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== Project laden ==
== Rohrverteilung ==
== Hinweise/Fehler ==
== Trenchplanner - Entwurf von Ringgrabenkollektoren für Sole-Wärmepumpen ==

Ringgrabenkollektor

Der Ringgrabenkollektor ist eine einfach zu realisierende und Platz sparende Wärmequelle für Sole-Wärmepumpen. Die Planung kann hier interaktiv durchgeführt werden wie in einem Zeichenprogramm. Dazu muss zuerst der Garten inkl. Grundstücksgrenzen, Lage des Haues, Garage/Carport, Terrasse, Wasserrohren und weiteren wichtigen Merkmalen gezeichnet werden. Im Anschluss können zuerst die Soleverteiler platziert werden (vorzugsweise im Haus direkt neben der Sole-Wärmepumpe) und dann ein möglicher Ringgrabenkollektorverlauf eingezeichnet werden. Sobald die Heizlast, die Bodenart und die Norm-Außentemperatur im Projektfenster eingetragen wurden, kann die Leistung des Grabens direkt berechnet werden.

Vorteile des Ringgrabenkollektors

  • Erdwärme auch auf kleinen Grundstücken nutzbar
  • Wesentlich kostengünstiger als eine Bohrung, etwas günstiger als ein Flächenkollektor
  • Eigenleistung und dadurch weitere Preissenkung sehr gut möglich
  • Mehr erschlossenes Erdvolumen als beim Flächenkollektor bei weniger Aushubvolumen
  • Mehr Rohrmeter als beim Flächenkollektor oder einer Bohrung
  • Turbulente Strömung und dadurch besserer Wärmeübergang als beim Flächenkollektor
  • Durch umfangreiche Simulationen verifizierte Auslegungsempfehlungen
  • Planungstools, Support und viele Erfahrungsberichte per Internet verfügbar
  • Individuelle Planung und Auslegung exakt zu den Anforderungen passend
  • Das BAFA fördert Sole-Wärmepumpen mit bis zu 6750 EUR
Logo des Ringgrabenkollektors

Fenster des Programms

Die Funktionalität ist über mehrere Fenster verteilt. Diese werden hier kurz vorgestellt. Über das Menu->Fenster lassen sich alle öffnen.


Sammlung der Basisinformationen wie Ort, Bodenart, Norm-Außentemperatur, Solerohranzahl und Heizlast des Hauses.
Alle für die Zeichnung möglichen Elemente wie Haus, Terrasse, Wasserrohr, Kollektorteilstücke usw. lassen sich hier auswählen und individuell anpassen.
Die Teilstücke eines Kollektors bekommen je nach Breite unterschiedlich viel Rohr zugeteilt und werden tabellarisch dargestellt.
Sobald die Projektdaten festgelegt wurden zeigt die Größentabelle mögliche Ringgrabenkollektormaße zur groben Orientierung an.
Anhand der EnEV-Berechnung kann die Heizlast genügend genau für die Kollektorauslegung abgeschätzt werden.
Einstellungen, die dauerhaft über verschiedene Projekte hinweg gespeichert werden. Hier muss der Benutzername festgelegt werden.

Bedienung

Die Bedienung ist wie bei Desktop-Programmen an Fenstern orientiert. Über die Titelzeile kann ein Fenster verschoben werden, das X rechts oben schließt ein Fenster. Über das Menu, das nach Schließen/Verschieben dieses Intro-Fensters links oben erscheint, können alle Fenster wieder geöffnet werden.

Leistung eines Grabens berechnen

Werden in der Grundstückszeichnung ein kalter und ein warmer Soleverteiler platziert, so werden automatisch Kollektor-Teilstücke miteinander auf dem kürzesten Weg verbunden. Durch die Einfärbung von blau nach rot wird der Temperaturverlauf innerhalb des Kollektors dargestellt. Sobald ein sinnvoller Weg vom kalten zum warmen Soleverteiler hergestellt werden kann, werden automatisch die mögliche Heizleistung und die minimalen Soletemperaturen des Kollektors im Projektfenster aktualisiert.

