Gekoppelte Kälte- und Wärme - Huber Energietechnik AG

Gekoppelte Kälte- und Wärmeerzeugung mit Erdwärmesonden 9. Anhang
� Kühlleistungs- und Kühlenergiebedarf
eines Verkaufsraums
Bild 9.16 stellt schematisch einen Verkaufsraum
mit drei verschiedenen Kühlmöbeln dar.
Glastürschrank
Kombischrank
Kühlunterbau
Bild 9.16: Schematische Darstellung eines Verkaufsraumes
mit drei verschiedenen Kühlmöbeln.
In diesem Verkaufsraum stehen folgende Geräte:
• Glastürschrank mit 650 l Inhalt und der Betriebstemperatur
0/+10 °C
• Kombischrank mit 650 l Inhalt und den Betriebstemperaturen
-2/+10 und -15/-24 °C
• Kühlunterbau mit 445 l Inhalt und der Betriebstemperatur
+2/+8 °C
Der totale Kühlleistungsbedarf berechnet sich aus
der Summe der Kühlleistungsbedarfe der einzelnen
Geräte multipliziert mit dem Gleichzeitigkeitsfaktor
fGl. Die Kühlleistungsbedarfe können aus
Tabelle 9.3 und Tabelle 9.4 herausgelesen werden:
&
Q GK
= 445 + 295 + 840 W = 1580 W
Multipliziert mit einem Gleichzeitigkeitsfaktor fGl
von 0.5 ergibt sich für den Kühlleistungsbedarf:
&
QGK total
= 1580⋅0.
5 = 790W
Der totale Kühlenergiebedarf ergibt sich aus der
Summe der Kühlenergiebedarfe der einzelnen
Geräte. Diese können aus
Tabelle 9.3 und Tabelle 9.4herausgelesen
werden, wenn mit einer täglichen Laufzeit von 8
h/d gerechnet wird:
Q GK = 12.8 + 8.5+ 24.2 MJ / d = 45.5 MJ / d
9.8 Umwälzpumpen
Der Energiebedarf für die Umwälzpumpen wird
gern unterschätzt. Es ist nicht selten, dass weit
mehr als 10 % des gesamten Strombedarfs zur
Bereitstellung des Wärme- und Kältebedarfs dafür
aufgewendet wird. Es wurden sogar schon Anlagen
angetroffen, bei denen der Strombedarf für
die Umwälzpumpen gleich hoch war wie der
Strombedarf für die Kompressoren in der Wärmepumpe.
Um den Strombedarf für Umwälzpumpen niedrig
zu halten, müssen der Pumpenwirkungsgrad η
und die Strömungsgeschwindigkeit v in den Rohren
beachtet werden. Dazu werden in der Folge
Zusammenhänge in Rohrnetzen aufgezeigt:
Die hydraulische Förderleistung Ph ist die physikalisch
minimale Leistung, die zur Förderung des
Volumenstroms V & [m 3 /s] bei einem Druckabfall
∆p [Pa] aufgebracht werden muss:
P h
= ∆p
V&
= ∆p
v A [W] Gl. 9.19
Die Stromaufnahmeleistung Pel ergibt sich dann
mit dem Wirkungsgrad η der Umwälzpumpe aus
∆p
V&
Pel = [W] Gl. 9.20
η
Der Druckabfall ∆p wird durch die Auslegung der
Umwälzpumpe bestimmt. Er ist bei vollturbulenter
Strömung proportional zum Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit
v in den Rohren:
2
2 V&
∆ p ~ v ~ [Pa] Gl. 9.21
2
A
und somit primär von der gewählten Rohrquerschnittsfläche
A abhängig. Aus den beiden Formeln
Gl. 9.20 und Gl. 9.21 ist ersichtlich, dass die
Aufnahmeleistung der Pumpe proportional zur
dritten Potenz der Strömungsgeschwindigkeit v
ist:
3
v
P el ~ [W] Gl. 9.22
η
Wirkungsgrade von Umwälzpumpen
Werden die Umwälzpumpen im optimalen Betriebspunkt
eingesetzt, kann man zur Zeit mit den
Wirkungsgraden gemäss Bild 9.17 rechnen (Füglister
und Sigg, 1991). Für kleine Förderleistungen
stehen momentan Stromspar-Umwälzpumpen vor
der Markteinführung, die auch bei hydraulischen
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