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Ringgrabenkollektor für Anfänger
Verfasser:
crink
Zeit: 26.03.2018 10:42:09
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2633464
Hallo,

eine Sole-Wärmepumpe in Verbindung mit einem Ringgrabenkollektor bietet eine sparsame, kostengünstige und umweltfreundliche Heizung. Soll der Ringgrabenkollektor in Eigenleistung realisiert werden, fällt der Einstieg ins Thema manchmal schwer.

Prinzip: Der Ringgrabenkollektor ist eine schmale und lange Spezialform des Flächenkollektors und wird in ca. 1,5 m Tiefe im Idealfall einmal rund um das Grundstück herum verlegt. Die Rohre, die alle gemeinsam direkt übereinander in einen einzigen Graben in Schlaufen verlegt werden, sind mit einem Wasser-Sole-Gemisch gefüllt und entziehen dem Erdreich während der Heizperiode Wärme, die dann ins Haus transportiert und durch die Wärmepumpe auf ein für die Heizung nutzbares Niveau angehoben wird.

Ablauf:
1. Planung
2. Vorhaben bei der Unteren Wasserbehörde anzeigen/beantragen
3. Baggerfahrer und Heizungsbauer finden
4. BAFA-Förderung beantragen
5. Material bestellen
6. Ringgrabenkollektor realisieren (lassen)
7. Im Neubau-Fall direkt danach mit dem Hausbau beginnen
8. Hauseinführung, Befüllen und Inbetriebnahme

Planung: Für die Planung eines Ringgrabenkollektors muss die Heizlast des Hauses und die Bodenart in 1,5 m Tiefe bekannt sein. Mit diesen Eingabeparametern und dem Standort gefüttert kann der TrenchPlanner zur Gartenplanung verwendet werden. Hier werden zuerst die sowieso auf dem Grundstück geplanten/vorhandenen Objekte eingezeichnet (Haus, Garage, Einfahrt, Terrasse, gepflasterte Wege, Frischwasserrohr, Abwasserrohr, schon vorhandene Bäume, Gartenhaus, ...).

Als nächstes werden dann der kalte und der warme Soleverteiler im Haus an der Außenwand in der Nähe der Wärmepumpe platziert. Und nun können Teilstücke des Grabens geplant werden. Im Neubau vorzugsweise "Kollektor waagerecht", bei sehr engen Grundstückssituationen evtl. "Kollektor senkrecht". In unmittelbarer Hausnähe müssen die Solerohre ohne Entzug geplant werden (gedämmt), das sind die "Anbindungsrohre".

Ist ein erster Entwurf fertig, sollte dieser mit anderen Personen mit Ringgrabenkollektor-Erfahrung besprochen werden - vorzugsweise hier im Forum des Haustechnikdialogs. Dafür muss der TrenchPlanner-Entwurf auf dem Server gespeichert werden (Menu "Datei" -> "Server speichern") und der resultierende URL hier im Forum angegeben werden - zusammen mit einer kurzen Beschreibung der Rahmenbedingungen.

Vorhaben bei der Unteren Wasserbehörde anzeigen/beantragen: Da die Situation je nach Region sehr unterschiedlich ist muss auf jeden Fall erstmal mindestens einen Monat vor Bau des Kollektors telefonisch Kontakt aufgenommen und nach den Auflagen für Realisierung eines Flächenkollektors gefragt werden. Typisch sind 1 m Abstand zur Grundstücksgrenze und eine Sole mit maximal Wassergefährdungsklasse 1. Oft wird auch ein Druckwächter und ein Drucktest vor Inbetriebnahme verlangt.

Baggerfahrer und Heizi finden: Entweder wird ein Angebot mit Realisierung aus einer Hand gewählt, so dass sich der Heizi um alles kümmert. Leider gibt es in D noch nicht viele Heizis, die eine Ringgrabenkollektor-Komplettrealisierung anbieten - aber es werden immer mehr. Wird der Ringgrabenkollektor in Eigenleistung realisiert, sollte mit dem Heizi eine saubere Schnittstelle definiert werden sowohl für den Einbau als auch für die Fehlersuche bei Betrieb.

