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■ 7.3. Kollektorverlegung
Die Erdkollektoren bestehen aus kunststoffumman-
telten Kupferrohren. Diese werden in einer Tiefe von
1,2 bis 1,4 m mit einem Gefälle von 0,5 % zum Drai-
nagerohr verlegt. Der Verlegeabstand beträgt dabei
etwa 60 bis 80 cm.
Bei direkt verdampfenden Systemen befindet sich
das Kältemittel in den Erdkollektoren, wo es die Um-
weltwärme direkt aufnimmt. Ein Wärmeträgermedi-
um und die zugehörige Umwälzpumpe sind im Ge-
gensatz zu Solesystemen nicht erforderlich. Somit
können höhere Jahresarbeitszahlen erreicht werden.
Die Entzugsleistung des Kollektors erreicht 10 bis
15 W/m² bei trockenen, sandigen und bis zu 40
W/m² bei wasserführenden Böden.
Als Faustregel gilt, dass etwa doppelt so viel
Grundfläche zur Verfügung stehen muss, als die
zu beheizende Wohnfläche beträgt.
Um die Regenerationsfähigkeit der Heizungswärme-
pumpe sicherzustellen, ist es unbedingt
erforderlich, die Kollektorfläche baulich
freizuhalten. Es ist auch darauf zu achten, dass
keine tiefwurzelnden Bäume gepflanzt werden.
Die Regeneration erfolgt durch Eintrag von
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Regenwasser, Schmelzwasser und Sonnenenergie.
Bei einer Überbauung wäre die
Regeneration unterbunden und die
Heizungswärmepumpe würde an Leistungsfähigkeit
verlieren.
Ein Kollektorfeld wird vor allem bei Lehmböden
mit Gefälle verlegt. An dessen Ende ist eine
Drainagierung vorzusehen, um stehendes Wasser
im Bereich des Kollektorfeldes zu verhindern.
Zum Schutz der Kollektorrohre und zum
besseren Wärmeübergang sind diese
einzusanden. Pro Kollektor werden 4 bis 5 m³
Sand benötigt.
Bei lockeren Böden, z.B. grobem Schotter besteht
die Gefahr, dass der Sand längerfristig
ausgewaschen wird, d.h. sich in das Erdreich
verflüchtigt. Um dies zu verhindern, muss vorher
ein Vlies ausgelegt werden.
Bewährt hat sich hierbei folgende
Vorgangsweise: Zuerst wird die ausgehobene
Fläche mit ca. 10 cm Sand aufgefüllt und darauf
die Kollektorrohre verlegt. Mittels Rechen werden
die nun Rohre gleichmäßig von beiden Seiten
mit Sand bedeckt.
Abbildung 7: Kollektorverlegung
7.3.1. Kollektorverlegung bei Hanglage
Werden die Erdkollektoren im Hang verlegt (> 5°), ist
darauf zu achten, dass der Aushub terrassenförmig
erfolgt (siehe Abbildung 8). Würde der Aushub par-
allel zum Gelände erfolgen entstünde eine Gleitebe-
ne und die obere Schicht würde abrutschen.
Bei direkt verdampfenden Wärmepumpen ist
zusätzlich darauf zu achten, dass zwischen
Wärmepumpe und Kollektorkreis eine
Höhendifferenz von 8 m nicht überschritten wird.
Voraussetzung ist dabei, dass die Wärmepumpe
in der Mitte angeordnet wird (4 m nach oben
und 4 m nach unten).
Bei direkt verdampfenden Wärmepumpen
befindet sich im Kollektorkreis neben dem
Kältemittel auch das Kompressoröl. Ist nun der
Höhenunterschied zu groß, bleibt das
Kompressoröl im Kollektorkreis liegen und wird
nicht mehr zum Kompressor rückgeführt. Als
Konsequenz ist ein Kompressorschaden sehr
wahrscheinlich.
Um die Stufenlänge (erste horizontale
Aushubfläche) und Stufenhöhe zu bestimmen
Abbildung 8: Kollektorverlegung bei Hanglage
werden die folgenden Diagramme genutzt.
Zur Ermittlung des Neigungswinkels wird aus
Diagramm 1 die Länge der Kollektorfläche
gewählt und an der jeweiligen Höhenkurve
(Geländehöhe) der Hang-Neigungswinkel
ermittelt.
Um einen Verlegeabstand von 60 cm und eine
mittlere Verlegetiefe von 120 cm sicherzustellen,
werden aus den Diagrammen 2 und 3 die
Stufenlänge und die Stufenhöhe abgelesen.
Dazu wird der aus Abbildung 8 ermittelte Winkel
in die jeweilige Abbildung übertragen.
Es besteht auch die Möglichkeit, einen Kollektor
über mehrere Stufen zu verlegen. Die max.
Höhendifferenz von 4 m bis zur Wärmepumpe
darf allerdings dabei nicht überschritten werden.
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