Zeichnung speichern

Die Zeichnung kann lokal oder auf dem Server der Wärmepumpen-Verbrauchsdatenbank gespeichert werden (siehe Datei-Menu). Lokal wird eine einzige Zeichnug ohne weitere Rückfrage gespeichert, die dann lokal wieder geladen werden kann. Wird eine Zeichnung auf dem Server gespeichert, so wird der URL der Zeichnung nach dem Speichern auf dem Server direkt unter dem Menu angezeigt. Eine komplette Übersicht zeigt alle bisher gespeicherten Zeichnungen aller Benutzer. Um die eigenen wiederzufinden sollte ein Benutzername festgelegt werden (siehe Menu->Fenster->Einstellungen). Mit dem URL kann die auf dem Server gespeicherte Zeichnung wissenden Ratgebern vorgelegt werden, z.B. im Haustechnikdialog.de oder im Energiesparhaus.at.

== Dimensionierungstabelle ==

Die Tabelle zeigt die ungefähr notwendige Länge je nach Breite und Tiefe an.

Grün = wenig Aushubvolumen, Rot = viel Aushubvolumen

== Heizlast Hilfe ==

Heizlastabschätzung auf Grundlage der EnEV-Berechnung

Mit der Heizlast eines Gebäudes wird die Wärmeleistung angegeben, die es bei Norm-Außentemperatur verliert. Das entspricht genau der Leistung, die ein Wärmeerzeuger braucht, um die gewünschte Temperatur des Hauses bei Norm-Außentemperatur beizubehalten. Die Heizlast nach DIN 12831 sollte vor Errichtung eines Gebäudes durch einen Profi errechnet werden. Gerade für die Auslegung einer Fußbodenheizung ist die raumweise Berechnung der Heizlast erforderlich. Auch die Auslegung der Wärmepumpe muss anhand der Heizlast erfolgen. Die Heizlast sollte folgende Werte enthalten:

Transmissionswärmeverluste Durch Wände, Boden, geschlossene Fenster und Türen und Dachflächen entweichende Wärme.
Lüftungswärmeverluste Durch die Lüftung entweichende Wärme. Eine kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL) mit
Wärmerückgewinnung (WRG) muss bei der Heizlastberechnung mit berücksichtigt werden.
Warmwassererzeugungsverluste Soll die Wärmepumpe auch das Warmwasser für Küche, Bad und Dusche erzeugen, so geht
dieser Wert mit in die Heizlast ein. Als Richtwert werden hier 100 W pro Person oder 12,5 kWh pro Jahr und Quadratmeter Boden angenommen.

Nicht mit enthalten sein sollten folgende Werte in der Heizlast:

Wiederaufheizverluste Eine Wärmepumpe in einem modernen Haus sollte Tag und Nacht ungefähr gleichbleibend
heizen, ein Wiederaufheizen ist deshalb unnötig.
Angstreserve Eine Wärmepumpe kann nur bei exakter Auslegung effizient arbeiten, eine
Überdimensionierung schadet dem Stromverbrauch.
Evtl. Abschaltzeiten Je nach Stromtarif und -verbrauch lohnt es sich für eine kleinere Wärmepumpe
meist nicht, einen Wärmepumpentarif mit Abschaltzeit zu nutzen. Der normale
Haushaltsstrom ist wegen der Grundgebühr für einen extra WP-Zähler günstiger.

Achtung: Viele durch einen Heizungsbauer erstellte Heizlastberechnungen sind ungenau und nicht exakt auf die Wünsche der Nutzer des Gebäudes abgestimmt. In der Praxis wird oft eine zu hohe Heizlast berechnet. Der Heizungsbauer ist nur selten der richtige Ansprechpartner für eine Heizlastberechnung. TGA-Planer oder Bauingenieure bieten im Normalfall genauere Berechnungen an.

