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Anlagenplanung Direkterwärmung

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Beim System Direkterwärmung (Direktverdampfung) zirkuliert das Ar­beits­mittel der Wärmepumpe als Wärmeträgermedium in dem Erdkollektor und kommt dort zum Verdampfen. Durch diese direkte Verdampfung er­geben sich höchste Leistungs­ziffern und größte Be­triebssicherheit, da Zwischen­wärmetauscher und Soleumwälzpumpe entfallen. Die Wärme­quellen­anlage wird bei Direkt­ver­dampfung als Flach­kollektor ausgeführt. Der Kollektor wird auch als Verdampferkreis bezeichnet. Es werden 75 m lange und nahtlose Kupferrohre mit einer Um­mantelung aus Polyethylen (PE) verwendet.

Die Errichtung ist unterschiedlich und abhängig von den jeweils geltenden Vorschriften, teilweise melde- bzw. bewilligungspflichtig.

Bodenbeschaffenheit

Für die Einbringung von flachverlegten Verdampfern ist es erforderlich, dass die dafür in Frage kommenden Bodenflächen gewachsen und nicht einseitig auf­geschüttet sind. Ansonsten könnten die verlegten Rohre bei  Bodensetzungen beschädigt werden. Je größer der Feuchtigkeitsgehalt der Böden, um so größer und besser ist der Wärmeübergang. Bei lehmigen, feuchten Böden ist daher eine kleinere Bodenfläche für den Wärmeentzug erforderlich als bei schottrigen, trockenen Böden.

Die für den Wärmeentzug vorgesehenen Flächen müssen unverbaut sein, können jedoch bepflanzt werden. Das Regenwasser ist wichtig für die Re­generation des Bodens. Wasserstau und Überflutungen (z.B. bei Hanglagen, Lehm) sind zu vermeiden. Bo­denanhebungen oder Bauschäden könnten entstehen. Bei Bedarf ist eine Drainage vorsehen! Das Erdreich muss sich vor dem Wärmeentzug setzen.

Verlegung der Flachkollektoren

Die Größe der Wärmequellanlage richtet sich nach der Kälte­leistung der Wärmepumpe und der spezifischen Wärme­entzugs­leistung des Erdreichs. Die Verlegetiefe beträgt ca. 1,2 Meter, kann aber je nach Region auch darunter liegen. Der Verlegeabstand wird berechnet und liegt bei aktuellen, serienmäßigen Kollektoranlagen 40 bis 60 cm.

Verlegefläche

Die Verlegung erfolgt im Regelfall auf waagerechtem, ebenem Untergrund oder mit maximal einer Seitenneigung (Hanglage). Bei Hanglagen sind die Erdkollektorrohre immer quer zum Hang zu verlegen!
Hanglage: Der Höhenunterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt des Kollektors sollte nicht mehr als 5 Meter betragen.

Einbringung

Es ist darauf zu achten, dass die Rohre nicht ge­knickt oder abgedrückt werden. Vor der Erd­be­deckung sind die Erdkollektorrohre ausreichend mit einem Sand­bett zu schützen. Die Erdbedeckungsarbeiten sind mit Sorgfalt auszuführen. Ca. 50 cm oberhalb der Kollektor­rohre sind Warnbänder zu verlegen.

Sammelschacht

Bei umfangreichen Kollektoranlagen bzw. wenn die Kollektoranlage nicht direkt an die Mauer­durch­führung anschließt, ist ein Sammelschacht vorzusehen. In diesem sind der Verteiler und der Sammler untergebracht. Der Sammelschacht läßt sich auf günstige Art durch die Verwendung von handelsüblichen Betonringen herstellen.
Die Verbindungsleitung vom Gebäude zum Sam­mel­schacht ist in einem Futterrohr unterzubringen und wärmegedämmt auszuführen. Dieses Futter­rohr ist gerade und mit einem leichten Gefälle in Richtung Sammelschacht zu verlegen, um anfallendes Kondensat zu entsorgen. Anbindelängen über 20 m sind nicht möglich.

  • Max. Höhenunterschied zwischen Verteiler im Sammelschacht und Wärmepumpe 5 m
  • Der Sammelschacht muss sich am tiefsten Punkt befinden

Sicherheitsabstände

Die Verlegeabstände zu den Wasserleitungen müssen mindestens 1,5 m betragen. Zu Kanälen sollte der Ab­stand mindestens 1 m betragen. Bei paralleler Verlegung zu Gebäuden ist ein Sicher­heits­ab­stand von ca. 1,2 m einzuhalten. (Frost­schäden ver­meiden!)
Sind diese Sicherheitsabstände nicht einhaltbar, so müssen Sondermaßnahmen getroffen werden: Isolierung des zu schützendes Objektes mit einem geschlossenporigen Wärmedämm-Material.
Überbauungen sind zu vermeiden bzw. Rohre in diesem Bereich reichlich zu isolieren (ebenfalls mit geschlossen porigem Wärmedämm-Material). Auch jener Bereich, wo die Kollektorrohre ins Haus einmünden, ist zu isolieren.