Erste GeoCollect-Anlage für Schwabenhaus · Zunächst wird der Druck binnen der ersten halben Stunde aufgrund der Dehnungdes Materials um bis zu 0,3 bar sinken. (Dies passiert aufgrund

Erste GeoCollect-Anlage für Schwabenhaus EINE BAUSTELLEN-DOKUMENTATION

Ort: Bad Rappenau / OT Fürfeld

Zeitraum der Errichtung der Anlage: 4. Bis 7. Mai 2015

Bauvorhaben: EFH mit 148,78 m² Wohnfläche

Heizleistung der Wärmepumpe. 6,0 kW (Waterkotte EcoTouch Ai1 Geo 5006.5)

Durchflussmenge Quellseite: 1.500 l/h

Auslegung der GeoCollect-Anlage: 5 Stränge á 10 Absorber-Module für 5 kW Entzugsleistung

Besonderheit der Anlage: Nutzung der GeoCollect-Anlage zur Energierückgewinnung aus dem Abwasser

Ausführende Firma: Albert Flechsig Rothenkirchen e.K.

Das Bild zeigt den Beginn der Erdarbeiten.

Hier war die Bodenplatte bereits gegossen; Leerrohre für Vor- und Rücklauf der Sole zwischen dem bereits definierten Standort des Sole-Verteilers und dem künftigen Haustechnikraum waren darunter bereits verlegt; hier wurde auf einen Winkel von max. 15° geachtet, damit sich später die 40 mm PE-Rohre gut durchschieben lassen.

Seite 2 Baustellendokumentation © GeoCollect GmbH 2016

Nachfolgendes Bild zeigt das Verlegeschema in Verbindung mit den Abwasserrohren

Die blauen Felder markieren die Gräben für die GeoCollect-Stränge. Hierbei handelt es sich um 3 Gräben mit einer Länge von 5,5 m und einen Graben (rechts) mit ca. 10,5 m Länge. Die Absorber selbst haben eine Länge von ca. 1 m. In einem 5 m langen Graben werden immer 5 Absorber miteinander verschweißt und in eine Richtung auf der einen Seite des Grabens verlegt und mit einem zweiten Teilstrang auf der anderen Seite des Grabens über ein 32 mm PP-Rohr verbunden. Spätere Bilder zeigen dieses sehr anschaulich (siehe auch nebenstehendes Anschluss-Schema).

Im 10 m langen Graben wurden zwei dieser eben beschriebenen U-förmigen Stränge hintereinander verlegt. Ebenso hätte an jeder Grabenseite ein 10 m Strang hintereinander verlegt werden können, deren Rückläufe dann am hinteren Ende angeschlossen und in der Mitte des Grabens verlegt worden wären.

Spätere Fotos werden zeigen, dass entgegen der gezeichneten Planung des Verlaufs der Abwasserrohre diese letztlich zwischen die Absorber so verlegt wurden, dass eine Energierückgewinnung optimal möglich ist.

Hinweis in eigener Sache: Die Einbeziehung der Abwasser-Rohre in die Energiebilanz wurde nicht in der Auslegung der GeoCollect-Anlage berücksichtigt. Eine GeoCollect-Anlage mit 5 Strängen á 10 Absorber-Modulen ist in Deutschland unter allen Bodenarten, außer trockenem Kies und Fels, für eine Entzugsleistung von 5 kW bei einer Durchflussmenge von 300 l/h & Strang = 1.500 l/h ausgelegt.

© GeoCollect GmbH 2016 Baustellendokumentation Seite 3

Die Teilstränge oder die Stränge der GeoCollect-Anlage selbst müssen mit einem Abstand von 70 cm in einer Tiefe von 1,5 m (Unterkante; Überdeckung 1,15 m) verlegt werden. Hier bekommt das Erdreich garantiert eine 100 %-ige Regeneration über die Sommermonate durch den in die Erde eindringenden Regen. Gleichzeitig steht, durch den Abstand von 70 cm, unseren dünnwandig und turbulent durchströmten Absorbern in senkrechter Einbaulage eine solche Kubatur Erdreich zur Verfügung, die ausreichend ist, für eine vollwertige Heizung über die gesamte Heizperiode und den Bedarf an Warmwasser. Eine korrekte Wärmebedarfsberechnung und eine darauf basierende Auslegung der GeoCollect-Anlage sind selbstredend eine Grundvoraussetzung für deren zuverlässiges über Jahrzehnte andauerndes Funktionieren.

Aushub der 3 Gräben á 5,5 m Das GeoCollect-Wirkprinzip

Ausgehobener Graben über 10 m Länge Schachtarbeiten im Bereich der Leerrohre zum Haustechnikraum


5,5 m Graben mit Stich zur Abwasserleitung Graben mit Blick auf die Leerrohre

Der Aushub ist geschafft.


