Moin moin,

in den letzten Monaten gab es hier verschiedene Threads, in denen zum Teil gegen den Willen des Thread-Erstellers die Vor- und Nachteile des Grabenkollektors nach Forumsart diskutiert und Vergleiche zu anderen Ausführungen durchgeführt wurden.

Dafür steht nun dieser Thread zur Verfügung, in dem gerne auch im Detail die Fetzen fliegen dürfen, ohne dass der Threadersteller sich beschwert, dass nicht mehr auf sein Anliegen eingegangen wird. Nur bitte bleibt sachlich und geht auf die Argumente der Diskussionsteilnehmer ein.

Inhalt:

1. Teil: Aufstellung der momentan in der Diskussion befindlichen Konzepte
2. Teil: Auslegungsbeispiele für ein Haus mit einer Heizlast von 6000 Watt
3. Teil: Sammlung der Threads, die bisher für eine Diskussion über Grabenkollektoren gekapert wurden
4. Teil: Aufstellung der Argumente, die gegen den Slinky-Grabenkollektor oder gegen deren Planer vorgebracht wurden



1. Teil: Aufstellung der momentan in der Diskussion befindlichen Konzepte:



Ohne den Anspruch auf Vollständigkeit oder Korrektheit folgend der Versuch, die verschiedenen Konzepte gegenüberzustellen und auch zu bewerten.

1. Klassischer Forumsgrabenkollektor mit waagerechten Slinkies (Schlaufen) in einer Tiefe von 1,5 bis 2 m
2. Senkrechter Forumsgrabenkollektor mit senkrechten Slinkies in einer Tiefe zwischen 2,5 und 4 m
3. Senkrechter Kollektor wie von nicijan realisiert mit 4 m Tiefe
4. Gerader Kollektor mit 300 m langem Graben ohne Slinkies mit einer Tiefe von 1,5 - 2 m
5. (Zum Vergleich ein Flächenkollektor nach VDI 4640)

Nun zu den Vor- und Nachteilen der einzelnen Konzepte im Detail:

Waagerechter Slinky-Grabenkollektor:
+ Im Jahresschnitt gute Soletemperaturen
+ Redundanz: Ausfall eines Solekreises lässt zuverlässigen Notbetrieb zu
+ Auslegung, Planung und Ausführung in Eigenleistung durchführbar
+ Erfahrungsberichte, Beratung und Support hier im Forum
+ Optimierte Hydraulik für gute Soletemperaturen
+ Planungstools stehen zur Verfügung
+ Leistungsfähigkeit durch viele Beispiele verifiziert
+ Soleverteiler normalerweise im Haus, dadurch wenig Gefahren für das Grundwasser
+ Günstiger Preis des Kollektors
o Platzbedarf im Garten mittel
o Gleichmäßiger Wärmeentzug hängt von einer guten Planung ab
- Aushubvolumen für den Graben ist groß
- Arbeit im Graben erfordert sorgfältige Beachtung der Sicherheitsrichtlinien
- Niemand vorhanden, der bei Problemen in Haftung genommen werden kann
- Eingehende Beschäftigung mit dem Thema erforderlich
- Es gibt keine Profis, die diese Grabenvariante kommerziell anbieten

Senkrechter Slinky-Grabenkollektor:
o Hier gelten fast alle Punkte des waagerechten Forumsgrabens bis auf die Folgenden
+ Im Vergleich zum waagerechten Forumsgraben ungefähr der halbe Erdaushub notwendig
+ Im Vergleich zum waagerechten Graben weniger Platz im Garten notwendig
- Arbeit im Graben nicht möglich, dadurch schwierige Vorbereitung der Slinkies ausßerhalb des Grabens
- Im Vergleich zum waagerechten Forumsgaben nur wenig Erfahrung vorhanden

Senkrechter nicijan-Kollektor:
+ Im Jahresschnitt gute Soletemperaturen
- Keine Redundanz: Bei Ausfall eines Solekreises sinkt das erschlossene Erdvolumen wesentlich
o Nur schwer in Eigenleistung realisierbar, aber Arbeit als Hilfskraft möglich
+ Support durch den Profi
+ Optimierte Hydraulik für gute Soletemperaturen
- Keine Planungstools für Laien verfügbar
o Die Verifizierung der Grabenleistung in kalten Wintern ist noch unvollständig
+ Soleverteiler normalerweise im Haus, dadurch wenig Gefahren für das Grundwasser
- Preis liegt zwischen einer Erdsonde und dem Forumsgraben
+ Platzbedarf im Vergleich gering
+ Gleichmäßiger Wärmeentzug bei zunehmender Tiefe und mit fortschreitendem Rohr
+ Im Vergleich zum Forumsgraben ungefähr ein Drittel des Erdaushubs notwendig
+ Keine Sicherheitsprobleme, da sich der Profi damit auseinandersetzen muss
+ Bei Problemen kann der Profi haftbar gemacht werden
+ Rundum sorglos Paket möglich ohne Eigenleistung des Bauherren
o Es gibt genau einen Profi, die diese Grabenvariante kommerziell anbietet

