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Einrohr-Grabenkollektor 4m tief - sinnvoll?
Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 07.07.2019 14:35:49
0
2800525
Hallo zusammen,

wir fangen gerade an den Wohnteil unseres Bauernhauses zu sanieren. Zentraler Punkt des ganzen ist natürlich auch die Heizung bzw. allgemein die Energieversorgung.
Nachdem zuerst alles auf Basis von Solarthermie und Holzofen geplant war, bin jetzt nochmal angefangen die (vermutlich bessere) Alternative zu planen -> PV+Wärmepumpe. Die PV Anlage könnte dann ca. 40kwp groß werden (60kwp passen aufs Dach, werden aber vom Netzbetreiber nicht zugelassen).

Das Haus wird zum KFW85 Haus saniert und wird später ca. 13KW Heizlast bei ca. 340m² Wohnfläche in 2 Wohneinheiten haben. Alles mit Flächenheizung auf max. 32-33°C VL Temperatur ausgelegt.
Für diese Heizlast habe ich jetzt 2 Angebote für Tiefenbohrungen, die den Rahmen auf jeden Fall sprengen würden. Es wären 3 Bohrungen á 100m notwendig um die Heizlast abzudecken und damit >20tsd €.
Deutlich besser wird vermutlich ein Grabenkollektor umsetzbar sein. Hinter dem Haus ist noch ausreichend Ackerfläche, die erschlossen werden kann.

Hier im Nachbarort gibt es eine Firma, die per Grabenfräse Rohre bis auf 4,5m Tiefe verlegen kann. Das Gerät ist kein klassischer Drainagepflug, sondern eine Fräse die einen Schlitz fräst und direkt im Anschluss wieder verfüllt (zusätzlich einspülen würde gehen). Meine Idee wäre nun mit der Fräse einen Einrohrkollektor zu bauen. Mit dem Trenchenplaner habe ich schon ein paar Varianten ausprobiert.

https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=kMEm7SpFyz6CKoSX2Lg1

(grau= Wege, Grün= Hecke, blau= Brunnen)

Aufrund des Druckverlustes müsste ich wohl 2 40er Rohre verlegen, wenn ich unter 0,35bar Druckverlust für den Kollektor bleiben möchte (der Wert ist mein bisheriger Informationsstand).
2 Rohre in einem Schlitz zu verlegen ist sicher nicht ganz optimal. Wie rechnet der Trenchenplaner wenn ich dort 2x40mm/400m Rohr einstelle? Passt das Ergebnis auch wenn ich die Rohre zusammen einfräse?

Und dann habe ich noch eine Frage zur Tiefe. Hilft es die kompletten, machbaren 4,5m auszunutzen oder sollte ich aufgrund der solaren Gewinne im Sommer eher flacher bauen?

Der Boden ist hier sehr sandig und komplett steinfrei. Der Grundwasserpegel ist eher flach. Wasser haben wir zum Teil schon bei 2m. Ab 3m ist es auf jeden Fall nass.
Standort ist Niedersachsen/Raum Osnabrück.

Vielen Dank schonmal für die Hilfe!!
Gruß Christian

Verfasser:
Peter_Kle
Zeit: 07.07.2019 15:42:16
0
2800547
Wenn es nass ist reicht das dicke 3m zu erschließen

Ansonsten ist bei Einrohr der Planer konservativ

Die Temperaturen sind also später viel besser.

Bei 10 kW Wärmepumpe wäre man bei 3x 300m 32 oder eben 2x 40

Verfasser:
winni 2
Zeit: 07.07.2019 16:59:50
2
2800574
Hi,

Du hast in Deinem Entwurf gelbe Leitungen genutzt.
Die sind gedämmt und gewinnen keine Leistung.
Besser "gerader Kollektor" wählen.

Wenn der Kollektor im Nassen liegt, ist das viel besser, als "trockener Sand"
und 300 Meter Rohre reichen.
Nimmst Du 400 Meter Rohre, muss der Graben bei gerader Verlegung
entsprechend lang werden.

Deinen Entwurf würde ich dann so verändern:
https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=WhzpxDXdkPC2c3BaWkTV

Die Heizlast wird real niedriger liegen, weil auch die Abschätzung im Trench-
planer berücksichtigt keine internen Wärmegewinne.
Mit einer üblichen, modulierenden ca. 12 kW Wärmepumpe kannst Du die
Fehlermeldung "Zu wenig/dünne/kurze Rohre" ignorieren.