Der Baggerfahrer sollte einen möglichst großen Bagger mitbringen mit Baggerschaufelbreite in Grabenbreite. Abrechnung am besten auf Stundenbasis, da bei Pauschalangeboten oder Abrechnung nach Aushub meistens höhere Preise resultieren. Im Neubaufall kann der Bagger direkt nach den Arbeiten für den Ringgrabenkollektor mit dem Aushub der Kellergrube oder der Vorbereitung der Bodenplatte weitermachen.

BAFA-Förderung beantragen: Im Neubau mindestens 4000 EUR, im Altbau mindestens 6000 EUR - mit Flächenheizung und einer prognostizierten JAZ ab 4,5. Oft kann zusätzlich der Lastmanagement-Bonus beantragt werden (500 bzw. 750 EUR). Der BAFA-Antrag muss vor Beauftragung des Heizis und Beschaffung des Materials gestellt werden.

Material bestellen: Für einen EFH-typischen Ringgrabenkollektor sind 2 - 4 Ringbunde PE-RC-Rohr mit je 300 m Länge und 32 mm Außendurchmesser erforderlich. Es gibt viele Rohrlieferanten, die solche Ringbunde für ca. 1 EUR pro Meter anbieten. Die Soleverteiler müssen einzeln absperrbare Kreise haben und werden normalerweise im Haus direkt neben der Hauseinführung angebracht. Als Sole der Wassergefährdungsklasse 1 kann ein Gemisch entweder auf Basis von Monoethylenglykol oder Ethanol verwendet werden. Es gibt Anbieter, die Rohr, Soleverteiler und Solekonzentrat im Paket anbieten (zusammen mit zusätzlich notwendigem Kleinkram wie Kabelbinder, Markierungsspray, Warnband, Schutzschlauch oder Hauseinführung).

Die Wärmepumpe wird normalerweise über den Heizi bezogen. Durch Eigenimport kann Geld gespart werden, wenn der Heizi mitmacht.

Ringgrabenkollektor realisieren (lassen): Entweder kümmert sich der Heizi um alles. Ansonsten müssen diese Schritte durchgeführt werden:
- Grabenverlauf möglichst genau markieren
- Baggerfahrer einweisen
- Mit zwei Helfern das Rohr hinter dem Bagger her in Schlaufen in den Graben legen. Dabei das Ringbund aufrecht in den Graben stellen, eine Schlaufe fallen lassen, das Ringbund zur nächsten Schlaufenposition vorrollen und die Größe der vorigen Schlaufe durch Bewegung des Ringbundes auf der Stelle in der Größe anpassen. Mit Kabelbindern fixieren.
- Graben mit dem Bagger wieder verfüllen. Dabei dürfen keine Steine mit mehr als 2 cm Durchmesser auf das Rohr fallen gelassen werden.
- Die erste Erdschicht, die direkten Kontakt zu den Rohren hat, am besten mit viel Wasser einschlämmen.
- Sobald 50 cm Erdreich über den Rohren liegen kann mit einer Rüttelplatte verdichtet und das Warnband verlegt werden.
- Wenn der Graben komplett verfüllt wurde ein paar Mal mit dem Bagger drüberfahren.

Am besten viele Realisierungsberichte lesen, so wird klar, auf was geachtet werden muss.

Im Neubau-Fall direkt danach mit dem Hausbau beginnen: Erst der Kollektor, danach das Haus. Nur so ist genügend Platz für die großen Aushubmengen auf dem Grundstück vorhanden. Nach dem Bau des Kollektors kann der Bagger direkt mit dem Aushub der Kellergrube bzw. mit der Vorbereitung der Bodenplatte weitermachen.

Hauseinführung, Befüllen und Inbetriebnahme: Wenn das Haus steht werden die Solerohre durch die Kellerwand bzw. durch die Bodenplatte in das Haus geführt. Hierbei kann, je nach Eigenleistungswunsch, der Heizi helfen, wie auch bei der Montage des Soleverteilers, Anschluss der Wärmepumpe, Befüllen mit Sole und Inbetriebnahme.