Gerader Kollektor:
+ Im Jahresschnitt gute Soletemperaturen
+ Redundanz: Ausfall eines Solekreises lässt zuverlässigen Notbetrieb zu
+ Auslegung, Planung und Ausführung in Eigenleistung durchführbar
+ Erfahrungsberichte, Beratung und Support hier im Forum
+ Optimierte Hydraulik für gute Soletemperaturen
o Planungstools lassen sich nur eingeschränkt nutzen
o Leistungsfähigkeit durch einige Beispiele verifiziert
+ Soleverteiler normalerweise im Haus, dadurch wenig Gefahren für das Grundwasser
+ Günstiger Preis des Kollektors
- Platzbedarf im Garten ist groß
o Gleichmäßiger Wärmeentzug hängt von einer guten Planung ab
- Aushubvolumen für den Graben ist groß
+ Keine Arbeit im Graben erforderlich und Rohrverlegung einfach
- Niemand vorhanden, der bei Problemen in Haftung genommen werden kann
o Durch Brute-Force-Ansatz nur wenig Planung erforderlich, nur Abstände der Teilstücke müssen beachtet werden
o Dank einfacher Realisierung kann ein Profi überredet werden diese Grabenvariante kommerziell anzubieten

Flächenkollektor nach VDI 4640:
- Im Jahresschnitt weniger gute Soletemperaturen
o Redundanz: Ausfall eines Solekreises lässt zuverlässigen Notbetrieb zu - solange der Kollektor noch Leistungsreserven hat
+ Auslegung, Planung und Ausführung in Eigenleistung durchführbar
+ Erfahrungsberichte, Beratung und Support hier im Forum
- Hydraulik meist mit laminarer, dadurch unnötig niedrige Soletemperaturen
- Keine Planungstools für Laien verfügbar
+ Leistungsfähigkeit durch viele Beispiele verifiziert
- Soleverteiler normalerweise im Sammelschacht im Garten dadurch Gefahren für das Grundwasser
o Günstiger Preis bei Eigenleistung, Profis verlangen
- Platzbedarf im Garten ist groß
- Gleichmäßiger Wärmeentzug ist durch schlechtes Design oft nicht realisiert
- Aushubvolumen für die Fläche ist sehr groß
+ Einfache Rücksichtnahme auf die Sicherheitsrichtlinien ist möglich
+ Bei Ausführung durch Profi kann dieser haftbar gemacht werden
+ Rundum sorglos Paket möglich ohne Eigenleistung des Bauherren
+ Viele Profis bieten die Erstellung eines Flächenkollektors an

Sicherlich ist diese Aufstellung nicht vollständig, sollte aber zur Einordnung der verschiedenen Varianten reichen. Welche weiteren Punkte ließen sich noch in einen Vergleich der verschiedenen Flächenkollektorkonzepte aufnehmen?

Viele Grüße,
crink

2. Teil: Auslegungsbeispiele für ein Haus mit -12 Grad Normaußentemperatur, lehmigem Sand als Boden und einer Heizlast von 6000 Watt:

Waagerechter Slinky-Grabenkollektor (Planungsbeispiel):
- 2 x 300 m 32er Rohr
- Länge 65 m slinky mit Breite 1,4 m, Tiefe 1,7 m, Aushub 168 m³
- Länge 20 m gerade Anbindung mit Breite 0,4 m, Tiefe 1,7 m, Aushub 14 m³
-> Gesamtaushub 182 m³
-> Erschlossenes Erdvolumen ohne Anbindung (Abstand zum Rohr 1m, ohne Rundungen, unterhalb 1m Tiefe): 65 Länge * 3,4 Breite * 1,7 Tiefe = 376 m³
-> ergibt minimale Soleeingangstemperatur: -1,6 Grad
-> Kosten bei Eigenleistung bis auf den Baggerfahrer: 2000 (bei sowieso auf dem Grundstück vorhandenem Bagger) bis 3000 EUR

Senkrechter Slinky-Grabenkollektor (Planungsbeispiel):
- 2 x 300 m 32er Rohr
- Länge 55 m slinky mit Breite 0,4 m, Tiefe 2,8 m, Aushub 62 m³
- Länge 20 m gerade Anbindung mit Breite 0,4 m, Tiefe 1,7 m, Aushub 14 m³
-> Gesamtaushub 76 m³
-> Erschlossenes Erdvolumen ohne Anbindung: 55 * 2 * 2,8 = 308 m³
-> ergibt minimale Soleeingangstemperatur: -1,6 Grad
-> Kosten bei Eigenleistung bis auf den Baggerfahrer: 2000 (bei sowieso auf dem Grundstück vorhandenem Bagger) bis 3000 EUR

Senkrechter nicijan-Kollektor (Planungsbeispiel):
- 2 x 200 m 32er Rohr
- Länge 2 * 12 m in Mäandern von oben nach unten mit Breite 0,4 m, Tiefe 4 m, Aushub 38 m³
- Länge 20 m gerade Anbindung mit Breite 0,4 m, Tiefe 1,7 m, Aushub 14 m³
-> Gesamtaushub 52 m³
-> Erschlossenes Erdvolumen ohne Anbindung: 26 * 2 * 4 = 208 m³
-> ergibt minimale Soleeingangstemperatur: geschätzte -1,5 Grad
-> Kosten ohne Eigenleistung ca. 6000 EUR

Gerader Grabenkollektor (Kein Grabenplan, da das Grabenmaltool nur sehr grob mit geraden Gräben umgeht und das Grundstück zu klein ist):
- 2 x 300 m 32er Rohr
- Länge 290m, Breite 0,4 m, Tiefe 1,5 m
-> Gesamtaushub 174 m³
-> Erschlossenes Erdvolumen ohne Anbindung: 270 * 2,4 * 1,5 = 972 m³
-> ergibt minimale Soleeingangstemperatur: geschätzte 0 Grad
-> Kosten bei Eigenleistung bis auf den Baggerfahrer: 2000 (bei sowieso auf dem Grundstück vorhandenem Bagger) bis 3000 EUR

