Geringe Grundstücksfläche für kompakten Horizontalkollektor

Prinzip GeoCollect-Erdwärme-Absorbersystem
Prinzip GeoCollect-Erdwärme-Absorbersystem

Mit einem neuen Horizontalkollektortyp zur Nutzung der Geothermie lassen sich Grabungsarbeiten zur Verlegung der Absorber in zumutbare Grenzen halten. Denn das System kommt mit etwa einem Siebtel der Quadratmeter aus, die ein konventioneller Rohrkollektor als Flachabsorber für die gleiche geothermische Entzugsleistung benötigt. Vertikalsonden als Alternative erlaubt die Untere Wasserbehörde in Wasserschutzgebieten in der Regel nicht. Die platzsparende Variante stellte vor gut fünf Jahren in Hamburg die in 2011 gegründete GeoCollect GmbH vor. Die Techniker koppelten das horizontale mit dem vertikalen Prinzip der geothermischen Energiegewinnung. Sie realisierten es in dünnwandigen Kollektorplatten aus Kunststoff in den Abmessungen 35 mal 90 Zentimeter. Die stehen als Wärmetauscher in Reihe mit weiteren Elementen dieser Art in einer Tiefe von etwa 1,50 Meter im Grundstück. Die Verlegeanleitung sieht vor, bis zu zehn Module zu einem U-förmigen Glykolkreis per Polyfusionsschweißen oberirdisch vorzufertigen. Dieses Register mit einer Leistung von etwa einem Kilowatt Wärme, “normaler” Boden vorausgesetzt, wird in den Graben von fünf Metern Länge und 70 Zentimetern Breite gehoben und mit Vor- und Rücklauf an den Verteiler angeschlossen.

Auf die horizontale Fläche bezogen kann zur Grobkalkulation eine Entzugsleistung von rund 150 Watt pro Quadratmeter angesetzt werden. Eine Zwölf-Kilowatt-Sole/Wärmepumpe kommt mithin für ihre zehn Register (Solekreise) á einem Kilowatt (plus elektrische Kompressionswärme von zwei Kilowatt) mit 70 Quadratmetern aus, anstelle 500 Quadratmetern für den Standard.  Damit bietet sich der Kollektor sowohl für die Sanierung an, weil er die Garten- und Wiesenlandschaft so weit wie möglich schont, als auch für den Neubau. Für die Fundamentarbeiten sind dort Grabungsarbeiten ohnehin notwendig. Vor dem Einebnen später können in diese Aushebungen die Absorber eingebracht werden.

Eine nachhaltige Energieversorgung mit Geothermie via Wärmepumpe stand ganz oben auf der Liste der Anforderungen an das neue Büro- und Gewerbegebäude eines Unternehmens für elektronische Bauelemente in Markgröningen nahe Stuttgart. Das muss geheizt und gekühlt werden. Heizen unter anderem unter Nutzung der Abwärme aus dem Kompressorraum. Die Planung lief auf eine geothermische statt auf eine Luft-Wasser-Wärmepumpe hinaus, weil die zulässt, sowohl passiv als auch aktiv an heißen Tagen die Raumtemperaturen auf einen erträglichen Sollwert herunterzufahren. Das Grundstück liegt im Grundwasserschutzgebiet III A, das als Sonden nur oberflächennahe Installationen ohne jeden Kontakt zum Grundwasser zulässt. Der anfangs angedachte horizontale Kollektor klassischen Typs brachte ein Problem mit: Die Grundstücksgröße reichte zur Versorgung einer Wärmepumpe mit einer Leistung von 40 Kilowatt nicht aus. Darüber hinaus wären die Grabungsarbeiten für eine Fläche von über 1000 Quadratmetern erheblich ins Geld gegangen. Deshalb schlug Architekt Uwe Hermann aus Bietigheim-Bissingen das GeoCollect-System als Alternative vor.

Nibe liefert die Wärmepumpe mit einer Leistung von 42 Kilowatt. Sie belädt einen 5000-Liter-Pufferspeicher, in den eine Elektroheizpatrone integriert ist. Damit kann auch die geplante Photovoltaik zur nachhaltigen Wärmeversorgung beitragen. Sie, die Wärmeversorgung, stützt sich natürlich in erster Linie auf die 36 Primärkreise im Boden mit total 360 Kollektormodulen und folglich einer Leistung von 36 Kilowatt ab. Die Differenz zum Maximalbedarf von 40 Kilowatt stellt der Kompressor bereit. Als Jahresnutzungsgrad gibt die Planung eine JAZ von 4,8 an. Die 4,8 beziehen sich auf das Heizen, ohne Berücksichtigung des Kältebetriebs. Kälte: Ein einziges Modul kann bei dem vorgeschriebenen Volumenstrom von fünf Litern pro Minute knapp 100 Watt Raumwärme abtragen.

Weitere Informationen: www.geocollect.de und www.hermannarchitekten.de