Für die Dimensionierung einer Wärmepumpe ist es möglich, die Heizlast anhand einiger Parameter der EnEV-Berechung abzuschätzen. Das Ergebnis hat meist weniger als +/-5% Abweichung von einer Heizlastberechnung nach DIN 12831 und ist für die Auslegung der Wärmepumpe und Wärmequelle ausreichend. Für die Planung der Heizflächen und der Belüftung ist eine raumweise Berechnung der Heizlast nach DIN 12831 unbedingt erforderlich.

Norm-Außentemperatur

Je nach Wohnort unterscheidet sich die Norm-Außentemperatur (das ist die tiefstmögliche durchschnittliche Temperatur über 48 Stunden im Winter). Die in der Auswahl angegeben Orte mit mehr als 20.000 Einwohnern haben eine hinterlegte Temperatur. Falls Ihr Ort nicht in der Auswahl enthalten ist, geben Sie bitte den nächstgelegenen und klimatisch vergleichbaren Ort an. Stattdessen können Sie auch direkt die Norm-Außentemperatur angeben (siehe Karte).

== Abschätzung der Heizlast ==
Den Ort oder die Norm-Außentemperatur bitte im Projekt-Fenster festlegen
HT':
(Transmissionswärmetransferkoeffizient
oder mittlerer Wärmeleitwert)
W/(m²·K) (Bitte Punkt statt Komma)
Im Haus gewünschte
mittlere Temperatur:
Grad
A:
(Hüllfläche)
(Fläche aller Außenwände + Dach + Bodenplatte)
Ve:
(Beheiztes Bruttovolumen)

Maximale Anzahl
Bewohner:
Personen (Wieviele Menschen werden im Haus wohnen?)
Lüftung:

Transmissionslast: W
+ Lüftungslast: W
+ Warmwasserlast: W
= Gesamte Heizlast: W
==Zeichenelemente==


















Länge
Breite
Tiefe
Gewicht
Winkel
Durchl.
Name
== Projekt ==
Projekt
Autor
Kommentar

PLZ/Ort
Geo-Länge
Geo-Breite

Norm-Außentemp
Bodenart
Anzahl Solekreise

Heizlast W
Der Grabenkollektor liefert
Heizleistung W
Grabenlänge m
Aushubvolumen
Minimale Soletemperatur
Eingang °C
Ausgang °C
== Info ==

TrenchPlanner Version 1.66

Alle Angaben und Berechnungen dieser Software sind ohne Gewähr. Bei Problemen bitte melden bei

== Einstellungen ==
Benutzername
(wird als Autor für das Speichern auf dem Server verwendet)

Größe der Zeichenfläche
Breite Pixel
Höhe Pixel
(ohne Werte so groß wie der Browser)