Flächenkollektor nach VDI 4640 (Kein Grabenplan, Gründe wie beim geraden Kollektor):
- 4 x 100 m 25er Rohr
- Bei COP 4,7 Kälteleistung von 4,720 kW
- 20 W/m² Kälteleistung -> 236 m² minimal
- Länge 15 m * Breite 16 m, Tiefe 1,2 m, Aushub 288 m³
- Länge 20 m gerade Anbindung mit Breite 0,4 m, Tiefe 1,2 m, Aushub 10 m³
-> Aushub: 298 m³
-> Erschlossenes Erdvolumen ohne Anbindung: 17 * 18 * 1,2 = 367 m³
-> ergibt geschätzte minimale Soleeingangstemperatur: < -2,5 Grad
-> Kosten bei Eigenleistung bis auf den Baggerfahrer: 2500 (bei sowieso auf dem Grundstück vorhandenem Bagger) bis 3500 EUR,
-> Kosten ohne Eigenleistung vielleicht 5000 vom Profi?

Ich hoffe, ich habe mich nirgendwo verrechnet. Sind die obigen Annahmen einigermaßen korrekt? Ansonsten freue ich mich, wenn sie mit Sachverstand und stichhaltiger Begründung korrigiert werden.

Viele Grüße,
crink

3. Teil: Sammlung der Threads, die bisher für eine Diskussion über Grabenkollektoren gekapert wurden oder die im Rahmen der Diskussion interessant sein könnten:

chr1h: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/169650/Planung-Grabenkollektor

sebk: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/168952/Grabenkollektor-bei-kiesig-felsigem-Boden

BauherrO: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/169518/Beurteilung-Boden-fuer-Erdwaermenutzung

Andreas82: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/169488/Grabenkollektor-senkrecht-bei-knapper-Flaeche

Castor: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/169603/Eignet-sich-das-Grundstueck-fuer-einen-Grabenkollektor-

OliverZ: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/169929/Grabenkollektor-moeglich

firstman: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/169762/Grabenkollektor-SUPERKNIFFLIG-auf-kleinem-Grundstueck

ex_kanzler: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/170268/Planung-Grabenkollektor-NRW

Scholi: http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/170012/Grabenkollektor-wie-ausfuehren

crink: Supportthread für Grabenkollektoren

Wer also wissen möchte, wie es zu diesem Thread gekommen ist und welche heißen Diskussionen in den letzten Monaten geführt wurden, der kann sich schon mal warm lesen und mit Hintergrundinfos versehen.

Viele Grüße,
crink

Super, Crink
Ist schon erstaunlich, wie engagiert Du Dich um die Systematisierung, Planung und Vergleich des Forumkollektors mit anderen Konzepten kümmerst.

Anlass des Vergleichs war ja sicher der Werbefeldzug von nicijan, daher noch ein paar Anmerkungen dazu:

Der Nicijan-"Tiefenkollektor" hat eine mittlere Tiefe von 2,5 m ( zwischen ca 1 und 4 m).

Für mich ist das auf seiner Website propagierte, mit einer Sondenbohrung angeblich gleichwertige Temperaturniveau ( von was?) nicht plausibel, zumindest wenn man auf die mittleren Soletemperaturen in der Heizperiode während eines Taktes, nicht gleich am Taktanfang, abstellt.

Du hast es angesprochen, auch ich habe Bedenken bei der Grabenleistung im Winter, gerade bei Tage-/wochenlangem Dauerbetrieb.

Der Vorzug des Designs ist schon klar, der warme Teil Solerücklauf geht in die wärmeren, tieferen Bodenbereiche. Der Forumskollektor erreicht diesen Effekt durch etwas tiefere Verlegung im letzten Grabenabschnitt, uU auch durch weniger slinky-Dichte, je nach Platzverhältnissen. Auch ein tieferer Korb oder ein paar tiefe m Verlegung im schmalen Graben (slinky senkrecht oder gerade) kombiniert mit zuvor slinky waagerecht ist möglich und hat diesen Effekt, je nach örtlichen Platzverhältnissen. Bin mir auch fast sicher, dass eine Kombination aus beiden Designs (Vorzug Forumskollektor mit ca 40 % mehr Rohr) die besten Soletemperaturen bringt.
Auch lässt sich der an mind 4 m langen Dachlatten vorbereitete Nicijan-Kollektor sehr gut in Eigenleistung vorbereiten und auch (bis vielleicht die Baggerarbeiten) komplett erstellen, wenn man einigermaßen gutes Verfüllmaterial zur Verfügung hat.

Oder man bestellt das Ding eben beim Profi, für 3-4 kEur mehr.

