weitere. Sie werden in der Regel zwischen 1,5 Metern und 3,5 Metern unter der Erdoberfläche vergraben. Sie nehmen zwar mehr Gartenfläche in Anspruch, dafür ist aber die Planung und die Erstellung deutlich vereinfacht.
1. Gewerk Erdkollektoren
Der Einbau
Wir haben uns für den Einbau von Tiefenkollektoren der Firma ERDWÄRME-Forum entschieden. Das Kozept der Firma war für uns am weitesten schlüssig. Die Bündelung der Heizkreise erfolgt in einer Box, direkt im Heizraum. Andere Hersteller sehen diese Bündelung, weit aufwendiger, im Garten und mit separatem Kontrollschacht, vor. Die Firma führt die Planung, die Verlegung der Kollektoren und den fertigen Anschluss der Verteilerbox im Heizraum selbst, in eigener Regie und Verantwortung, aus. Das Angebot für das Gewerk war aussagekräftig und enthielt alle notwendigen, technischen Details.
Die Vorbereitung
Zu Beginn legten wir selbst die Randbedingungen fest
- Beheizbare Fläche des Wohnhauses: 120 m²
- Warmwasser: für 4 Personen
Der wichtigste Parameter für die Auslegung der Wärmepumpe ist jedoch der Wärmedämmwert U [W/(m²K)], oder der U-Wert, den die Gebäudehülle hat, bzw. der nach der Gesamtsanierung vorliegen soll. Daraus ergibt sich dann der Energiebedarf Q derWohnhauses und die Leistung P der Wärmepumpe. Eine vorausgehende Berechnung ergab:
- Für die Außenwände, U-Wert geplant: U = 0,20 W/(m²K).
- Damit der Energiebedarf für Heizung und Warmwasseraufbereitung: Q = 10.000 kWh/a. (Zum Vergleich, vor dem Umbau, Q = 16.900 kWh/a).
- Und hieraus die notwendige Leistung einer Heizanlage, also der Wärmepumpe, von P = 5,5 kW. (Zum Vergleich, vor dem Umbau: P = 8,7 kW).
Die Planung
Mit Hilfe dieser Werte wurde von ERDWÄRME-Forum das Vorhaben geplant.
- Eingebaut werden 3 Tiefenkollektoren mit je 3 kW. Insgesamt stehen damit 9 kW zur Verfügung.
Transparent war dann vor allem die tabellarische Darstellung des Energieaufkommens über die Monate Januar bis Dezember. Die möglich zu erzeugenden 16.000 kWh/a sind gut auf die geforderten 10.000 kWh/a angepasst. Eine notwendige Reserve ist gegeben.
Auch die Auslegung der Spitzenlast von P = 9 kW ist stimmig zu dem geplanten Wert von P = 5,5 kW.
Der vorgesehene Ort für den Einbau der 3 Tiefenkollektoren wurde ebenso problemlos festgelegt. Für unser Grundstück wurde kurzerhand die im Internet vorhandene Information verwendet. Wir hatten die Möglichkeit, im Rahmen des technisch Machbaren, Änderungswünsche vorzunehmen.
Und los geht es
Der Garten im März 2022, kurz vor Beginn der Arbeiten
Die Tiefenkollektoren werden angeliefert. Hier ein Kreis mit 3 kW Wärmeleistung. Er besteht aus 300 Metern Leitungslänge (PE 100 SDR 32 x 3 RC). Er wird in einer Fläche von 7m x 4m eingegraben.
Schweres Gerät im Einsatz
Die Tiefe nimmt zu.
Ein Tiefenkollektor wird zum Eingraben vorbereitet.
Und ist in seiner späteren Position fixiert. In einer Tiefe von, zwischen 0,90 Metern und 3,60 Metern, gewinnt er zukünftig die dort gespeicherte Erdwärme.
Danach wird der ausgehobene Graben wieder verfüllt. Und zwar ausschließlich mit dem ursprünglichen Bodenmaterial.
Wichtig ist, dass die Leitungen nicht durch grosses, schweres Gestein beschädigt werden.
Es wird eine spezielle Baggerschaufel eingesetzt.
In einem ersten Schritt wird das Bodenmaterial gerüttelt und gemahlen. Die Leitung wird damit eingebettet und vor Beschädigung geschützt.
Das in der Baggerschaufel verbleibende, grobe Material, wird in dem Raum zwischen den Leitungen eingebracht und verdichtet.
Gröbere Gesteinsbrocken werden ausgesondert, seitlich gelagert und… gehören hernach dem Bauherrn.
Ein Graben wird von den 3 Kollektoren bis an die Aussenwand des Heizraums gezogen. Je Heizkreis wird eine Leitung für den Vorlauf und eine Leitung für den Rücklauf in das Haus geführt. Des Graben ist 0,90 Meter tief.
Vor- und Rücklaufleitungen werden durch Kernlochbohrungen direkt in den Heizraum geführt.
Wichtig ist eine gute, zuverlässige Abdichtung gegen eindringende Feuchte von außen.
Die Bündelung der 3 Kreise erfolgt im Heizkeller selbst, hier in einer Verteilerbox. Die Abmaße sind: B = 40cm, H = 68cm.
Auf der rechten Seite (Pfeile), die Übergabe-Schnittstelle an die Wärmepumpe, bestehend aus der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung (Edelstahl D = 35mm für Pressanbindung).
Die Befüllung der Kollektoren ist in den Bauleistungen enthalten. Die Anlagenbefüllung besteht aus einem Gemisch aus 75% Wasser und 25% Glykol. Der Druck im Leitungssystem wird auf 2,5 Bar aufgebaut.
Abschließend erfolgt eine Druckprüfung für das Gesamtsystem.
Die exakte Lage der 3 Kreise K1, K2 und K3 wird von ERDWÄRME-Forum vermessen und dem Übergabeprotokoll hinzugefügt.
Zu guter Letzt: Der Garten danach. Die Erdkollektoren sind eingebracht.
2. Zusatzleistungen
Darüber hinaus sind weitere Aufwendungen angefallen.
2.1. Garten Vorarbeiten
Der Zugang für den Bagger in das Grundstück musste eingerichtet werden. Eine Hecke wurde geöffnet. Drei Bäume wurden gefällt und entsorgt, ein weiterer Baum passend zugeschnitten.
2.2. Bodenaushub entfernen
Der Bodenaushub kann beim Wiederbefüllen nicht mit der gleichen Dichte eingebracht werden. Erschwerend kam bei uns hinzu, dass ab 1 Meter Tiefe felsiges Kalkgestein auftrat. Damit der Garten wieder einigermaßen ebene Gestalt annahm, mussste eine größere Menge Gestein und Fels abtransportiert werden. Hierzu waren 4 große Roll-Container mit je 10m³ Fassungsvermögen notwendig, also insgesamt 40m³.
3. Kosten für das gesamte Gewerk Erdkollektoren
- 1. Gewerk Erdkollektoren
- 2.1. Garten Vorarbeiten
- 2.2. Bodenaushub entfernen
- 10.445 Euro
- 1.690 Euro
- 2.226 Euro
Summe:
14.361 Euro