== Hilfe: Ablauf mit Eigenregie ==
Informieren Bisher ist der Ringgrabenkollektor meistens ein Do-It-Yourself-Projekt, deshalb muss sich der Bauherr vorher gut informieren. Startpunkt ist die Ringgrabenkollektor-Homepage, von hier aus sind mehrere Planungs- und Grundlagenthreads und die Videos erreichbar.
Rahmenbedingungen Heizlast des Hauses, Norm-Außentemperatur und Bodenart in 1,5 m Tiefe müssen bekannt sein um mit der Planung eines Ringgrabenkollektors beginnen zu können.
Grundstück zeichnen Für die Festlegung möglicher Ringgrabenkollektor-Verläufe ist ein detaillierter Grundstücksplan erforderlich. Hier müssen auch Einfahrt, Gartenhaus, Pool und Wasserrohre eingezeichnet werden. Dazu dient dieses Programm, der TrenchPlanner.
Grabenverlauf festlegen In Abstimmung mit erfahrenen Grabenplanern (erreichbar über das Forum des Haustechnikdialog.de oder Energiesparhaus.at) herausfinden, ob ein sinnvoller Grabenverlauf für Haus und Garten möglich ist.
Genehmigung? Da der Unteren Wasserbehörde der Ringgrabenkollektor meist nicht bekannt ist wird mit denen besprochen, welche Auflagen ein Flächenkollektor erfüllen muss. Meistens beschränken sich die Auflagen auf die Wahl des Wärmeträgers und den Abstand zur Grundstücksgrenze mit mindestens 1 m.
Förderung Vor Beauftragung oder Bestellung Kontakt zum BAFA aufnehmen und klären, wann der Förderantrag gestellt werden muss und was dazu gehört. Gefördert wird eine Wärmepumpe mit JAZ ab 4,5 (mit Ringgrabenkollektor, Flächenheizung und moderner Sole-WP einfach machbar) mit 4000 EUR, im Altbau sogar mit 6000. Evtl. Kombination mit weiteren Förderungen auch mit dem BAFA klären.
Heizi Auch wenn der Kollektor in Eigenleistung erstellt wird ist ein Heizungsbauer (oder Kältetechniker) notwendig, der dann die Wärmepumpe an den Kollektor anschließt und sie in Betrieb nimmt. Auch für die Förderunterlagen ist der Heizi/Kälti notwendig.
Wärmeverteilung Im Neubau dafür sorgen, dass die Flächenheizung mit Heizwasser unter 35/30 Grad auskommt. Je niedriger die Heizwassertemperatur, desto sparsamer wird später geheizt. Eine Auslegung auf 30/26 Grad wäre optimal. Im Altbau mit Heizkörpern so weit dämmen und Heizkörper vergrößern, bis zumindest 40/30 Grad bei Norm-Außentemperatur erreichbar sind. Puffer für das Heizwasser vermeiden, Einzelraumregelung höchstens für wenige Räume vorsehen.
Solerohre Da hier je nach Lieferant Lieferzeiten von bis zu drei Wochen möglich sind ist eine frühzeitige Bestellung erforderlich. Rohrmaß ist meistens 300 m PE-RC Rohr 32x2,9 (bzw 32x3,0). Pro 3 kW Heizleistung der WP ist ein Ringbund mit 300 m notwendig.
Baggerangebote Im Falle eines Neubaus einen großen Bagger mit erfahrenem Fahrer und dessen mögliche Baggerschaufelbreiten anfragen. Bei Altbauten muss der Bagger in den Garten passen. Abrechnung des Baggers nach Stunden ist meistens günstiger als nach bewegtem Erdvolumen, da für einen Ringgrabenkollektor große, aber gleichförmige Erdmassen bewegt werden müssen. Die Planung des Grabens sollte an die Baggerschaufelbreite angepasst werden, das beschleunigt den Aushub des Grabens.
Grundstück räumen Die Verlegung eines Ringgrabenkollektors bedeutet große Erdbewegungen, so dass das Grundstück möglichst frei sein sollte. Sowieso abzureißende Altbauten sollten direkt vor der Kollektorverlegung vom Grundstück entfernt werden.
Rohre verlegen Nachdem der Baggerfahrer den Graben ausgehoben hat (dabei die Vorschriften für die Arbeit in Gräben beachten!), werden die Rohre in Schlaufen auf dem Grabenboden verlegt. Dafür ein Ringbund in den Graben stellen, eine Schlaufe fallen lassen, durch verrücken/drehen des Ringbundes die Größe der Schlaufe auf etwas weniger als Grabenbreite anpassen und den Ringbund vorrollen zur nächsten Schlaufenposition. Fertige Schlaufen mit Kabelbindern/Klebeband fixieren. So alle Ringbunde direkt aufeinander im Graben versenken. Bei senkrechtem oder sehr tiefem Graben werden die Schlaufen außerhalb des Grabens vorbereitet und dann vorsichtig im Graben versenkt.
