Erdwärme mit Flächenkollektoren auf Sandboden sinnvoll?

Diskutiere Erdwärme mit Flächenkollektoren auf Sandboden sinnvoll? im Heizung 1 Forum im Bereich Haustechnik; Hallo Forum, wir planen im Frühjahr mit dem Neubau es EFHs. Das Grundstück ist 700 m2 groß und für die Erdwärmeflächenkollektoren bleiben etwa...

  1. #1 vincentspread, 24. November 2012
    vincentspread

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    Hallo Forum,

    wir planen im Frühjahr mit dem Neubau es EFHs. Das Grundstück ist 700 m2 groß und für die Erdwärmeflächenkollektoren bleiben etwa 350 m2. Das Haus hat eine Wohnfläche von 160 m2 + Keller (40 m2 beheizt). Wir planen ein sehr gut isoliertes Haus und werden energetisch irgendwo zwischen Effizienzhaus 55 und 70 landen. Wenn man bedenkt, dass bei einen Energieeffizienzhaus 55 der Heizwärmebedarf bei 15W/m2 liegt, werden wir wohl mit Warmwasser bei 30W/m2 ankommen. Bei 200 m2 Heizfläche ergibt sich ein Bedarf von 6 kw.

    Ich bin von Erdwärme überzeugt, aber wie sich herausgestellt hat, haben wir leider Sandboden hier in der Nähe von Regensburg und vom Grundwasser ist auch nichts zu sehen.

    Laut diverser Fachliteratur gibt Sandboden nur 10 W/m2 her. Also bräuchte ich 600 m2 um die 6kw zu erreichen.

    Sehe ich das richtig? Ist Erdwärme bei mir sinnvoll?

    Viele Grüße und schon mal Danke für die Antworten
    Vincent Spread
     
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  3. R.B.

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    Gibt es ein Bodengutachten?
    Wie tief hat es Sandboden? Es könnte ja sein, dass es in 2m Tiefe wieder ganz anders aussieht.

    Wichtig ist erst einmal eine ordentliche Heizlastermittlung nach EN12831. Mit x W/m2 kann man höchstens mal grob abschätzen. Ich könnte mir gut vorstellen, dass die Heizlast auch noch niedriger liegt als 6kW. Bei hoch gedämmten Häusern spielt auch die Lüftung eine wichtige Rolle, daher auch mal über KWL mit WRG nachdenken. Dadurch kann man einen nicht unerheblichen Teil der Lüftungsverluste kompensieren.

    Sandboden und dazu noch trocken, das sind denkbar schlechte Voraussetzungen für einen WP-Kollektor. Andererseits stehen Dir 350m2 zur Verfügung, damit kann man schon etwas anfangen. Wer weiß, vielleicht kann man auch einen Graben(kollektor) "bauen" und weitere Flächen erschließen an die Du noch gar nicht gedacht hast.

    Bei einem Kollektor für eine WP muss man auch mal unkonventionell denken. Letztendlich ist es fast egal wie ich die Rohre in den Boden bringe, Hauptsache ich erschließe möglichst viel Erdreich und habe eine möglichst große Tauscherfläche. Vereinfacht gesagt, Du könntest die Rohre auch ein paar Mal um´s Haus wickeln. ;)

    Gruß
    Ralf
     
  4. #3 vincentspread, 24. November 2012
    vincentspread

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    Hallo Ralf,

    danke für die rasche Antwort.

    Wir haben am Grundstück mit dem großen Bagger zwei Löcher ausgehoben, jeweils etwa 2mx2m und 2m tief, durchweg nur trockener Sand.

    Ja, die Heizlast muss natürlich genau berechnet werden, aber allzu weit sind von 6 kw wird diese nicht entfernt sein. Eine zentrales Lüftungssystem mir WRG ist eingeplant.

    Haben uns überlegt, ob wir für große Teile der nicht den Sand zu Degel (Ton) ersetzen. Bei uns im Nachbardorf gibts keinen Sand, sondern diesen feuchten Ton (Degel genannt) im Boden. Wir öffnen den Boden bis zu einen 1,70 m, dann 50cm Degel drauf, dann die Schläuche für die WP, dann ein bisschen gesiebten Sand (5 cm) und nochmal 20 cm Degel. Abschließend 70 cm Sand und obendrauf 30 cm Humus.

    Was meint Ihr, würde das was bringen?

    Gruß
    Vincent
     
  5. planfix

    planfix Gast

    lass eine regenwasserrigole über deinem erdkollektor anlegen, damit gibts immer bei regen frischwasser.
    ansonsten sammelt sich auch tauwasser, wenn der kollektor arbeitet.
    außerdem arbeiten DV kollektoren ergiebiger als sole.
     
  6. R.B.

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    Das würde sicher etwas bringen, produziert aber ordentlich Aufwand. Zudem ist fraglich, wie lange sich die Feuchtigkeit dann in dieser Schicht hält.