Weitere Informationen:
- Ablaufplanung im Detail
- Support-Thread für Ringgrabenkollektoren
- Ringgrabenkollektor-Homepage
- Basisinfos von dyarne

Viele Grüße
crink

Verfasser:
Hansim
Zeit: 30.11.2018 16:07:38
0
2713527
Hallo zusammen
ich hänge mich jetzt mal hier dran nachdem ich schon kreuz und quer gelesen habe.
Mein Projekt ist ein 1 familienhaus freistehend Bj 1963 2Stockwerke 120qm ölbeheizt.
Bisher bewohnt von 2 alten Leutchen die haben geheizt dass die Bude wackelt. Verbrauch ca.2000l WW.mit e-Boiler.
Das Grundstück ist 600qm grosss und mit Bagger max 4m breite befahrbar. Der Garten wird eh neu angelegt.
Es geht mir jetzt darum eine Firma zu finden die das ganze mit von mir gestellten Helfern über die Bühne bringen kann. Bagger mit Fahrer kann ich besorgen.
Das ganze findet im Neckartal zwischen Heilbronn und Heidelberg statt.
Im übrigen wird eine FB nachgerüstet Aufbau max. 5-6 cm.

Vielleicht kriegen wir eine Musteranlage hin und das ganze nimmt endlich auch fahrt auf.

Verfasser:
crink
Zeit: 30.11.2018 18:26:54
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2713593
Moin Hansim,

bitte eröffne einen eigenen Thread für Dein Projekt, denn dieser Thread ist nur für allgemeingültige Infos für alle Ringgrabenkollektor-Interessenten gedacht. Das Ziel ist es, hier möglichst kompakt alle relevanten Informationen zu bieten.

Viele Grüße
crink

Verfasser:
crink
Zeit: 17.05.2019 13:46:19
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2786619
Moin,

das Thema Heizungshydraulik gehört zwar nicht direkt zum Ringgrabenkollektor, trotzdem profitiert eine Wärmepumpe massiv von der Beachtung prinzipieller Grundlagen:
Zitat von crink Beitrag anzeigen
Leider sind diese Grundlagen nicht allen Heizungsbauern bekannt, deshalb wundere Dich nicht, falls Du auf Unverständnis stößt ("ham wa imma schon so gemacht"). In diesem Fall verweise Deinen Heizi hier ans Forum, wir freuen wir uns schon auf die Diskussion.

- FBH bzw. Flächenheizung: Damit werden niedrige Heizwassertemperaturen und ein komfortables Wohnklima erreicht. Je niedriger die Heizwassertemperatur, desto sparsamer die Wärmepumpe und desto besser funktioniert der Selbstregeleffekt (-> siehe keine ERR).

- Kein Puffer: Ein Heizwasserpuffer mit paralleler Einbindung wirkt als hydraulische Weiche und wird von Heizungsbauern gerne verbaut um ERR-Probleme (-> siehe keine ERR) zu beseitigen. Da die ERR überflüssig sind wird auch der Puffer nicht gebraucht. Argumente wie "zur Überbrückung der Sperrzeiten", "um Wärme zu speichern" sind hinfällig, da die Wärmespeicherkapazität eines typischen Heizwasserpuffers um Größenordnungen unter der Wärmespeicherkapazität des Estrichs liegt.

- Keine ERR: Einzelraumregelungen schalten nur komplett an oder komplett aus. Das ist in Verbindung mit einer trägen Flächenheizung und niedrigen Heizwassertemperaturen kontraproduktiv, der Selbstregeleffekt erreicht mehr: Je wärmer die Luft im Zimmer, desto weniger Wärme kann an die Luft abgegeben werden, desto weniger Wärme verliert das Heizwasser in diesem Zimmer, desto wärmer kommt das Heizwasser zur Wärmepumpe zurück, desto weniger wird nachgeheizt.

ERR verbrauchen 2-3 Watt dauerhaft in einem der beiden Schaltzustände. Bei 10 ERR und durchschnittlich 5 aktiv ergibt das über eine Heizperiode von 4000 Stunden insgesamt 50 kWh Stromverbrauch - vollkommen überflüssig. Bei Nutzung von ERR brauchst Du eine Lösung, was das Heizwasser machen soll wenn alle ERR zu sind. Entweder einen Puffer (-> siehe kein Puffer) oder ein Überströmventil (-> siehe kein Überströmventil).

Das Weglassen der ERR widerspricht momentan leider den Bauvorschriften, man kann sich aber von der ERR-Pflicht per Antrag befreien lassen. Falls Dir das zu aufwändig ist sieh nur die Verkabelung für die ERR vor, so dass jederzeit nachgerüstet werden kann.

