Planungsunterlage Wärme ist unser Element Sole/Wasser - Buderus

2.5.2 Erdwärmekollektoren
Erdwärmekollektoren nutzen die Erdwärme nahe der
Erdoberfläche, die fast ausschließlich über Niederschläge
und Sonnenwärme ins Erdreich gelangt. (Aus
dem Erdinnern kommt nur ein vernachlässigbar geringer
Wärmezufluss von weniger als 0,1 W/m 2 .) Daraus
erklärt sich, dass Erdwärmekollektoren nur unter freien
Flächen, nicht aber unter versiegelten oder überbauten
Flächen installiert werden dürfen.
Auslegung von Kollektorfläche und Rohrlänge
Die Fläche, die für einen horizontal verlegten Erdkollektor
benötigt wird, wird bestimmt durch die Kälteleistung
der Wärmepumpe, die Betriebsstunden der Wärmepumpe
in der Heizperiode, die Bodenart und den
Feuchtegehalt des Erdreichs sowie die maximale Dauer
der Frostperiode.
➔ Standardwerte zur Auslegung von Erdwärmekollektoren
➔ Seite 22.
Berechnung von Kollektorfläche und Mindestrohrlänge
● Wärmeleistung der Wärmepumpe im Auslegungspunkt
bestimmen (z. B. B0/W35)
● Kälteleistung berechnen: elektrische Aufnahmeleistung
im Auslegungspunkt von der Wärmeleistung
abziehen (➔ 21/1)
● Betriebsstunden der Wärmepumpe pro Jahr ermitteln
Für Deutschland gilt
– Monovalente Anlagen: ca. 1800 Betriebsstunden
(für Heizung und Warmwasserbereitung)
– Monoenergetische und bivalente Anlagen:
ca. 2400 Betriebsstunden (je nach Lage des Bivalenzpunkts)
● Spezifische Entzugsleistung (nach VDI 4640) abhängig
von der Bodenart und den Betriebsstunden pro
Jahr wählen (➔ 21/1)
● Kollektorfläche aus der Kälteleistung und der spezifischen
Entzugsleistung berechnen (➔ 21/3)
Berechnungsgrößen (➔ 21/2)
Pel Elektrische Leistungsaufnahme der Wärmepumpe im
Auslegungspunkt in kW
Q0 Kälteleistung bzw. Entzugsleistung der Wärmepumpe aus dem
Erdreich im Auslegungspunkt in kW
QWP Wärmeleistung der Wärmepumpenanlage in kW
Berechnungsgrößen (➔ 21/3)
A Kollektorfläche in m 2
q Spezifische Entzugsleistung des Erdreichs in kW/m2 Q0 Kälteleistung bzw. Entzugsleistung der Wärmepumpe aus dem
Erdreich im Auslegungspunkt in kW
Auslegung von Wärmepumpen 2
➔ Maximal 50 kWh/m 2 bis 70 kWh/m 2 können der Erde
mit Erdwärmekollektoren pro Jahr entzogen werden.
Zum Erreichen der Maximalwerte ist in der Praxis
allerdings ein sehr großer Aufwand erforderlich.
➔ Anlagen mit Erdwärmekollektoren können nicht zur
Kühlung von Gebäuden beitragen – im Gegensatz zu
Anlagen mit Erwärmesonden (Details zur Kühlung von
Gebäuden mithilfe von Wärmepumpenanlagen
➔ Seite 103 ff.).
Beispiel
Wärmepumpe WPS 9 K / WPS 9
QWP = 9,2 kW
Pel = 1,99 kW
Damit ergibt sich:
Q 0 = 7,21 kW
q = 25 W/m 2 = 0,025 kW/m 2
Damit ergibt sich:
Planungsunterlage Sole/Wasser-Wärmepumpe Logatherm WPS 6–11 K und WPS 6–17 – 06/2008
Spezifische Entzugsleistung
für 1800 h für 2400 h
Trocken nicht bindiger
Boden (Sand)
W/m2 10 8
Bindiger Boden feucht W/m2 25 20
Wassergesättigter Boden
(Sand, Kies)
W/m2 40 32
21/1 Spezifische Entzugsleistung für verschiedene Bodenarten nach
VDI 4640 bei einem Verlegeabstand von 0,8 m
Q0 = QWP – Pel 21/2 Formel zur Berechnung der Kälteleistung
21/3 Formel zur Berechnung der Kollektorfläche
A
=
Q0 -----q
Q0 = 9,2 kW – 1,99 kW = 7,21 kW
7,21 kW
A
0,025 kW/m2 ----------------------------------- 288,4 m2 = =
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