Ideal für die Verlegung einer GeoCollect-Anlage ist ein Trupp von 4 Arbeitern. Während zwei Arbeiter den Tiefbau erledigen, beschäftigen sich die anderen beiden Arbeiter mit der Vormontage des GeoCollect-Systems außerhalb der Gräben. Je nach Transportmöglichkeit kann ein Teil der Vormontage bereits im Werk geschehen.

Die beiden Bilder zeigen das Verschweißen zweier Absorber

Vormontierte Absorber mit 90° Schweißbögen Eingeschweißtes 65 cm PP-Rohr für das Verbinden (für die Verbindung der Teilstränge) der beiden Stranghälften (zusammen mit den 90°- ACHTUNG: auf die unterschiedliche Richtung Schweißbögen entsteht der Modulabstand von der Schweißbögen achten und rechts im Bild eingeschweißte Reduziermuffen für die Anschlüsse der Vor- und Rückläufe

ZUR BEACHTUNG: Frisch verschweißte Elemente mind. 4 min auskühlen lassen, bevor mit diesen weitergearbeitet werden kann.


Weitere Impressionen von der Vormontage der GeoCollect-Anlage außerhalb der Gräben

Im Bild rechts unten sieht man den Transport der vormontierten 5-er Teilstränge zum Graben. Das war bereits am Morgen des zweiten Tages. Der erste Tag endete mit dem kompletten Aushub der Gräben und der kompletten Vormontage der Absorber zur Vorbereitung des Verlegens in den Gräben.

Ablage der Teilstränge an den Gräben Herablassen der Teilstränge in die Gräben

Beginn der Montage und Ausrichtung der Absorber in den Gräben inkl. Verlegung der Abwasserleitung zwischen den Absorbern. Im Bild rechts sind bereits zwei verbundene Teilstränge zu sehen. ACHTUNG: Erst Teilstränge verbinden, dann Schweißgerät abkühlen lassen und den 32-er Schweißdorn gegen den 25-er Schweißdorn tauschen.


Während der Abkühlzeit des Schweißgerätes können die 40-er Vor- und Rücklaufrohre durch die Leerrohre geschoben und der Sole-Verteilerschacht angebracht werden.


Die Leerrohre Vor- und Rücklauf-Leitungen enden im zukünftigen Haustechnikraum mit Kugelhähnen

Im Vordergrund liegt das Fundament für die Wärmepumpe bereit.


Nachfolgend einige Impressionen der verlegten GeoCollect-Anlage

Die Abwasserrohre wurden sorgfältig eingesandet und in ihrem Gefälle gewissenhaft verlegt.

Für die GeoCollect Anlage genügt später das aus den unteren Schichten ausgehobene, bindige Erdreich zum Verfüllen.

Nur wenn der Aushub zu steinig ist, muss die gesamte GeoCollect-Anlage eingesandet werden.


Anschluss des Soleverteiler-Schachtes

Im Soleverteiler-Schacht befinden sich die eigentlichen Soleverteiler für Vor- und Rücklauf zu bzw. von den Absorber-Strängen. Der Verteiler für die Vorläufe ist mit Strangregulierern ausgestattet, anhand derer nach Inbetriebnahme der Wärmepumpe die einzelnen Absorber-Stränge abgeglichen werden (ACHTUNG: Vorlauf heißt: Von der Wärmepumpe zu den Absorbern). Nach dem hydraulischen Abgleich soll jeder Strang mit 5 l/min durchflossen werden.

Die nach unten abgehenden Steckstutzen sind, wie die gesamte GeoCollect-Anlage, aus PP. Diese werden mit den 25 mm – Rohren (Vor- und Rückläufe zu den Absorber-Strängen) mit DN 25 PP-Schweißmuffen im sogenannten Muffe-Dorn-Schweißverfahren (wie die gesamte GeoCollect-Anlage) verschweißt. Die Verteilerbalken selbst sind aus PE. Die Anschlüsse der Rohre zum Haustechnikraum erfolgt demzufolge über branchenübliche Elektroschweißmuffen, alternativ auch über das Muffe-Dorn-Schweißverfahren.

Auch in diesem Fall gilt, wie vorher bereits beschrieben, dass nach Anschweißen der DN25 Schweißmuffen an die Steckstutzen am Verteilerschacht 20 min vergehen müssen, bis die Schweißverbindungen soweit abgekühlt sind, dass die Rohre daran verschweißt werden können.

TIPP: Die DN25 Schweißmuffen lassen sich auch bereits bequem vorher anschweißen, bevor der Verteilerschacht auf der Baustelle ist oder zumindest, bevor er angebracht ist.