- BKA (Betonkernaktivierung): In den Beton der Zwischendecken werden direkt Heizungsrohre verlegt, so dass nicht nur der Estrich, sondern der gesamte Beton als Speicher und Wärmeabgabefläche dient und hilft die Heizwassertemperaturen weiter zu senken. Mit wenig Aufwand lässt sich hier viel erreichen, wenn das Thema von vorn herein bei der Planung des Hauses mit bedacht wird.

- Bad-WH (Wandheizung): Für das Bad wird oft eine höhere Temperatur als für den Rest des Hauses gefordert - bei gleichzeitig relativ wenig Platz auf dem Fußboden, weshalb hier eine Fußbodenheizung oft nicht ausreicht, um bei niedriger Heizwassertemperatur genügend Wärme ins Bad zu bekommen. Deshalb empfehlen einige Heizis Handtuchheizkörper, die aber in einem System mit Flächenheizung (-> siehe FBH bzw. Flächenheizung) nichts zu suchen haben. Statt dessen lieber eine Wandheizung ins Bad. Und gedämmte Innenwände zu den anliegenden Räumen, damit das Bad nicht auch noch die umliegenden Räume mit heizt.

- Kreislängen: Die Auslegung der Flächenheizung klappt am besten, wenn alle Kreise ungefähr gleich lang sind (um die 80 m) bzw. zwischen 60 und 100 m, dann klappt der hydraulische Abgleich (-> siehe Abgleich) leichter und die Gefahr eines thermischen Kurzschlusses (-> siehe kein Überströmventil) ist geringer.

- Abgleich: Der hydraulische Abgleich ist für die BAFA-Förderung vorgeschrieben, wird aber manchmal sehr stiefmütterlich behandelt. Deshalb nach Einzug die ersten zwei Winter selber einen thermischen Abgleich durchführen. Der Abgleich ist nur dann gut durchführbar wenn die Kreislängen nicht zu unterschiedlich sind (-> siehe Kreislängen).

- Keine Zirkulation: Das ständig (oder periodisch) zirkulierende Warmwasser ist Energieverschwendung und eine verkappte Zusatzheizung des Hauses - auf einem Temperaturniveau, das die Wärmepumpe mit schlechterem Wirkungsgrad zur Verfügung stellt. Stattdessen den Warmwasserspeicher möglichst nah an die Zapfstellen platzieren, an denen schnell Warmwasser zur Verfügung stehen soll. Im EFH eigentlich immer planbar.

- Kein wassergeführter Ofen/Kamin: Das macht die Heizungshydraulik kompliziert und erfordert einen Puffer für das Heizwasser (-> siehe kein Puffer). Nimm lieber einen luftgeführten Ofen/Kamin mit geringer Leistung (sonst überhitzt der Aufstellraum bei moderner Dämmung sehr schnell) und großer Speicherkapazität.

- Kein Überströmventil: Zur Sicherstellung des erforderlichen Volumenstroms für den Betrieb einer Wärmepumpe wird manchmal ein Überströmventil verwendet (-> siehe keine ERR). Dieses erzeugt aber genau wie zu kurze Heizkreise einen Kurzschluss (-> siehe Kreislängen) und sorgt dafür, dass lange Heizkreise unterversorgt werden und die Takte der Wärmepumpe zu kurz werden, was der Lebensdauer der Wärmepumpe schadet.

- Korrekte Dimensionierung: Eine zu große Wärmepumpe mit Sicherheitsreserven verbraucht mehr Strom und hat durch öftere Ein/Ausschalt-Vorgänge eine kürzere Lebensdauer. Außerdem ist sie teurer und benötigt eine teurere Quelle. Deshalb lege die Wärmepumpe möglichst exakt auf die seriös berechnete Heizlast aus und plane in Bezug auf das Warmwasser keinen übertriebenen Zuschlag ein. Hier im Forum haben sich 100 W pro dauerhaftem Bewohner als Warmwasserzuschlag bei vielen Projekten bewährt (-> siehe keine Zirkulation).

Zu jedem einzelnen der genannten Themen findest Du hier im Forum haufenweise Threads, die genauer auf die Problematik eingehen bzw. bei denen fertige Häuser ihre Probleme offenbaren.