Grüsse

winni

Verfasser:
lowenergy
Zeit: 07.07.2019 17:22:15
0
2800586
Jepp ... z.b. eine frequenzgeregelte Maschine aus der Serie ThermoTerra ... die F 14 kann lt. Hersteller Roth eine thermische Verdichterleistung von 2,5 - 13,6 kW.

Verfasser:
hbrockmann
Zeit: 07.07.2019 17:40:08
1
2800598
Zitat von Chris1985_02 Beitrag anzeigen
Hier im Nachbarort gibt es eine Firma, die per Grabenfräse Rohre bis auf 4,5m Tiefe verlegen kann. Das Gerät ist kein klassischer Drainagepflug, sondern eine Fräse die einen Schlitz fräst und direkt im Anschluss wieder verfüllt (zusätzlich einspülen würde gehen).

geradeaus wird mit so einer fräse gut gehen, aber wie zum teufel willst du um die ecken kommen?

ansonsten wäre der dann angebotenen preis hier mal interessant..

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 07.07.2019 17:40:39
0
2800599
Danke! :)

@winni:
und dann würdest du aber auch beide Kreise in den einen Graben verlegen? Das wäre dann nämlich auch eher unkontrolliert ob die Rohre aneinander liegen oder möglichst weit auseinander.

Die Fläche wäre auch groß genug um 400m Kreise zu bauen.
Hat ein größerer Kollektor eigentlich irgendwelche Nachteile (außer höheren Kosten für die Erstellung und ein bisschen höheren Betriebskosten für die zusätzliche Pumpenleistung)?

Wie die Fräse um die Ecke kommt ist eine gute Frage. Ich habe die Maschine selber noch nicht gesehen. Besichtigung steht noch aus ;)
Aber damit wird normaler Weise für Häuser und Grundstücke eine Drainage verlegt. Es muss also irgendwie ums Eck gehen. Die Queranbindung kann ich bis 3m Tiefe aber auch mit einem Bagger erstellen. Das wäre kein Problem.... man hat nur nicht all zu viel Zeit, weil der Schacht mit Wasser vollläuft.

Verfasser:
winni 2
Zeit: 07.07.2019 17:59:14
0
2800604
Das mit den unkontrollierten Rohren im Graben sehe ich gelassen.
Das ist in einer Erdwärmesonde im Prinzip genau so.

Ein längerer Kollektor hat nur Vorteile, ausser dem Preis.
Der höhere Pumpenstrom wird durch den höheren Wärmegewinn
überkompensiert.

Grüsse

winni

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 07.07.2019 21:28:50
0
2800676
Ich rufe morgen mal die Firma mit der Fräse an und werde mir das Teil mal ansehen. Dann gibt es hoffentlich auch eine Antwort auf die Frage wie man um die Kurve kommt.

Auf den Preis bin ich auch mal gespannt.

Verfasser:
Peter_Kle
Zeit: 07.07.2019 21:36:30
0
2800679
Zum Thema Länge...

Hier werden immer 300m oder 400m Rohr verlegt.... entweder in Slinkyform... ode rwer kann gerade.

Dabei muss die Pumpe immer 300/400m überwinden

Um die Pumpe nicht zu "überlasten" muss eben entsprechend der Leistung ( und durchsatz ) eine genügend großer Querschnitt da sein ( eben zB 3 x 32 Rohr... oder 2x40 )

Die reine Rohrlänge bleibt immer gleich

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 07.07.2019 21:54:51
0
2800686
So habe ich das jetzt auch für die Druckverlustberechnung betrachtet. Die Wärmepumpen in der Größe brauchen ca. 3m³/h und das dann aufgeteilt auf die Kreise.

Eine 400m Variante habe ich auch mal geplant:

https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=KTyrzH1znAoHlFsQDvfV

Verfasser:
winnman
Zeit: 08.07.2019 18:51:07
1
2800978
Frag doch mal ob die gleichzeitig in 4m Tiefe und zB in 2m Tiefe ein Rohr einbringen kann.

Dann könntest du ja 2 Kreise auf 2 verschiedenen Nieveous machen.

