Planungsunterlage Projektierungs- und ... - Buderus

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3.1.3 Erdwärmekollektor
Verlegtiefe
Die Bodentemperaturen können in 1 m Tiefe auch
ohne Wärmenutzung den Gefrierpunkt erreichen. In
2 m Tiefe liegt die minimale Temperatur bei ca.
5°C. Mit zunehmender Tiefe nimmt diese Temperatur
zu, allerdings nimmt auch der Wärmestrom
von der Erdoberfläche ab. Ein Auftauen der Vereisung
im Frühjahr ist somit nicht sichergestellt. Daher
sollte die Verlegertiefe mindestens 1,2 m sein
und maximal 1,5 m (in Gräben maximal 1,25 m)
nicht überschreiten.
Verlegabstand
Bei der Bestimmung des Verlegabstandes da ist zu
berücksichtigen, dass die sich um die Erdschlangen
bildenden Eisradien nicht zusammenwachsen. Dies
ist gewährleistet, wenn der Verlegabstand ca. 0,7 m
bis 0,8 m beträgt.
Rohrlänge
Da die Verlegfläche sehr stark vom gewählten
Rohrabstand beeinflusst wird, empfiehlt es sich, bei
der Dimensionierung von der benötigten Rohrlänge
auszugehen. Ihre Bestimmung kann in folgenden
Schritten vorgenommen werden:
1. Bestimmung des stündlichen Wärmebedarfs
des Hauses im Auslegungspunkt QN &
(Wärmebedarfsrechnung)
2. Dabei benötigte Vorlauftemperatur Tv
3. Bestimmung der minimalen Soletemperatur
(i.a. kann -2°C zugrunde gelegt werden)
4. Bestimmung der Kälteleistung der Wärmepumpe
im Auslegepunkt
Q0 & = QWP & - Pel QWP & = Wärmeleistung der Wärmepumpe
Pel = elektr. Aufnahmeleistung der Wärmepumpe
im Auslegungspunkt
Q0 & = Kälteleistung bzw. Entzugsleistung
der Wärmepumpe aus dem Erdreich
im Auslegungspunkt
4. Auswahl der Entzugsleistung pro Meter Rohr in
Abhängigkeit von der Bodenart anhand folgender
Aufstellung:
Sandboden (trocken) q& = 0,010 kW/m
Lehmboden (trocken) q& = 0,020 kW/m
Lehmboden (feucht) q& = 0,025 kW/m
Lehmboden (wassergesättigt) q& = 0,035 kW/m
Q&
6. Berechnung der benötigten Rohrlänge l �
q&
O
3 Sole/Wasser – Wärmepumpen
Diese Auslegung gilt bei Wärmepumpen-Anlagen
mit reinem Heizbetrieb bei einer Wärmepumpen -
Betriebszeit von 1600-1800 h/a. Bei längeren Laufzeiten
ist neben der spezifischen Entzugsleistung
auch die spezifische jährliche Entzugsarbeit zu
berücksichtigen.
Die maximale Entzugsenergie pro Jahr liegt bei:
50 bis 70 kWh/m²
Verlegfläche
Die Verlegerfläche A ergibt sich aus dem Produkt
des Verlegerabstands da und der verlegten Rohrlänge
l:
A � l � d
a
Beispiel:
1. Stündlicher Wärmebedarf des Hauses im
Auslegepunkt 12 kW
2. Dabei benötigte Vorlauftemperatur des Heizsystems:
35°C
3. Minimale Soletemperatur 0°C
4. Bestimmung Q0 & (Kälteleistung)
QWP & der WPS 140 I in diesem Punkt 14,5 kW
(siehe Heizleistungskurve WPS 140 I)
Pel der WPS 140 I in diesem Punkt 3,22 kW
(siehe Heizleistungskurve WPS 140 I)
⇒ Q0 & = 14,5 kW - 3,22 kW = 11,28 KW
5. Lehmboden feucht/trocken q& = 0,020 kW/m
6. Benötigte Rohrlänge l
Q&
O
l �
q&
11,
28 kW
�
0,
020 kW
� 564 m
7. Gewählt: 6 Kreise à 100 m = 600 m
8. Benötigte Fläche A = 600 m � 0,8 m
⇒ A = 480 m²
m
Rohrmaterial, Rohrdurchmesser
Für die Kollektoren sollten Rohre aus PE 80
(PN12,5), 32 x 2,9mm nach DIN 8074 und 8075
eingesetzt werden.