Hinter dem Verteilerschacht muss eine Hartschaumisolierung die Bodenplatte (oder ggf. Kellerwand) vor dem Auskühlen schützen.


Die Leerrohre werden, nachdem die Vor- und Rücklaufrohre verlegt sind, mit Ringraumdichtungen vor eindringendem Wasser geschützt.

Fertig montierter und angeschlossener Verteilerschacht

Während der Abkühlphase der Schweißverbindungen kann die Zeit für die Vorbereitung der Druckprüfung der Anlage genutzt werden.


Druckprüfung

Die vollständig und gewissenhaft protokollierte Druckprüfung ist die Grundlage für eine verlängerte Gewährleistung über 10 Jahre seitens der GeoCollect GmbH. Diese verlängerte Gewährleistung tritt nur in Kraft, wenn das Druckprüfungsprotokoll binnen kurzer Zeit (i.d.R. 14 Tage) vom Bauherren, vom Prüfer und vom Bauleiter unterschrieben bei der GeoCollect GmbH vorliegt.

Die GeoCollect-Anlage ist zunächst eine Stunde mit Luft (6 bar) abzudrücken und danach über 12 h mit Sole, mit 3 bar. Für die Druckprüfung mit Sole ist die Anlage vorher zu befüllen und zu Entlüften.

Anschluss der Prüfarmatur an den Kugelhähnen Die Druckprüfung mit Luft steht bei konstant der Vor- und Rücklaufleitungen knapp über 6 bar über eine Stunde!

Während die Druckprüfung mit Luft steht, kann die Armatur für den Anschluss der Spülpumpe zum Befüllen der Anlage mit Sole vorbereitet werden.

Die Sole kann als fertiges Gemisch oder als Konzentrat geliefert werden. Fertiggemische haben den Vorteil, dass Sie das Mischen auf der Baustelle ersparen; der Nachteil ist, dass sie nur in unhandlichen 60 oder 200 l Gebinden geliefert werden (und man eine Menge Wasser durch die Gegend fährt). Konzentrat liefern wir in transportfreundlichen 30 l Gebinden.

Beim Mischen ist auf das richtige Verhältnis zu achten. Die GeoCollect-Anlage wird mit einem Gemisch mit Frostschutz bis minus 15 °C betrieben. Im Normalerweise verwendeten Ethylen-Glykol-Gemisch bedeutet das 29 % Konzentrat und 71 % Wasser. Hier auf dieser Baustelle musste aufgrund der ausgewiesenen Wasserschutzzone 3 ein lebensmittelechtes Propylen-Glykol-Gemisch verwendet werden. Hier beträgt das Mischungsverhältnis 35 % Konzentrat zu 65 % Wasser.

ÜBRIGENS: Eine GeoCollect-Anlage ist nicht genehmigungs-, sondern lediglich anzeigepflichtig. Nur in Wasserschutzzonen bedarf die Errichtung der Anlage und das verwendete Wärmeträger-Medium (Sole; Wasser-Glykol-Gemisch) einer Ausnahmegenehmigung.


Mischen der Sole-Flüssigkeit

Ein gutes Hilfsmittel: Ein Kanister mit Markierungen für das richtige Mischungsverhältnis


Nach dem Befüllen und Spülen der Stränge wir die Druckprüfung mit Sole vorbereitet. Beim Spülen/Entlüften werden erst alle Stränge gemeinsam gespült, dann jeder Strang einzeln, bis keinerlei Luftbläschen im offenen Sole-Gefäß sichtbar sind.


Druckprüfung mit Sole

Die Druckprüfung mit Sole erfolgt mit 3 bar und dauert 12 h. Sie dient, nach erfolgter Prüfung mit Luft, in der Gewährleistung einer Langzeit-Sicherheit des Systems. Erfahrungsgemäß treten innerhalb dieser 12 h unter dem vierfachen des normalen Arbeitsdruckes Schwächen zutage, die sonst erst im laufenden Betrieb der Anlage sichtbar würden.

Die Druckprüfung mit Sole unterliegt einigen Besonderheiten. Zunächst wird der Druck auf 3 bar angehoben und die Absperrhähne verschlossen, so dass die GeoCollect-Anlage unter Druck bleibt. Um auszuschließen, dass noch Luft in der Anlage ist, muss beim Aufbau des Druckes (durch Verschließen des Rücklaufs) der Solespiegel genau beobachtet werden. Sinkt er während des Druckaufbaus, ist noch Luft im System. Bleibt der Solespiegel konstant, beginnt die Druckprüfung. Zunächst wird der Druck binnen der ersten halben Stunde aufgrund der Dehnung des Materials um bis zu 0,3 bar sinken. (Dies passiert aufgrund der Kompressionsfähigkeit der Luft bei der ersten Druckprüfung nicht.) Steht der Druck nach einer halben Stunde stabil, sollte ein Protokollfoto des Druckmessers angefertigt werden. Idealerweise ist das der Abschluss eines Arbeitstages.