Verfasser:
winni 2
Zeit: 08.07.2019 19:11:16
0
2800985
Ja, gute Anregung, aber z.B. 3 und 2 Meter wäre auch schon toll.
Müssen keine 4 Meter sein.
Ich nehme mal an, je tiefer, desto teurer?

Grüsse

winni

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 08.07.2019 20:25:41
0
2801016
Ich habe Mittwoch Abend einen Termin bei dem guten Herrn. Das Gerät ist an einen 500PS Traktor angebaut. Wird also ordentlich Leistung brauchen. Nach der Kurvenfahrt habe ich heute schon gefragt. Das wird auf jeden Fall der Knackpunkt. Leichte Bögen sind kein Problem, alles andere muss ausgehoben und wieder eingesetzt werden.
Schaun wir mal. Das wird sich am besten direkt vor Ort mit der Zeichnung aus dem Planer klären lassen.
Ich vermute es wird einfacher die kompletten 4,5m Tiefe zu verlegen als wenn wir es flacher machen. Das Schwert der Fräse steht dann genau senkrecht in den Boden und ist am wendigsten.


Der Druckverlust bei 2x40x400m ist schon ziemlich hoch. Da lange ich incl. Wärmepumpe bei ca. 0,7bar und einer Pumpe, die dann etwas über 100W in dem Betriebspunkt braucht. Würdet ihr sagen, dass das noch ok ist, oder ist das zuviel?

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 08.07.2019 21:41:45
0
2801063
Eine Variante für große Maschinen könnte doch sicher auch sowas sein:

https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=46anWY6fqxIEzcZ9z2AA



Ich werde mit dieser und der Variante von Winni am Mittwoch ins Rennen gehen.
Vielen Dank nochmal an euch alle für die schnelle Unterstützung!!!

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 09.07.2019 07:34:41
0
2801116
Der Druckverlust bei 2x40x400m ist schon ziemlich hoch. Da lange ich incl. Wärmepumpe bei ca. 0,7bar und einer Pumpe, die dann etwas über 100W in dem Betriebspunkt braucht. Würdet ihr sagen, dass das noch ok ist, oder ist das zuviel?


Nein.
Mit welcher Spreizung hast du gerechnet?
Mit einer modulierenden WP kommst du ja nur ganz selten, wenn überhaupt, in den Bereich voller Leistung. Dann kannst du mit 5° Spreizung rechnen.
Die meiste Zeit hast du nur eine kleine Teillast < 50% und die Solepumpe läuft mit geringer Leistung.

Habe eine modulierende 12 kW Nibe 1255-12. Die habe ich auf ein festes dT von 5K eingestellt. Nach diversen Versuchen habe ich festgestellt, dass zwischen 4 und 5K nur ein ganz minimaler Unterschied in der Effizienz besteht. Das ist mit dem Kältemittel R407c. Mit R410A würde ich auf 4 bis 4,5K gehen.

Die 2x 400m 40er Rohr sind hydraulisch auf jeden Fall ausreichend.

Nachdem wir gestern früh Bodenfrost hatten und ein Tagesmittel von 10,4° läuft meine Heizung gerade mit 23 Hz. Die Solepumpe läuft bei 10%, zieht nur ein paar Watt.

Grüße
Frank

Verfasser:
winni 2
Zeit: 09.07.2019 10:45:18
0
2801177
Hallo Chris,

ich war von beengten Platzverhältnissen ausgegangen.

Ist der Platz da, finde ich Deine Variante einfacher umzusetzen
und würde die wählen.

Grüsse

winni

Verfasser:
Poeggsken
Zeit: 09.07.2019 12:11:40
0
2801218
Vielleicht kann der mit der grabenfräse auch einfach einen großen Kreis abfahren. Dann hast du keine scharfen Kurven mehr.
Oder ist dein Plan schon so gemeint?

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 09.07.2019 12:53:53
0
2801228
@Winni:
ich bekomme die ganze Fläche nicht im Planer abgebildet ;) Nach unten hätte ich noch 20m mehr Platz.

Ich denke fast auch, dass ein Kreis (falls machbar) auch gut wäre. So ein bisschen ging das schon in die Richtung. Morgen muss ich erstmal klären wie groß der Radius sein muss, damit die Fräse rum kommt.