4. Teil: Aufstellung der Argumente, die in den genannten Threads gegen den Forumsgrabenkollektor oder gegen deren Planer vorgebracht wurden

Da bisher über die verschiedenen Threads verteilt die Argumente ausgetauscht wurden, fasse ich hier nochmal in Stichpunkten die wichtigsten Kritikpunkte am Slinky-Grabenkollektor (hauptsächlich von nicijan) zusammen:

a. Kaltes Ende eines Erdkollektors sollte nicht einen Meter von der Grundstücksgrenze entfernt verlaufen (Thread von chr1h)

b. Falscher Soleverteiler wird empfohlen (Thread von BauherrO)

c. Entlüftung der Solekreise ist mit der in der WP eingebauten Pumpe nicht möglich (Thread von BauherrO)

d. Gegenseitige Beeinflussung von warmem und kaltem Grabenende (Thread von BauherrO)

e. nicijan-Kollektor muss nur 1/3 so lang sein wie der Forumsgrabenkollektor (Thread von BauherrO)

f. Für den Forumsgrabenkollektor wird in etwa die dreifache Menge an Soleleitungen wie notwendig verwendet (Thread von Andreas82)

g. Für den Forumsgrabenkollektor ist etwa die 10-15fache Menge an Erdbewegung notwendig (Thread von Andreas82)

h. Beim Erstellen des Forumsgrabenkollektors besteht Lebensgefahr, man muss in den Graben hinunter (Thread von Andreas82)

i. Slinky hat im Winter Nachteile, von oben kommt nichts (Thread von Andreas82)

j. Mehrere Kreise übereinander beim horiz. Forumsgrabenkollektor machen keinen Sinn (Thread von Castor)

k. nicijan-Kollektor bietet bessere Verfüllung durch Erdaufbereitung (Thread von Castor)

l. Nachweis Soletemperatur >6°C beim nicijan-Kollektor (Thread von Castor)

m. Slinky senkrecht bietet nicht annähernd dieselbe Entzugsleistung [wie der nicijan-Kollektor], da der Kreisdurchmesser sehr viel Zwischenraum ohne direkte Erdanbindung ergibt (Thread von firstman)

n. Weiter schichtet man durch die senkrechte Slinky Geometrie ständig Wärme um, wodurch der natürliche Wärmefluss von unten nach oben nicht in Gang kommen kann (Thread von firstman)


a. Kaltes Ende eines Erdkollektors sollte nicht einen Meter von der Grundstücksgrenze entfernt verlaufen (Thread von chr1h):



Zur Erklärung: Das Bild ist ein Vorschlag von nicijan an OliverZ. Der nicijan-Kollektor verläuft unterhalb des Carports, das Haus ist unterkellert und der Abstand zwischen Haus und Grundstücksgrenze beträgt 3m. Woher, wenn nicht vom Nachbarn, soll der Kollektor seine Wärme bekommen? Ist also auch bei Dir Planungsgrundlage, nicijan.
Ich bleibe dabei: Wenn möglich, dann sollte die kalte Seite entlang der Grundstücksgrenze (unter Einhaltung des vorgeschriebenen Abstands) verlaufen. Die Auswirkungen auf das Nachbargrundstück sind nur gering und es wird möglichst viel Bodenvolumen erschlossen.

b. Falscher Soleverteiler wird empfohlen (Thread von BauherrO):
Gibt es Normen, die ein Soleverteiler erfüllen muss? Welcher günstige Soleverteiler ist empfehlenswert?

c. Entlüftung der Solekreise ist mit der in der WP eingebauten Pumpe nicht möglich (Thread von BauherrO):
Entlüftung von Forumsgrabenkollektoren wurde schon oft nur mit der eingebauten Solepumpe durchgeführt und hat nachgewiesen zu guten Ergebnissen geführt. Wichtig ist dabei nur die Möglichkeit, alle Solekreise sowohl im Vorlauf als auch im Rücklauf einzeln absperrbar vorzusehen.

d. Gegenseitige Beeinflussung von warmem und kaltem Grabenende (Thread von BauherrO):


Das hübsche Bild ist von nicijan und zeigt sehr schön, dass bei einer Temperatur von 3 Grad im Solerohr schon in einem Meter Entfernung die Erdreichtemperatur im belasteten Zustand bei 6 Grad liegt. Differenz also 3 Grad. Wenn die Spreizung zwischen warmem und kaltem Grabenende bei eben diesen 3 Grad liegt, dann wird bei einem Abstand von mindestens einem Meter die warme Seite nicht durch die kalte Seite abgekühlt. Insofern ist nicijans Forderung, kaltes und warmes Ende mindestens 6 m voneinander zu entfernen, etwas übertrieben.

e. nicijan-Kollektor muss nur 1/3 so lang sein wie der Slinky-Grabenkollektor (Thread von BauherrO):
Es ist unklar, womit nicijan den Vergleich zieht (siehe auch 2. Teil oben in diesem Thread). Wird ein schmaler waagerechter Slinkygraben mit dem nicijan-Kollektor verglichen, dann stimmt die Behauptung. Wird jedoch ein 4m tiefer senkrechter Slinkykollektor mit dem nicijan-Kollektor verglichen, dann muss der nicijan-Kollektor ca. 2/3 der Länge des Slinky-Kollektors haben.

f. Für den Forumsgrabenkollektor wird in etwa die dreifache Menge an Soleleitungen wie notwendig verwendet (Thread von Andreas82):
Laut nicijan müssten also für das 6 kW-Beispiel nur 200 m Rohr verwendet werden. Er selbst verwendet aber 400 m. Rohr kostet ca. 1 EUR pro Meter, ist also kein signifikanter Kostenfaktor. Und zuviel Rohr schadet nicht, so lange die Hydraulik stimmt. Gerade ein knapper Kollektor in schwierigem Boden profitiert von üppiger Tauscherfläche.

