Der Grabenkollektor für die Wärmepumpe

Wer sich für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Grabenkollektor entscheidet, setzt auf eine effiziente Heizung. Denn das Erdreich hat auch in der kalten Jahreszeit höhere Temperaturen und liefert mehr Energie als die Luft. Mit einem Grabenkollektor lässt sich die Wärmequelle platzsparend und preisgünstig erschließen. Wie das funktioniert und was es kostet, erklären wir in den folgenden Abschnitten. 

Grabenkollektoren zum Erschließen der Erdwärmequelle  

Erdwärmepumpen nutzen unterirdisch gespeicherte Wärme für die Heizung und die Warmwasserbereitung im Haus. Um diese zu gewinnen, kommen neben Sondenbohrungen oder Flachkollektoren auch Grabenkollektoren zum Einsatz. Diese bestehen aus robusten, meist in Schlaufen verlegten Kunststoffleitungen. Sie befinden sich in Gräben mit einer Breite von bis zu zwei Metern und einer Tiefe von etwa 1,5 Metern.

Erdarbeiten für einen Grabenkollektor im Garten sind günstig
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Solekreis liefert Umweltenergie für die Wärmepumpe  

Der Grabenkollektor wird von der Sole, einem Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, durchflossen. Dabei nimmt das Medium Energie aus der Erde auf und erwärmt sich. Es gibt die mitgeführte Wärme über den Verdampfer (Wärmetauscher) an die Wärmepumpe ab, regeneriert sich und strömt erneut durch den Grabenkollektor. In der Wärmepumpenanlage nimmt ein Kältemittel die thermische Energie auf und verdampft. Es wird verdichtet, auf eine höhere Temperatur gebracht und kann die Wärme anschließend an das Heizsystem abgeben.

Wichtig: Je geringer der Temperaturhub im Wärmepumpenkreis, desto effizienter und sparsamer arbeitet die Heizung. Da eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Grabenkollektor auf eine vergleichsweise warme Umweltenergiequelle setzt, sorgt sie also für niedrige Heizkosten.

Dimensionierung der Wärmepumpe mit Grabenkollektor  

Abhängig von der Qualität des Bodens und der Tiefe der Gräben können die Kollektoren bis zu 100 Watt pro Meter gewinnen. Für die Beheizung moderner Gebäude genügen dabei Grabenlängen von 40 bis 80 Metern. Um die genaue Länge zu ermitteln, berechnet ein Installateur zunächst die Heizlast. Denn diese gibt an, wie viel die Anlage leisten muss, um das Haus auch an kalten Tagen auf angenehme Temperaturen zu bringen.

Anschließend folgt eine Begutachtung der Bodenqualität. Ist der Untergrund feucht und lehmig, speichert er in der Regel mehr Energie als trockene und sandige Böden. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe bezieht über den Grabenkollektor mehr Wärme und die Gräben können kürzer ausfallen. Um den Druckverlust im System möglichst gering zu halten, teilt der Experte die nötige Länge unter Umständen auf mehrere Gräben auf. Die Leitungen werden in das Erdreich eingebracht, über einen Verteiler/Sammler zusammengeführt und mit der Wärmepumpe verbunden.

Verlegung der Soleleitungen in den flachen Gräben

Geht es um die Verlegung der Grabenkollektoren, sind unterschiedliche Varianten möglich. Während sich die Leitungen bei ausreichend Platz theoretisch schlaufenfrei verlegen lassen, bringen Experten die Kollektoren meist in sich überschneidenden Ringen horizontal ein. Ist der Platz sehr knapp, können die Ringe aber auch senkrecht in den Boden kommen. Das reduziert das Aushubvolumen und lohnt sich vor allem für die nachträgliche Installation auf kleinen Grundstücken.  

Einsatzbereiche und Vorteile der flachen Sole-Kollektoren   

Ein Grabenkollektor ist platzsparender als ein Flachkollektor und günstiger als eine Sondenbohrung. Er lässt sich auf kleineren Grundstücken realisieren und benötigt keine speziellen Genehmigungen. Aus diesen Gründen eignen sich die Anlagen für viele neue und alte Gebäude.

Vorteil der Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Grabenkollektor

Die platzsparenden Erdkollektoren haben zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Systemen. So sind sie günstig und meist sogar in Eigenleistung herstellbar. Außerdem nutzen sie das Erdreich als Wärmequelle und sorgen dank höherer Temperaturen im Untergrund für niedrige Heizkosten. Die folgende Übersicht stellt die wichtigsten Vorteile der Grabenkollektoren zusammen:

  • Geringes Aushubvolumen, einfache und kostengünstige Montage
  • Strömung im Rohr kann viel Wärme aus dem Erdreich aufnehmen
  • Erdwärme lässt sich auch auf sehr kleinen Grundstücken erschließen
  • Vergleichsweise hohe Temperaruten im Erdreich senken die Heizkosten
  • Hohe Fördermittel für die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Grabenkollektor

Kosten des Grabenkollektors für eine Wärmepumpe

Im Gegensatz zu Flachkollektoren und Sondenbohrungen gelten die Solegräben als günstig. Während die Kosten von der Beschaffenheit des Bodens, den Gegebenheiten auf dem Grundstück und der Heizlast des Gebäudes abhängen, können Einfamilienhausbesitzer mit 2.000 bis 4.000 Euro rechnen. Eine effiziente Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Grabenkollektor gibt es dabei schon für unter 15.000 Euro. Unterstützend wirkt dabei natürlich auch die hohe Förderung des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Über diese bekommen Bauherren und Sanierer mindestens 4.000 Euro. Voraussetzung ist, dass sie die Mittel noch vor dem Beginn der Baumaßnahme beantragen.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Grabenkollektor nutzt das Erdreich als Energiequelle. Die Kollektoren lassen sich dabei platzsparend und günstig sogar auf kleinen Grundstücken verlegen. Sie gewinnen thermische Energie mit vergleichsweise hohen Temperaturen und sorgen so für niedrige Heizkosten. Die Auslegung erfolgt individuell, basierend auf der Bodenbeschaffenheit und der Heizlast des Gebäudes. 

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