    Anhand Deiner Daten vermute ich, dass die Heizlast eher unter 6kW liegen wird, hatte ich ja oben schon angemerkt. Wenn Du noch viel Rohr spendierst, dann könnte das trotzdem klappen. Mag sein, dass die Soletemperatur 1 oder 2K niedriger liegt als bei optimalem Boden, aber das ist zu verschmerzen. Die Auswirkung auf die JAZ spielt sich irgendwo im Nachkommastellenbereich ab.

    Die typ. 10W/m2 sind nichts anderes als ein Pauschalwert den man für eine erste Abschätzung heranziehen kann. Das bedeutet nicht, dass bei 11W/m2 die Welt untergeht. Ich bin zwar auch kein Freund von extremen Entzugsleistungen, aber man muss den Kollektor ja nicht schon im Oktober in die Vereisung treiben.

    Wichtig ist also, dass Du mal darüber nachdenkst, wo man überall Rohre verlegen kann. Jede Fläche die nicht versiegelt (überbaut) ist kann dafür herangezogen werden, egal ob vor oder hinter oder neben dem Haus. Da 10m Graben, dort 10m Graben, und schon sieht die Welt wieder ganz anders aus.

    Gruß
    Ralf
     
  7. #6 vincentspread, 24. November 2012
    vincentspread

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    Ok, danke für die aufbauenden Worte.

    Habe mir den Bauplan nochmal angesehen und nachgerechnet. Also wenn ich jeden cm2 ausnutze, dann werde ich wohl 440m2 Fläche für die Erdwärme zur Verfügung haben.

    Da Sand einigermaßen teuer ist und Degel (Ton) ein Abfallprodukt aus Baugruben bzw. Erdarbeiten jeglicher Art bei uns ist, tendiere ich wirklich dazu Teile des Sandbodens gegen Degel zu tauschen. Außerdem komme ich relativ günstig an nen Bagger...

    Wie sollte der optimale Aufbau vom Boden aussehen. Eher mehr Degel drunter oder drauf?

    Gruß
    Vincent
     
  8. denkedran

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    Hallo,

    bitte unter dem Erdkollektor und darüber die Sandschüttung, darauf kommt der Mutterboden, so ca. 20 bis 30cm. Keinen " Degel " verwenden, ein Erdkollektor muss " atmen " können. Damit erwärmt das einsickernde Regenwasser und auch der Taupunkt, befeuchtet( es kondensiert Wasser an den Erdkollektor - Rohren) den Sandboden.

    Dabei ist es unerheblich ob der Kollektor mit Sole oder im System Direktverdampfung betrieben wird.

    Unser Planfix hat noch eine Regenwasserrigole vorgeschlagen. Der Erdkollektor ist letzt endlich der "Öltnak", wohl doch mehr der Solarenergiespeicher für ihr zukünftiges Wohnhaus.

    Gruß Denkedran
     
  9. R.B.

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    Entscheidend ist der Boden, genauer gesagt dessen spez. Wärmekapazität und die Temperaturleitfähigkeit. Ersteres entscheidet darüber wieviel Energie Du entziehen kannst, die Temperaturleitfähigkeit entscheidet darüber wie schnell Wärme nachfließen kann, sprich wie schnell das Erdreich um den Kollektor regeneriert.

    Bis zu diesem Punkt ist es völlig egal, ob Du die Energie mithilfe eines Solekollektors entziehst, oder bei DV direkt in das Kältemittel transportierst. In beiden Fällen wird eine Energiemenge x entzogen die dazu führt, dass das Erdreich abkühlt und durch die Temperaturleitung wieder regeneriert werden muss.

    Regeneriert wird der Erdboden durch Wärmeströme von den Seiten sowie vor allen Dingen durch den Eintrag von Wärme von "oben" (sprich Sonne, Regen).

    Gruß
    Ralf
     
  10. #9 vincentspread, 25. November 2012
    vincentspread

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    Mein Dank für die Antworten.

    @denkedran: Hmm, so richtig klar ist mir deine Aussage vom "Atmen" nicht.

    Also Sand hat eine geringe spezifische Wärmekapazität (1.3 bis 1.6) und eine schlechte Temperaturleitfähigkeit (0,4). Sand nass dagegen zum Beispiel 2.2 bis 2.9 bzw. 2.4.

    Diese schlechten Werte wirken also isolierend, so dass von der Sonneneinstrahlung relativ wenig unten ankommt und nur wenig unten gespeichert wird. Einzig wenns regnet kommt Feuchtigkeit unten an und regeneriert die geringe spezifische Wärmekapazität wieder rasch. Von daher wäre aus meiner Sicht Degel (Ton), der die Feutchtigkeit speichert und somit eine gute TLF und eine gute spezi. WK in jeder Hinsicht die bessere Wahl.