g. Für den Forumsgrabenkollektor ist etwa die 10-15fache Menge an Erdbewegung notwendig (Thread von Andreas82):
Siehe Beispiel im 2. Teil oben im Thread: nicijan-Kollektor = 52 m³, slinky-vertikal = 76, gerade Rohre = 174, slinky-horizontal = 182, VDI 4640 = 298 -> maximal die 4fache Aushubmenge für Slinky-Grabenkollektoren.

h. Beim Erstellen des Forumsgrabenkollektors besteht Lebensgefahr, man muss in den Graben hinunter (Thread von Andreas82):
In fast jedem Grabenkollektor-Thread wird darauf hingewiesen und nach Möglichkeit weniger als 175 cm Grabentiefe empfohlen. Im Grabentool wird auf die entsprechende Norm verwiesen. Rohre können auch außerhalb des Grabens vorbereitet und dann vorsichtig heruntergelassen werden, ohne den Graben zu betreten. Es besteht kein Zwang, den Graben zu betreten.

i. Slinky hat im Winter Nachteile, von oben kommt nichts (Thread von Andreas82)
Je nach Wetter kommt während des Winters durchaus eine Menge. Gewollte Vereisung funktioniert auch oberhalb der Rohre -> latente Energie wird genutzt.

j. Mehrere Kreise übereinander beim horiz. Forumsgrabenkollektor machen keinen Sinn (Thread von Castor):
Die Rohrmeter pro laufendem Meter Graben sind beim nicijan-Kollektor und beim Slinky-Grabenkollektor ungefähr vergleichbar. Ob sie durch ein oder mehrere Rohre zustande kommen ist ziemlich egal. Kreuzungen des Rohrs oder der Rohre spielen keine große Rolle.
Im Thread von sebk ist ein schönes Bild zu sehen, dass einen nicijan-Kollektor zeigt:

Hier ist sehr schön zu erkennen, das auch bei nicijan sich die Rohre oft kreuzen und teilweise länger direkt nebeneinander verlaufen.

k. nicijan-Kollektor bietet bessere Verfüllung durch Erdaufbereitung (Thread von Castor):
Verfüllung spielt gerade im ersten Winter eine Rolle, danach sollte sich das Erdreich von selbst genügend gesetzt haben, so dass das Rohr guten Kontakt zum Boden hat. Durch Einschlämmen oder Rütteln lässt sich je nach Boden der gleiche Effekt erzielen. Letztendlich eine Frage des Aufwandes, den ein Grabenersteller sich antun will. Wobei bei senkrechten Gräben, egal ob slinky oder nicijan, die Qualität der Verfüllung eine größere Rolle spielt.

l. Nachweis Soletemperatur >6°C beim nicijan-Kollektor (Thread von Castor):
Die vom Grabentool berechnete minimale Soleeingangstemperatur bezieht sich auf das Ende eines langen Taktes Ende Februar nach drei kalten Wintermonaten. Wäre spannend zu erfahren, was hier die nicijan-Kollektoren im Durchschnitt zu bieten haben. Im Grabentool sind die realen Werte von 15 verschiedene Gräben hinterlegt.

m. Slinky senkrecht bietet nicht annähernd dieselbe Entzugsleistung [wie der nicijan-Kollektor], da der Kreisdurchmesser sehr viel Zwischenraum ohne direkte Erdanbindung ergibt (Thread von firstman):
Auch bei slinky senkrecht werden die beiden (oder drei) Kreise versetzt verlegt, so dass keine großen Zwischenräume entstehen.
Beim obigen Beispiel aus Teil 2 (55m Länge, 2,8m Tiefe) ergibt sich
bei 5m Anbindung, 20 m gerade, 55 m slinky: 220 m bleiben pro Kreis für die Slinkies übrig.
Slinky-Durchmesser 1,6m -> ca. 44 Slinkies, Versatz der Slinkies eines Kreises ca. 1,25m, Abstand der Rohre maximal 60 cm
Rohrbelegung am Grabenboden gewollt wesentlich dichter.

n. Weiter schichtet man durch die senkrechte Slinky Geometrie ständig Wärme um, wodurch der natürliche Wärmefluss von unten nach oben nicht in Gang kommen kann (Thread von firstman):
n.: Ja, stimmt, während der kältesten Zeit wird die Wärme von unten im Graben oben zu einem geringen Teil wieder abgegeben. Temperaturdifferenz den ungestörten Bodens von 1m Tiefe bis 4m Tiefe liegt im Kernwinter bei 6 Grad (siehe Bodentemperaturen Potsdam).
Unten 8 Grad, oben 2 Grad. Die Sole muss also wärmer als 2 Grad sein, um oben Wärme verlieren zu können. Im Februar ist eine Soletemperatur größer zwei Grad nur am Taktanfang zu erwarten.


Zu jedem Punkt gab es hier jetzt nur stichwortartig eine Stellungnahme - wer freundlich fragt bekommt zu einzelnen Punkten auch gerne noch eine ausführlichere Antwort. Aber bitte keine
Kommentare.

Viele Grüße,
crink

Erst mal danke, crink, für die umfangreiche Ausarbeitung. Hier gibt es so viel zu schreiben, wo fange ich an.

Erst mal zum prinzipiellen Vergleich horizontale vs. senkrechte Verlegung im Graben.
Habe gerade ein paper gefunden, in dem genau das untersucht wird. Hab es erst grob gelesen, ziehe aber schon mal ein paar Punkte daraus.

