Allgemeine Informationen zu Erdwärmekollektoren
Fläche Erdwärmekollektoren können auf mehrere Arten verlegt werden. Die gängigsten Anwendungsformen sind hier Flachkollektoren, Ringgrabenkollektoren, Grabenkollektoren und Erdwärmekörbe. Die
Wärmegewinnung erfolgt wie bei Erdwärmesonden in einem geschlossenen System mittels einer Sole als Wärmeträgerflüssigkeit und einer Wärmepumpe für den Temperaturhub.
Allen flachen Erdwärmekollektoren gemein ist ein erhöhter Platzbedarf gegenüber Erdwärmesonden oder Grundwassernutzungen. Die Entzugsfläche hängt vor allem von der benötigten Heizleistung und der
Bodenbeschaffenheit ab. Je größer der Wärmebedarf des Gebäudes, desto größer muss die Entzugsfläche sein. Der optimale Boden ist ein möglichst bindiger, feuchter Boden (Lehmboden). Je sandiger
und kiesiger die Böden sind, desto trockener und weniger wärmespeicherfähig können diese sein. Der Einbau erfolgt unter der Frostgrenze in Tiefen von 1,5 bis 4,5 m. Dies sichert auch in
Frostperioden eine gute und konstante Entzugsleistung bei relativ aufwandsarmer Erschließung. Zudem profitieren flache Erdwärmesysteme in diesen Tiefen auch von Temperatureinträgen durch
Sonneneinstrahlung und Regen (Nachschub an Wärmeenergie). Um diesen Nachschub sicherzustellen darf das Erdreich über den Kollektoren nicht versiegelt werden. Tiefwurzelnde Pflanzen im Nahbereich
sind ebenso nachteilig da die Wurzeln den Kollektor beschädigen könnten. Oberflächliche Bepflanzungen (z.B. Obstbäume) und Rasen können unproblematisch erfolgen.
Flache Erdwärmekollektoren sind in Wien bewilligungs- und anzeigefrei. Das bedeutet, dass die zuständige Behörde über den Bau des Kollektors nicht informiert werden muss (anzeigefrei), es ist
auch keine Zustimmung in Form eines Bescheides notwendig (bewilligungsfrei). Anlagen in wasserrechtliche besonders geschützten Gebieten oder in geschossenen Siedlungsgebieten ohne zentrale
Trinkwasserversorgung (§34, §35 und §54 WRG 1959) bilden eine Ausnahme hiervon und müssen im Anzeigeverfahren bei der Behörde gemeldet werden. Ebenso wenn es zu einer direkten Berührung des
Kollektors mit dem Grundwasser kommt.
Planungsgrundlagen für Erdwärmekollektoren
Flache Erdwärmekollektoren sind oberflächennahe verlegte Wärmerohre im Erdreich, die von einem frostsicheren Solegemisch durchflossen werden. Voraussetzungen für die Nutzung von
Erdwärmekollektoren sind:
• ausreichend große und freie Grundstücksflächen
• kein oder nur geringes Gefälle
• geeignete Bodenbeschaffenheit (möglichst bindiger, feuchter Boden) für einen möglichst geringen Platzbedarf
Sind die oben genannten Anforderungen erfüllt, stellen Erdwärmekollektoren eine preisgünstige und effiziente Form der Wärmequelle dar. Je nach Grundstücksgröße und –form kann aus den
unterschiedlichen Systeme der optimale Kollektor gewählt werden. Die Planung von flachen Erdwärmekollektoren sollte dabei immer von Fachkräften durchgeführt werden. Diese berücksichtigen bei der
Berechnung alle notwendigen Faktoren, wie den Heizbedarf oder die Bodenqualität. Nachfolgende Planungshinweise sollten vorab berücksichtigt werden:
• Flachen Erdwärmesystemen dürfen nicht überbaut werden. Die Oberfläche über den Kollektoren darf keinesfalls versiegelt werden. Tiefwurzler sollten nicht im Nahbereich von
Kollektoren gepflanzt werden.
• Der Abstand zur Grundstücksgrenze sollte mindestens 1 m betragen, ggf. fordern lokale Vorschriften einen größeren Abstand.
• Wasser- und Abwasserleitungen sind mit ausreichendem Abstand zum Kollektor zu verlegen.
Erdkollektoren sind in Wien Großteils bewilligungs- und anzeigefrei. Das bedeutet, dass die zuständige Behörde über den Bau des Kollektors nicht informiert werden muss (anzeigefrei), es ist auch
keine Zustimmung in Form eines Bescheides notwendig (bewilligungsfrei). Achtung: In Wasserschutz- und Schongebieten sowie im unmittelbaren Einzugsbereich von Trinkwasserbrunnen und -quellen ist
auch hier eine wasserrechtliche Bewilligung erforderlich!