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 10.07.2019 21:10:44
0
2801826
Es gibt ein paar News :)

Ob das Einfräsen im Kreis funktioniert klärt sich morgen. Das Gerät habe ich mir aber schon angesehen. Das ist ein gut 4m langes Schwert mit umlaufender Kette an einem Hubgerüst. Das wird also senkrecht in den Boden gelassen. Die Höhe kann per Laser gesteuert werden womit auch Gefälle machbar wären. Das PE Rohr wird dann hinter der Kette in einem Schacht bis nach unten geführt. Auf 2 Höhen einfräsen würde vielleicht gehen, wird aber dann Bastelei. Ich würde das glaube ich beides auf eine Höhe einbringen.

300m PE Rohr auf voller Tiefe incl. Gefälle oder Steigung einfräsen liegt bei ca 4000eur.
Angebote für Tiefenbohrungen mit der Leistung (bzw. weniger) liegen bei dem 5 bis 6-fachen.


Dann habe ich heute noch unseren Motorbohrer verlängert um Testbohrungen zu machen. Ein Loch habe ich vorhin noch geschafft. Wir haben ab 2,1m Grundwasser. Bei 2m wird der Bohrlochgrund feucht. Sieht also sehr gut aus. Ich werde in den nächsten Tagen nochmal an 2 anderen Stellen bohren, aber sehr wahrscheinlich wird das Ergebnis ähnlich sein.

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 11.07.2019 08:28:56
1
2801882
4.000 Euro ist schon eine Menge.
Mit einem Minibagger den du selbst fährst kannst du das meiste davon einsparen.

Der Qualitätsunterschied ist nicht so gigantisch. Im Vergleich zu dem 4m tiefen Graben würde deine nach Entzug gewichtete mittlere Soletemperatur mit einem 2m Graben nicht mehr als zwischen 1 und 2° tiefer liegen.
400m auf 2m wären ganz dicht dran an 300m auf 4m.

Grüße
Frank

Verfasser:
HFrik
Zeit: 11.07.2019 08:36:00
0
2801886
Das ist richtig, aber 400m mit nem minibagger auf 2m ausheben dauert auch....


Ansonsten wäre ein Referenzgraben in 4m Tiefe auch mal interesseant, wenn der TE gute Messdaten bereitstellt, um die Unterschiede zwischen 2 und 4m validieren zu können. Spannend wäre es wenn der 4m graben stabil im plus bliebe, dann könnte sich der Invest rechnen (reinwasseranlage) - das ist aber schwierig und nicht unbedingt wahrscheinlich.

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 11.07.2019 09:17:55
0
2801903
Ich bin gerne bereit euch mit Daten zu versorgen, wenn es jetzt umsetzbar ist.
Die ganze Haustechnik wird auf KNX basieren. Die Möglichkeit Temperaturen permanent zu messen und zu loggen ist da.
Gibt es außer der Vor- und Rücklauftemperatur noch mehr interessante Werte?

Ich hab auch schon überlegt zu baggern. An einen (auch großen) Bagger käme ich günstig ran. Aber ich habe echt große Bedenken, dass auch ein 2 oder 2,5m tiefer Graben nicht stabil bleibt, bis das Rohr drin ist. Selbst wenn ich abschnittsweise vorgehe. Das Bohrloch fing gestern auch direkt an unten im Wasser zusammen zu fallen. Bis 2m ist stabil, dann nicht mehr.
Außerdem käme es mir gang gelegen, wenn ich mit 300m Rohr klar komme. Das machts auf dem Acker etwas einfacher.

Der größte, zeitliche Aufwand ist wohl das Einmessen der Lasersteuerung. Wenn ich einfach nur eine Tiefe einstelle und mir es dann egal ist, wenn ich die Bodenwellen auch im Kollektorrohr habe, gehts schneller.
Meint ihr dass das notwendig ist das Rohr im Boden genau in Waage oder einem definierten Gefälle zu haben? Das einzige Thema ist ja die Entlüftung. Zum Kellereingang gehts eh von 4m auf 2m auf 1,5m hoch. Der ist also der höchste Punkt.

Bzgl. des Rohres.... Gibt es irgendwo eine Bezugsquelle wo ich auch Zwischenlängen bekommen kann? 330 oder 350m?