Comparing the thermal performance of horizontal slinky-loop and vertical slinky-loop heat exchangers

In diesem paper wird u.a. ein Vergleich berechnet für einen horizontalen und vertikalen Graben. Beide haben 1m Slinky-Durchmesser. Der horizontale Kollektor liegt in 1,20m Tiefe, der senkrechte zwischen 1,70m und 0,70m, hat seinen Mittelpunkt also ebenfalls in 1,20m Tiefe. Ergebnis:

The investigation of the thermal performance of the vertical slinky-loop heat exchanger with the loop diameter and the loop pitch of 1 m is presented in this section. Case 4 had an installation extension of 1.7 m below the ground surface level, but the centre line of the vertical slinky-loop heat exchanger is the same as the horizontal slinky-loop heat exchanger, which is 1.2 m measured from the ground surface level. In this model configuration, the relative difference in the overall thermal performance between the vertical slinky-loop heat exchanger and the horizontal slinky-loop heat exchanger is small (see Figure 6). Horizontal slinky-loop heat exchangers are found widely in the UK market, it is thought that this type of configuration can provide a better thermal performance than the vertical slinky-loop heat exchanger. However, this study shows that the maximum difference between these two configurations was just around 3.5% of heat extraction rate after 5 days of simulation. As the heating continued, the heat extraction rate came down to the same level; the difference was found to be less than 0.15% at the end of Day 60. It should be pointed out that the simulations were based on constant ambient conditions. In reality, the ambient conditions would have changed considerably during the operating period and the effects of the heat exchanger configuration (horizontal or vertical) and installation depth could be much larger than predicted using the constant conditions.



Hier noch ein Diagramm zum Vergleich der Leistung der beiden Varianten:



Der horizontale Kollektor brachte hier in den ersten 5 Tagen bis zu 3,5% mehr Leistung, nach 60 Tagen lag der Unterschied aber nur noch bei 0,15%, also praktisch gleiche Leistung. Es wird darauf hingewiesen, daß dies unter stationären Bedingungen berechnet wurde und im realen Leben größere Unterschiede auftreten könnten.

Genau das habe ich immer so gesagt, habe im Grabentool für den senkrecht verlegten Kollektor die mittlere Verlegetiefe, also die Mitte zwischen oberem und unterem Kollektorrand, als Vergleich zu einem horizontalen Kollektor verwendet. Sieht so aus als ob dieser Ansatz belastbar ist.

Hier noch ein nettes Bild zur Temperaturverteilung im waagerechten und senkrechten Graben:



Genau so sehen Bernds schöne Bilder aus, die er mit seinem leider nicht mehr verfügbaren Programm berechnet hat.

Grüße
Frank

Genau hier sehe ich den Vorteil, einen Profi wie nicijan zu beauftragen: 4m tiefe Gräben sind nicht gerade trivial zu erstellen und mit Rohren zu bestücken. Dazu ist wahrscheinlich schon einige Erfahrung notwendig, auch in der Abschätzung, ob der Boden dafür überhaupt geeignet ist. Aber auch bis 3m Tiefe ließe sich ein Design ähnlich des nicijan-Kollektors in Eigenleistung realisieren, allerdings dann ohne Redundanz. Und diese finde ich gerade bei Eigenleistung ohne viel Erfahrung wichtig.

Insofern mein persönliches Fazit, wenn ich selber bauen will:
- Habe ich viel Platz, dann nehme ich einen geraden Kollektor (Planungsaufwand und die Gefahr, Fehler zu machen, gering).
- Mit weniger Platz einen horizontalen Slinky-Kollektor mit einer Grabentiefe, die die Arbeit im Graben erlaubt.
- Mit ganz wenig Platz oder Altbau und geeignetem Boden dann einen gemischten oder einen komplett vertikalen Slinky-Kollektor.

Will ich nicht selber bauen:
- Muss ich mir ein Unternehmen suchen, dass entweder einen Slinky-Grabenkollektor komplett nach meinen Vorgaben realisert.
- Oder ich beauftrage nicijan und bitte ihn, ein bisschen mehr Rohr und mehr Grabenlänge zu verwenden, als eigentlich von ihm vorgesehen. Dann klappts auch dauerhaft mit der Soletemperatur.
- Oder ich lasse bohren, wenn das erlaubt ist (bei mir zu Hause ist es wegen Wasserschutzgebiet nicht erlaubt...).

MaJen, Du merkst: Gegen das nicijan-Design habe ich grundsätzlich nichts (bis auf die fehlende Redundanz), ich habe nur ein Problem mit den teilweise an den sich sträubenden Haaren herbeigezogenen Argumenten, die nicijan bisher gegen den Slinky-Grabenkollektor gebracht hat.

Und ich bewundere die offene Art, mit der nicijan mit seinem Kollektor hier umgegangen ist. Wenn er dadurch Kunden gewonnen hat - wunderbar, jeder Erdwärmenutzer mit JAZ >= 4,5 ist mir lieber als alle anderen Heizungsvarianten. Nur seine Art, sich auf Kosten anderer profilieren zu wollen, sollte sich noch ändern.

In diesem Sinne hoffe ich auf eine konstruktive Diskussion.
Viele Grüße,
crink

Schön crink,

für die letzten drei Absätze gibbet einen großen grünen Zusatzdaumen von mir!

Nic kann hier richtig gut komerziell einsteigen, wenn er denn möchte. Er muss es halt erkennen und auch durchziehen.
Zu nics do-it-yourself Paket habe ich auch noch was geschrieben und exkanzler hat sogar schon starkes Interesse bekundet (wenn man zwischen den Zeilen liest).