Drucktest Bei noch offenem Graben kann ein Drucktest durchgeführt werden, so dass evtl. Beschädigungen der Rohre ausgebessert werden können. Falls die Fläche des Grundstücks nicht reicht um den Graben auf voller Länge offen zu behalten wird der Drucktest durchgeführt, sobald alle Rohre im Graben verteilt sind.
Verfüllen Direkt auf/neben die Rohre nur Erdreich ohne größere Steine (bis maximal 20 mm Durchmesser). Diese ca. 10 cm dicke Schicht wenn möglich einschlämmen und dadurch guten Kontakt des Bodens zum Rohr herstellen. Danach immer einen halben Meter Boden in den Graben und dann mit einer Rüttelplatte verdichten.
Berichten Damit der Bau eines Ringgrabenkollektors möglichst von vielen nachgemacht wird sollte ein Bericht mit Fotos vom Bau des Ringgrabenkollektors in einem der beiden oben genannten Foren veröffentlicht werden.
Haus vorbereiten Im Neubaufall kann nun der schon vorhandene Bagger die Kellergrube ausheben bzw. die Bodenplatte vorbereiten. Durch die Bodenplatte bzw. Kellerwand können gleich 2 KG-Rohre gelegt werden für die Einführung der Solerohre ins Haus. Im Altbaufall muss eine entsprechnende Einführung der Solerohre vorgesehen werden.
Kellergrubenkollektor Keller bauen, falls einer geplant ist. Direkt bevor die Kellergrube verfüllt wird können die Solerohre in Schlaufen an die abgeböschte Kellergrubenwand gelehnt werden und das warme Ende des Ringgrabenkollektors unterstützen.
Hauseinführung Die Solerohre werden durch vorbereiteten Hauseinführungen geschoben. Je nach Wassersituation muss die Hauseinführung evtl. gegen drückendes Wasser abgesichert werden.
Soleverteiler Im Haus werden die beiden Soleverteiler angebracht und mit den Solerohren verbunden. Ab hier sollte mit dem Heizungsbauer zusammengearbeitet werden. Die Soleverteiler benötigen unbedingt einzeln absperrbare Kreise, sonst kann nicht sinnvoll entlüftet werden.
Befüllung Die Solerohre können nun mit Solekonzentrat befüllt werden. Die Solekonzentration darf dabei nicht zu groß sein, Werte zwischen 20% und 25% bzw. Frostsicherheit bis -9 Grad sind sinnvoll.
Anbindung Wärmepumpe Im Optimalfall steht die Wärmepumpe direkt neben den Soleverteilern. Sonst auf möglichst wenig Winkel im Rohrverlauf und wenig Druckverlust achten.
Wärmepumpe Jedes moderne Gerät mit COP ab 4,7 ist passend. Die Heizleistung sollte nur knapp über der Heizlast des Hauses liegen.
Inbetriebnahme Wird durch den Heizi oder den WP-Hersteller durchgeführt.
Estrichausheizung Für einen Neubau ist die Ausheizung des Estrichs per Sole-WP die kostengünstigste Möglichkeit, den Estrich zu trocken. Bei sinnvoller Auslegung des Ringgrabenkollektors reicht dessen Leistung auch im Winter, ohne dass der Kollektor oder die WP darunter leiden. Bei einer sehr kleinen WP kann die Heizleistung zu schwach sein, so dass etagenweise vorgegangen werden sollte. Hierbei muss die Soletemperatur täglich überwacht werden und der Estrich nur wenige Grad mehr erhitzt werden als im normalen Heizbetrieb zu erwarten.
WP-Verbrauchsdatenbank Nach Inbetriebnahme ist eine Dokumentation der Anlage und der Verbräuche in der Wärmepumpen-Verbrauchsdatenbank sehr empfehlenswert.
Optimieren Während des ersten Winters sollte ein eigenhändiger ausführlicher hydraulischer Abgleich durchgeführt werden. Auch die Einstellungen der Wärmepumpe werden während des ersten Winters auf die eigenen Wünsche angepasst.
Kontrollieren Alle Monat mal auf Sole- und Heizwasserdruck schauen, zusätzlich den Strom- und den Wärmemengenzähler überprüfen (auch für die WP-Verbrauchsdatenbank). Solevorlauf- und -rücklauftemperatur prüfen.
Weitererzählen Da das Prinzip des Ringgrabenkollektors in Deutschland bisher nur wenigen Personen bekannt ist fleißig Werbung machen ;-)
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