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 11.07.2019 09:48:54
0
2801923
Der größte, zeitliche Aufwand ist wohl das Einmessen der Lasersteuerung. Wenn ich einfach nur eine Tiefe einstelle und mir es dann egal ist, wenn ich die Bodenwellen auch im Kollektorrohr habe, gehts schneller.
Meint ihr dass das notwendig ist das Rohr im Boden genau in Waage oder einem definierten Gefälle zu haben?


Das ist total überflüssig. Das Rohr kannst du am Hang verlegen oder auf einer Buckelpiste rauf und runter oder mal 3, mal 5m tief, ist völlig egal. Dafür würde ich nicht eine Sekunde und nicht einen Euro aufwenden.

Die Entlüftung ist vollkommen problemlos wenn du beide Kreise einzeln absperrbar machst.

Grüße
Frank

Verfasser:
hbrockmann
Zeit: 11.07.2019 18:45:24
0
2803110
Zitat von Chris1985_02 Beitrag anzeigen
Ich hab auch schon überlegt zu baggern. An einen (auch großen) Bagger käme ich günstig ran.

dann bist du eigentlich in der besten ausgangslage für einen "normalen" rgk in 1,5-2m tiefe..


https://grabenkollektor.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de/trenchplanner.html?id=tND19uc4IbzuoAnvz3Eo
oder halt auch senkrecht runter wenn der andere platz frei bleiben soll..

Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 12.07.2019 17:07:48
0
2803400
Eigentlich wollte ich nicht so viel Erde bewegen. Die Fräse verfüllt einen Teil direkt wieder beim Verlegen. Dazu würde ich dann ggf. noch mit Wasser alles einspülen. Aber auch die zweite Testbohrung gestern hat auf 2,2m so viel Wasser gebracht, dass ich direkt mit einem Behälter Wasser hochholen konnte :) Daher vermute ich, dass ich nichts einspülen muss.

Ich habe allerdings ein ganz anderes Problem. Heute Nachmittag habe ich die untere Wasserbehörde angerufen um rauszufinden wie ich so einen Kollektor bei denen anzeigen muss. Dabei wurde ich dann auf folgendes Dokument verwiesen:

https://www.umwelt.niedersachsen.de/download/6460/GeoBerichte_24_Leitfaden_Erdwaermenutzung_in_Niedersachsen_-_Rechtliche_und_technische_Grundlagen_Oktober_2012_.pdf

Alles eigentlich kein Problem bis auf einen Punkt:

- Es ist ein Abstand von 1m zur Grundwasseroberfläche zu halten. Das kann ich ja komplett vergessen wenn ich bei 2m Grundwasser habe. Ebenso die 4m Variante. Ich darf nicht ins Grundwasser.
Gibts da Verfahren um das zu umgehen? Das Thema ist das Glykol mit WGK 1. Gibts da Alternativen?

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Einrohr-Grabenkollektor 4m tief - sinnvoll?
Verfasser:
Chris1985_02
Zeit: 12.07.2019 17:07:48
0
2803400
Eigentlich wollte ich nicht so viel Erde bewegen. Die Fräse verfüllt einen Teil direkt wieder beim Verlegen. Dazu würde ich dann ggf. noch mit Wasser alles einspülen. Aber auch die zweite Testbohrung gestern hat auf 2,2m so viel Wasser gebracht, dass ich direkt mit einem Behälter Wasser hochholen konnte :) Daher vermute ich, dass ich nichts einspülen muss.

Ich habe allerdings ein ganz anderes Problem. Heute Nachmittag habe ich die untere Wasserbehörde angerufen um rauszufinden wie ich so einen Kollektor bei denen anzeigen muss. Dabei wurde ich dann auf folgendes Dokument verwiesen:

https://www.umwelt.niedersachsen.de/download/6460/GeoBerichte_24_Leitfaden_Erdwaermenutzung_in_Niedersachsen_-_Rechtliche_und_technische_Grundlagen_Oktober_2012_.pdf

Alles eigentlich kein Problem bis auf einen Punkt:

- Es ist ein Abstand von 1m zur Grundwasseroberfläche zu halten. Das kann ich ja komplett vergessen wenn ich bei 2m Grundwasser habe. Ebenso die 4m Variante. Ich darf nicht ins Grundwasser.
Gibts da Verfahren um das zu umgehen? Das Thema ist das Glykol mit WGK 1. Gibts da Alternativen?
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