Die Systeme im Detail
Flachkollektor
Flachkollektoren (oft auch Horizontalkollektor oder Erdwärmekollektor) sind horizontal verlegte Wärmerohre im Erdreich die von einem frostsicheren Solegemisch durchflossen werden mit dem die Wärme aus dem Erdreich entzogen wird. Die Einbautiefe liegt 0,3 m unter der Frostgrenze bei 1,2 bis 1,5 m. Der Platzbedarf des Kollektors richtet sich nach dem Wärmebedarf. Als erste Annäherung kann bei optimalen Bodenbedingungen mit etwa doppelt so viel Platz für die Flächenkollektoren gerechnet werden wie die zu beheizende Wohnfläche groß ist. Es werden in der Regel mehrere Erdwärmekollektorkreise verlegt, die in einem Verteil zusammengeführt werden. Die einzelnen Kreise sollten nicht länger als 100 m sein und die gleichen Längen aufweisen. Der Verlegeabstand zwischen den Schlaufen beträgt üblicherweise zwischen 0,3 und 0,8 m in Anhängigkeit vom Durchmesser der Entzugsrohre und der Bodenart.
Graben- und Ringgrabenkollektoren
Bei dem Ringgrabenkollektor handelt es sich um eine Weiterentwicklung des Flachkollektors bei dem die Rohre in einem Graben (meist 2 m Breit und 1,5 bis 2 m Tief) in überlappenden Schlaufen verlegt werden. Der Graben formt im Idealfall einen Ring rund um das Grundstück. In der Regel werden die Rohre horizontal verlegt, es besteht aber auch die Möglichkeit einer senkrechten Verlegung um noch mehr Platz zu sparen. Bei letzterem ist der Graben wesentlich schmaler jedoch etwas tiefer zu dimensionieren. Beide Varianten des Ringgrabenkollektors benötigen nur wenig Aushubvolumen und sind platzsparender und auch kostengünstiger als Flachkollektoren. Bei optimalen Bodenbedingungen (bindiger, feuchter Boden) können rund 6 kW aus 80 m Grabenlänge gewonnen werden. Ringgrabenkollektoren eigenen sich somit auch für kleinere Grundstücke und finden auch immer häufiger Anwendung im Altbau.
Beim Grabenkollektor werden die Solerohre im Abstand von ca. 10 cm in einem Graben mit schrägen Wänden verlegt. Die Grabentiefe beträgt rund 3 m. Abhängig von der Bodenbeschaffenheit können bis zu 100 W pro Meter gewonnen werden. Dies ergibt eine Grabenlänge von 40 bis 80 Metern bei Einfamilienhäusern. So eignet sich der Grabenkollektor ebenfalls für kleinere Grundstücke.
Erdwärmekörbe
Erdwärmekörbe sind spiralförmig gewickelte Rohre, die einem Korb ähneln und in den Boden eingebaut werden. Die Höhe der Körbe liegt zwischen 1,5 und 3 m, der Durchmesser bei 2 bis 3 m und die Einbautiefe beträgt rund 4,5 m. Je nach Größe des Korbs liegt die Entzugsleistung bei optimalen Bodenbedingungen zwischen 0,5 und 2,0 kW. Für die Beheizung eines Wohnhauses sind in der Regel mehrere Körbe notwendig. Dadurch erhöht sich auch die benötigte Fläche für den Einbau, da zwischen den einzelnen Körben ein Abstand eingehalten werden muss (abhängig von der Korbgröße ab 4m). Im Durchschnitt kann pro Korb mit einem Platzbedarf von 15 m² gerechnet werden.
| Flachkollektor | Ringgrabenkollektor | Grabenkollektor | Erdwärmekorb | |
| Tiefe | 1.2 - 2 m | ~ 1.5 m | bis zu 3 m | ~ 2.5 - 4.5 m |
| Platzbedarf | Sehr hoher Platzbedarf; rund das Doppelte der zu beheizenden Fläche bei guter Bodenbeschaffenheit, ansonsten höher |
Sehr platzsparend, ringförmige Struktur erlaubt Anpassung an Grundstücksgegebenheiten Annäherung 80 m Grabenlänge pro 6 kW Heizlast |
Platzsparend und bieten sich an wenn große Bodenaushübe in der Bauphase notwendig sind | Gering |
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Installationsaufwand |
Aufwendiger durch die Länge und Verlegeart der Rohre, kann aber auch selbst ausgeführt werden | Einfach, kann auch selbst ausgeführt werden | Aufwendiger durch die Länge des Grabens bei vergleichsweiser hoher Grabentiefe | Aufwandsarm, pro Korb nur ein kompakter Aushub notwendig |
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Kosten (im Vergleich zu Erdwärmesonden) |
Niedrige Anschaffungskosten, Einbau kann selbst durchgeführt werden | Niedrige Anschaffungskosten, Einbau kann selbst durchgeführt werden | Niedrig, Einbau von Fachpersonal empfohlen | Niedrig, Einbau von Fachpersonal empfohlen |