    Von daher würde ich den Bodenaufbau wie folgt planen:

    160 - 130cm - Degel (Ton)
    130 - 120cm - gesiebten Sand
    auf 120cm - Schläuche verlegen
    120 - 110cm - gesiebten Sand
    110 - 90cm - Degel (Ton)
    90 - 70cm - Erde (von der Oberfläche, aber zu schlecht um Rasen oder ähnliches drauf anzupflanzen)
    70 - 25cm - Sand
    25 - 0cm - gesiebter Humus

    Ok, was meint das Forum bzw. Ralf und Denkedran dazu?

    Grüße
    Vincent
     
  11. fmw6502

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    zu aufwendig aber falsch :konfusius

    Gruß
    Frank Martin
     
  12. #11 vincentspread, 25. November 2012
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    Hallo Frank Martin,

    wie wärs wenn du etwas konkreter wirst!?!

    Gruß
    Vincent
     
  13. fmw6502

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    der Ton unten könnte auch zu einem unerwünschten Nässestau führen, der Ton oben verhindert den Nachfluß von wärmerer Feuchtigkeit, über die Kollektortiefe kann man auch lange diskutieren

    Auch wenn ein Kollektoraufbau einfach erscheint, ist Wissen und Erfahrung notwendig. Ich hoffe Dein WP-Spezialist hat sie...

    für den Bodenaufbau bzgl. Vegetation mag sich WWI oder andere Fachleute äußern

    Gruß
    Frank Martin
     
  14. #13 vincentspread, 26. November 2012
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    Hallo Forum,

    wie sind eure Meinungen zum Aufbau des Bodens in dem von mir geschilderten Fall?

    Gruß
    Vincent
     
  15. R.B.

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    Ich verstehe nicht warum Du diesen Aufwand betreiben möchtest.

    Degel (Schluff) kenne ich eher grobkörnig. Ton ist in meinen Augen feiner.

    Wie gesagt, die spez. Wärmekapazität ist bei Schluff besser (höher) als bei Sand, vorausgesetzt es liegen nicht nur Brocken im Boden. Andererseits reden wir nur von Schichten von ein paar Zentimetern, und wenn diese Schicht tatsächlich grobkörnig sein sollte, dann ist deren Einfluss auf die gesamte Wärmekapazität des Bodens wohl eher gering.

    Warum sollen die Rohre in 1,20 Tiefe verlegt werden?

    Gruß
    Ralf
     
  16. #15 vincentspread, 26. November 2012
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    Hallo Ralf,

    Degel ist wie feuchter Lehm, fein und gut wasserspeichernd. Würde der Erdwärmeheizung bzgl des Wirkungsgrads icherlich gut tun.

    Zur Tiefe. Flächenkollektoren sollten nach der VDI 4640 in 1,2 - 1,5 Metern Tiefe und mit einem Abstand von 50-80 cm eingebaut werden. Wie tief würdest du die Kollektoren setzen?

    Gruß
    Vincent
     
  17. R.B.

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    Vergiss erst einmal die VDI, das ist zwar eine nützliche Richtlinie, aber deswegen muss nicht alles was dort steht auch richtig sein. Eine Norm kann niemals alle Fälle in der Praxis berücksichtigen. Deswegen braucht´s ja jemanden der Ahnung von der Sache hat.

    So weit die Theorie. Durch die Dichte wird aber beim Entzug die Schicht sehr schnell vereisen, und was dann? Ich hatte oben schon geschrieben, es geht nicht nur um die Wärmekapazität, sondern auch um die Temperaturleitfähigkeit.

    Ich würde wohl in einer Tiefe von 1,50m verlegen, und auch nicht in 50cm oder 80cm Abstand, sondern sehr lange Kreise machen damit die Verweildauer der Sole im Boden relativ lang wird. Das erhöht auch die Tauscherfläche usw. usw.

    Gruß
    Ralf
     
  18. #17 vincentspread, 26. November 2012
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    Warum würdest in 1,5 m Tiefe verlegen? Welchen Abstand würdest du wählen?
     
  19. R.B.

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    Weil ich damit etwas höhere Kollektortemperaturen erreichen könnte. Gerade bei sandigem Boden fließt Wasser sehr schnell "nach unten".

    Keine Ahnung, das zeigt dann die Planung der Anlage. Ich würde auch nicht unbedingt auf eine flächige Verlegung setzen, aber wie gesagt, das sind alles Dinge die sich aus der Planung ergeben. Vermutlich würde ich sehr viel Rohr verbuddeln, evtl. irgendwas um 700-900m mit einem Durchmesser von 32mm. Aber ohne Fakten ist das alles Spekulation,

    Gruß
    Ralf
     
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  21. #19 vincentspread, 26. November 2012
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    Ok, danke für Antwort :-) .

    Gibts noch weitere Meinungen hier im Forum?

    Gruß
    Vincent
     
  22. MoRüBe

    MoRüBe Gast

    Ja, ich frage mich nur, ob Du sie hören möchtest :D
     
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