Am nächsten Morgen (nach mind. 12 h) ist der Druck erneut abzulesen. Jetzt darf es nur noch eine minimale Abweichung zum Druck vor 12 h geben, die sich aus Volumenänderungen durch Temperaturschwankungen (nachts kalt; tags zuvor warm) ergibt.

Einstellen des Prüfdrucks Konstanter Druck nach Druck nach 12 Stunden von 3 bis 4 bar einer halben Stunde


Dokumentieren der Anlage und Beschriften der Vor- und Rückläufe

Um jederzeit eine Kontrolle über die Funktionsfähigkeit der Anlage zu bekommen und ggf. Fehler genau lokalisieren zu können, müssen die GeoCollect-Absorber-Stränge gut kartographiert und nummeriert werden.

Beschriftung der Verteilerbalken im Soleverteiler-Schacht

Vor- & Rücklauf im Haustechnikraum beschriftet

Beginn des Verfüllens der Gräben

Vor Beginn des Verfüllens wir der Prüfdruck der Anlage zunächst auf den Arbeitsdruck von ca. 1 bar abgelassen. Jetzt ist folgendes Phänomen zu beobachten: Nachdem der Prüfdruck auf ca. 1 bar abgelassen wurde, steigt der Druck wieder um bis zu 0,5 bar an: Der Grund dafür ist die zurückgehende Dehnung des Materials, die unter dem Prüfdruck von 3 bis 4 bar stattgefunden hat. Dieser nun anliegende Druck zwischen 1,5 und 2 bar bleibt während der gesamten Verfüllarbeiten bestehen, um unmittelbar auf etwaige Beschädigungen während der Erdarbeiten aufmerksam zu machen.

Stabiler, leicht steigender Druck während des Verfüllens der Gräben ist ein Zeichen für eine betriebssichere Anlage


Während der Bagger vorsichtig steinarmes bindiges Erdreich oder bindige Sande bis zur Oberkante der GeoCollect-Module einfüllt, sorgen Arbeiter dafür, dass Erde beidseitig der Absorber gut verteilt anliegt. Bis dahin verwendete Stützpfeiler oder ähnliche Elemente zur vertikalen Ausrichtung der Module können nun, nachdem die Absorber durch das Verfüllen stabilisiert sind, entfernt werden.

Nachdem die GeoCollect-Module bis zur Oberkante verfüllt sind, werden diese eingeschlämmt. Nur so entsteht eine kompakte Verbindung zwischen den Absorber-Flächen und dem Erdreich ohne Lufteinschlüsse, die im Erdreich wie ein Isolator wirken würden. Nur durch das Einschlämmen wird gewährleistet, dass die Anlage von Anfang an die konzipierte Entzugsleistung erzielt.


Nach erfolgtem Einschlämmen werden die Gräben mit dem Aushub verfüllt und verdichtet. ACHTUNG: Die Oberflächen über der GeoCollect-Anlage dürfen nicht versiegelt werden. Also Rasengittersteine sind in Ordnung; geschlossenes Pflaster nicht.

Nebenstehendes Bild zeigt die Warnbänder, die oberhalb von 30 cm über den GeoCollect- Absorber-Strängen ins Erdreich eingebracht werden, um bei nachfolgenden Schachtarbeiten vor einer Beschädigung des GeoCollect- Systems zu warnen.


Die Vor- & Rücklauf-Leitungen wurden eng am Abwasserrohr verlegt. Dadurch ist eine optimale Energierückgewinnung möglich.

Nachfolgend Bilder von den Verlege-Abständen


Das Druckprüfungsprotokoll ist erstellt Die Hebel der Kugelhähne liegen im Verteilerschacht …

… und sind so vor Missbrauch geschützt.

…. die GeoCollect-Anlage ist fertig errichtet.

GeoCollect GmbH · Oberstr. 14b · 20144 Hamburg Vertriebs- & Logistikzentrum Rudersberg Daimlerstr. 11 73635 Rudersberg

Vertriebszentrum Chemnitz Borssenanger 10 09113 Chemnitz Tel +49 40 2263306 0 · Fax +49 2263306 66 · Mail: [email protected] · www.geocollect.de

Geschäftsführer: Kai-Uwe Wohlers, Jörg Reichel · Handelsregister: Amtsgericht Hamburg· HRB: Nr. 132417 Bank: DKB IBAN: DE93 1203 0000 1020 1091 44 BIC: BYLADEM1001· USt.-ID: DE 815 332 719

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