Tunnelkollektor 2.0

Bei der Weiterentwicklung des Tunnelkollektors lagen folgende Randbedingungen zu Grunde:

Generationenhaus mit ca. 300m² Wohnfläche (intern 2 Wohnungen)
großes Grundstück
lehmige Erde
eben
Neubau, daher völlige Gestaltungsfreiheit

Das Gesamtkonzept aus Zusammenspiel von Solarthermie, Photovoltaik, Wärmepumpe und Tunnelkollektor (manche sagen auch "Sektorkopplung") wurde beibehalten.

Die Beheizung der Räume erfolgte ausschließlich über Fußbodenheizungen mit zusätzlich je einer Wandheizung in den Bädern. Dadurch konnte die max. Vorlauftemperatur auf 35°C begrenzt werden.

Das Gesamtschema der neuen Anlage finden Sie hier.

Im Folgenden die Veränderungen gegenüber der ersten Version mit Vorteilen und Nachteilen:

der Eintrag der solaren Überschusswärme erfolgt nicht mehr via Kupferrohr zentral im Tunnelkollektor, sondern via Plattenwärmetauscher direkt in den Solekreislauf der Wärmepumpe.
Dadurch ist das potentielle Korrosionsproblem der Kupferrohre in der Erde eliminiert.

Dadurch musste die Tunnelform auch nicht mehr beibehalten werden.

Die Rohre wurden nun, unter Beibehaltung der äußeren Abmaße der Tunnelkollektoren (3m x 1,5m x 10m) in drei Etagen slinky verlegt. Wir haben je Ebene ein gesamtes Coil (à 100m Rohr) verlegt. Dadurch gibt es keine Verbindungen in der Erde. Alle Enden (Vorläufe und Rückläufe) haben wir an einer Stelle zusammenlaufen lassen und nach Tichelmann verbunden.

Dieser Punkt wurde so gewählt, dass die Anbindung an die Wärmepumpe auf kurzem Weg zu realisieren war.
Ein Vorteil dieser Verlegung: der Aufbau "auf der Wiese" mit allen Vorbereitungen (Schablonenbau...) fällt weg. Das ergibt einen deutlichen Zeit und Planungsvorteil. Dem gegenüber steht ein erhöhter (zeitlicher) Aufwand beim Verlegen der einzelnen Etagen; der Bagger muss warten.

Aus der Anlagenskizze kann man entnehmen, dass wir bei der Größe des Gebäudes zwei Tunnelkollektoren eingesetzt haben. Um uns die Möglichkeit zu schaffen damit zu experimentieren, haben wir diese so verbunden, dass wir die Tunnelkollektoren einzeln oder zusammen schalten können. Die Idee dahinter fußt auf einer Erfahrung mit Version 1: das solarthermische Feld kann auch "zu" groß sein. Nach der Installation von weiteren Sonnenkollektoren auf dem West-Dach hatten wir zu Beginn der Heizperiode fast 25°C in der Erde. Damit lässt sich nur noch moderat kühlen.

Wenn wir also nach der Heizperiode, wenn beide TK herunter gekühlt sind, nur einen thermisch regenerieren, könnte der "Kalte" unangetastet auf seinen Kühl-Einsatz im Sommer warten. Und nach der Kühlperiode können wir dann umschalten und gezielt thermisch regenerieren. Die Diskussion der Schaltfälle finden Sie hier.

Ob das richtig/sinnvoll/nötig ist, kann man aber erst nach ein oder zwei Jahren sagen...

Einige Hinweise:

Um Missverständnisse bzgl. der Fotos zu vermeiden: Die Betonringe sind die Zisterne, die mit den Tunnelkollektoren nicht zu tun hat. Wir haben -um später nur einen Schacht unter der Terrasse zu haben- die Anschlüsse an eine Stelle gebündelt.
mittlerweile produziert die Firma STI einen Flachkollektor, der auch bei niedrigen Temperaturen gut funktioniert. Er hat u.a. spezielle Kondensat-Abläufe ("Wärmepumpenkollektor").Den haben wir eingesetzt (16m²).
Die Solarregelung von Resol (DeltaSol BX) muss hier schon etwas "verbogen" werden, da kein passendes Anlagenschema vorhanden ist. Es geht, aber vielleicht findet sich eine passendere Regelung, oder Resol lässt sich überzeugen, dass ein passendes Anlagenschema ergänzt wird. Die Hardware ist für unsere Anforderung ausreichend.
Die Kunststoff-Schraubverbindungen, die wir eingesetzt haben, sind nur schwer dicht zu bekommen; man muss peinlich darauf achten, dass keine Riefen an den Dichtungsbereichen im Rohr sind. Öfteres Nachziehen ist nötig. Die metallischen Quetschring- /Schneidringverschraubungen, die wir an den Kugelhähnen eingesetzt haben, sind zwar sehr diffizil zu montieren, aber dafür problemlos dicht.