Also spare das Geld für Heizwasserpuffer, ERR, Überströmventil, Einbindung des Kamins, Zirkulation und zu große Wärmepumpe und investiere es lieber in eine Flächenheizung mit genügend Kreisen, eine saubere Berechnung Heizlast und der Flächenheizung inkl. Kreislängen, eine Wandheizung im Bad und in BKA. Dann erreichst Du eine Heizungshydraulik, die maximal Heizkosten spart und die Wärmepumpe schont.


Viele Grüße
crink

Verfasser:
gnika7
Zeit: 01.08.2019 10:05:18
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2809187
Um die Argumentation mit HBs gegen den Heizungspuffer zu erleichtern, kann man auf die Ergebnisse des WP-Monitorings der Experten von Fraunhofer verweisen

Am effizientesten schnitten Wärmepumpen mit direkter Heizkreisbeladung, also ohne Pufferspeicher, ab.

Und JA, diese Aussage ist dort tatsächlich explizit FETT hervorgehoben.

Grüße Nika

Verfasser:
ATRA
Zeit: 14.08.2019 19:26:43
0
2813105
Hallo Forumteilnehmer,
ich plane ein Ringgrabenkollektor a la AlexNB2016. Das Grundstück, wo der Ringgraben entstehen soll, liegt ebenfalls in einem Trinkwasserschutzgebiet IIIB. Bei den Formalitäten zu der Genehmigung werde ich auf die Erfahrung von Alex zurückgreifen. An dieser Stelle erstmal vielen Dank für die vielen Infos an AlexNB2016 und den anderen Forumteilnehmer.
Zu meinem Vorhaben:
Neubau im LK Cuxhaven, Holzrahmenbau mit Flachdach, 183 qm Wohnfläche, überall Fussbodenheizung, so wie hier im Forum diskutiert. Die Heizlast beträgt anhand der EnEV Werte (Transmissionswärmeverlust 0,175 W(qmK), Umfassungsfläche 641,03, Bruttovolumen 760,18 cbm) und EnEV Heizlastabschätzung im Trenchplaner rund 4381 W. Ich überlege die NIBE F1255 mit integriertem Warmwasserspeicher zu nehmen. Ich habe mich im Trenchplaner versucht und komme leider auf weniger Leistung durch den Graben als ich tatsächlich benötige. Crink, vielen Dank für Deinen Verbesserungsvorschlag, der mich optimistisch stimmt und mit dem ich gerne hier im Forum weiterarbeiten würde.
Hier der Link
https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=dFtnG5PwE3jig1y5UdmQ
Ich habe etwas Angst, dass der Graben nicht die Leistung bring, die ich brauche. Daher bin ich für Vorschläge sehr dankbar! Ein Kollege hat sich die Idee des Ringgrabenkollektors angehört und schaut erstmal wie sich alles entwickelt.
Vielen Dank an dieser Stelle, dass es diesen Forum gibt. Ich am liebsten alle Ideen umsetzen, die hier diskutiert werden, leider bin ich kein Handwerker oder Technikfreak.
Grüße
HansH

Verfasser:
crink
Zeit: 14.08.2019 23:23:17
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2813192
Zitat von crink Beitrag anzeigen
Moin Hans[H],

bitte eröffne einen eigenen Thread für Dein Projekt, denn dieser Thread ist nur für allgemeingültige Infos für alle Ringgrabenkollektor-Interessenten gedacht. Das Ziel ist es, hier möglichst kompakt alle relevanten Informationen zu bieten.

Viele Grüße
crink

Verfasser:
Sven Krueger
Zeit: 11.09.2019 18:50:54
0
2823093
Hallo, habe unter dem Link mal unseren Ringgrabenkollektor geplant. Sowohl ich als auch Heizungsbauer sind da etwas unsicher ob das alles so passt. Vielleicht hast ja jemand ein paar Tipps und schaut ob wir irgendwas bedenken müssen. Danke, Sven

https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=62kP7iJvAcARQytQ1yJj

Verfasser:
winni 2
Zeit: 11.09.2019 19:01:31
0
2823099
Zitat von crink Beitrag anzeigen
Moin Hansim,

bitte eröffne einen eigenen Thread für Dein Projekt, denn dieser Thread ist nur für allgemeingültige Infos für alle Ringgrabenkollektor-Interessenten gedacht. Das Ziel ist es, hier möglichst kompakt alle relevanten Informationen zu bieten.

Viele Grüße[...]

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