Wahrscheinlich kämpft nic aktuell bis in die späten Abendstunden mit seinen Gräben und Rohren.
Die "Jahreströdler" werden ja langsam unruhig.

Zum Auftreten von nic hier fällt mir spontan crax ein.
Wenn ich da die aktuellen Beiträge mal vergleiche zu denen von vor ein paar Jahren...

Alles wird gut.


Grüße
Motzi1968

Hallo Frank,

sehr interessant, das Paper. Qualitativ gut nachvollziehbar, allerdings sind die dort zu findenden Annahmen nicht für D geeignet:
- Mittlere Tiefe der Kollektoren nur 1,2 m
- Angenommene Lufttemperatur von +5 Grad
- COP der WP von 3

Dann kann ich gleich eine Luft-WP benutzen und einen COP > 4 erreichen...

Trotzdem ist es sehr schön, durch diese Simulation eine Bestätigung dafür zu bekommen, dass horizontale Slinky-Grabenkollektoren mit den vertikalen praktisch leistungsgleich sind.

Ich denke nicht, dass die in D anderen Bedingungen einen wesenlichen Unterschied für das Ergebnis darstellen. Das Simulationsmodell berücksichtigt für UK folgende Werte:
- Lufttemperatur +5 Grad
- Bodentemperatur in 5 m Tiefe +10 Grad
- Temperatur auf unterer Kollektorebene +8 Grad
- Temperatur auf oberer Kollektorebene +6 Grad
- Temperatur am äußeren Rohrrand +1 Grad
- (Temperatur im Rohr also durchschnittlich 0 Grad)
- (Temperatur am warmen Ende (minimale Soleeingangstemp) also +1,5 Grad)
- (Temperatur am kalten Ende also -1,5 Grad)

Auf D (Potsdam, Februar 2013) bezogen würde sich bei einer Tiefe von 1 bis 2 m mit ansonsten gleichen Simulationsparametern dann ungefähr folgendes Bild ergeben:
- Lufttemperatur -2 Grad
- Bodentemperatur in 5 m Tiefe +8 Grad
- Temperatur auf unterer Kollektorebene +4,5 Grad
- Temperatur auf oberer Kollektorebene +2 Grad
- Temperatur am äußeren Rohrrand -2,8 Grad
- Temperatur im Rohr durchschnittlich -3,8 Grad
- Temperatur am warmen Ende -2,3 Grad
- Temperatur am kalten Ende -5,3 Grad

Ein bisschen knapp die Auslegung für lehmigen Sand, das Grabentool würde mehr Graben empfehlen. Im deutschen Fall würde allerdings noch ein wesentlicher Anteil latenter Energie hinzukommen, so dass die Leistung pro m höher als im englischen Modell sein dürfte - wenn kein statischer Zustand angenommen wird, sondern Wetteränderungen in das Modell aufgenommen werden. Bernd, wie wäre es mit einer detaillierten Simulation? ;-)

Viele Grüße,
crink

Hallo crink.
Als Ergänzung zu Deinem Beitrag vom 13.10. -Teil 2 - Flächenkollektor hier einige KONKRETE Angaben zu einer Direktverdampfer-Lösung:
Grundstücksbedarf: 131 m² minimal
Verlegetiefe: 80 cm
Das ergibt 105 m³
Anbindegraben WP 10 Meter (40 cm x 80 cm) rd. 4 m³
Gesamtaushub rd. 110 m³
Kosten ohne Eigenleistung (real - nicht geschätzt) € 1200 (vergangene Woche im Saarland abgerechnet)
COP-Wert: 5,0
Kurt

Moin Kurt,

wenn Du DV mit in den Vergleich aufnehmen willst, dann bitte mit vergleichbaren und vollständigen Werten:

- Wieviele Meter Rohr welcher Art werden für 6 kW Heizleistung verwendet?
- 131 m² Fläche minimal
- Länge 12 m * Breite 11 m, Tiefe 0,8 m, Aushub 106 m³
- Länge 20 m gerade Anbindung mit Breite 0,4, Tiefe 0,8 m, Aushub 6 m³
-> Gesamtaushub 112 m³
-> Erschlossenes Erdvolumen ohne Anbindung: 13 * 14 * 0,8 = 146 m³
-> ergibt geschätzte minimale Kältemitteleingangstemperatur: -4 Grad (Gibt es da von Dir Erfahrungswerte vom Ende Feb 2010, 2012 oder 2013?)
-> Eigenleistung nicht möglich
-> Kosten ohne Eigenleistung bitte inkl. allem, was für die Quelle bis zur WP nötig ist: Planung, Baggerarbeiten, Rohre, Verlegearbeiten, Verteiler, Anbindung an die WP.

COP ist an dieser Stelle uninteressant, wenn dann die JAZ - und die ergibt sich aus so vielen Faktoren, dass sie hier bewusst nicht in den Vergleich aufgenommen wird. Über die minimale Soleeingangstemperatur bzw. Kältemitteleingangstemperatur ist die Vergleichbarkeit der Quelle am ehesten durchführbar, deshalb kann DV nur in den Vergleich aufgenommen werden, wenn Du Belege dafür für eine unter obigen Umständen (Heizlast 6 kW, sandiger Lehm, Norm-AT -12 Grad) laufende DV-Anlage hast.

Interessant ist in diesem Zusammenhang noch, wieviel Grad eine Sole-WP im Wärmetauscher zwischen Sole und Kältemittel verliert, hat da jemand konkrete Werte?

Viele Grüße,
crink

Ich sehe da nichts falsches daran. Es gibt doch auch genug fälle wo gezielt nach einer LWP gefragt wird und dann ein Forumskollektor empfohlen wird. Ist doch das gleich oder? Ich finde das ist ein freies Forum wo jeder seine Meinung soweit sie den Forumsregeln und Gesetzen entspricht äusern können sollte. Im Gegensatz zu anderen Werbetreibenden Leuten hier im Forum hat er noch keine Karte bekommen (soweit ich weiss). Wenn ich das mit einem andern hier im Forum umtriebigen vergleich (der nie was konkretes sagen kann weil im die Grundlagen fehlen) sind seine Antworten meist hilfreich (nach meinem begrenzten Verständnis)

VG
Jürgen

Moin Jürgen,

wenn ein Thread-Opener explizit darum bittet, einen Diskussionsfaden nicht weiter zu verfolgen, damit sein eigentliches Thema nicht unter den Tisch fällt, dann bemühe ich mich schon, darauf Rücksicht zu nehmen.

Gerade Dein Beispiel der Luft-WP-Anfragen, denen dann ein Grabenkollektor vorgestellt wird, zeigt zwei typische Reaktionen: Entweder findet der Thread-Opener das Thema interessant und bittet um weitere Infos oder er schließt (evtl. nach kurzer Klärung der Sachlage) einen Grabenkollektor aus. In diesem Fall sollte aus Höflichkeit dann auch nicht weiter über den Grabenkollektor diskutiert werden - ich bemühe mich, das so durchzuhalten, aber immer bekomme ich das auch nicht hin...

Viele Grüße,
crink

Hallo,

wo bleibt "Nicijan" denn..., hier könnte er sich doch mal richtig austoben und in sachlicher Diskussion seine "Thesen" versuchen an den Mann zu bringen..?!

Gruß

Ich finde es trotzdem immer gut wenn neue Aspekte in eine Diskussion einfliesen. Es gibt ja schon auch einige die die Horizontalen Kollektoren besser befinden ohne jemals das so genau begründen zu wollen...

Problem ist, das solche Themen dann permanent meist arg aus dem Ruder laufen. Diesbezüglich gab es in der Vergangenheit unzählige Threads, wo nur über Vor - und Nachteile von Graben - und Vertikalkollektoren gestritten wurde.
Letztendlich ist damit dann niemanden mit geholfen, zumindest dann nicht, wenn dafür ursprüngliche Themeninhalte in den Hintergrund geraten.

crink. Alle relevanten Daten stehen in der technischen Beschreibung. Du musst Dir nur die Mühe machen mich anzumailen - dann bekommst du die Unterlagen.
Eigenleistungen sind nicht möglich (es handelt sich schließlich um Kälteanlagen)
Preisangaben wurden hier schon x-mal gepostet - einfach suchen.
Kurt

Hallo Kurt,

irgendwie missverstehen wir uns: Wenn Du DV in der obigen Vergleichsliste aufgenommen haben möchtest, dann musst Du die fehlenden Werte liefern, sonst ist keine objektive Vergleichbarkeit gegeben. Du bist der Profi, Du willst DV promoten und auf diesem Weg Kunden gewinnen und damit Geld verdienen - dann müssen die entsprechenden Informtionen auch von Dir kommen.

Viele Grüße,
crink

Ist schon irgendwie komisch, wie wenig konkret gewerbliche Anbieter werden, wenn es mal gefragt ist. Und dann noch mit COPS werben...
Da soll sich der Crink jetzt aus unzähligen threads die Preise zusammensuchen, dabei könnte Herr Gergen das einfach gleich miterledigen (ca.-Angaben reichen ja aus)- oder sind Preisnennungen für DV kontraproduktiv?

Du hast Recht, crink, es liegt ein Mißverständnis vor. Ich hatte nicht die Absicht in irgendeine Liste aufgenommen zu werden. Ich habe lediglich GEGENARGUMENTE (mit exakten Zahlen) gepostet damit der Ratsuchende Vergleiche anstellen kann.
Kurt

Hallo Kurt,

bitte liefere die exakten Zahlen vollständig, sonst ist keine Vergleichbarkeit gegeben und Du musst Dich dem Vorwurf stellen, hier mit verzerrten Argumenten werben zu wollen. Ich finde es ja gut, wenn weitere vergleichbare Erdwärmequellen der Aufzählung hinzugefügt werden, dann aber bitte korrekt.

Viele Grüße,
crink

Hey Kurt,

für 1200€ bekommst du in Bayern die Baustelleneinrichtung und den Verteilerschacht.

Kannst du mal sagen, was in den 1200 Öcken alles beinhaltet ist!

Gruß

1.200 Euro kann eigentlich nur der Erdaushub sein. Die Kupferkollis können in dem Preis nicht dabei sein. Und wie schonmal gesagt. Auf 80cm verleg ich nichts. Was die Franzosen da machen is mir wurscht.

franke: ich habe klar geschrieben ERDARBEITEN. D.h. Ausheben der notwendigen Fläche auf 80 cm und das Wiederverfüllen. Der ganze andere Rest ist im WP-Preis enthalten.
flo: Was Du machen würdest ist natürlich Deine Angelegenheit. Die Überheblichkeit: was die Franzosen machen ... spricht für sich. Lies Dir mal genau die Unterlagen durch´, mach mal ein Kälteseminar mit, dann wirst Du es vielleicht verstehen.
Kurt