Dimensionierungshilfe DiWa - Buderus
Dimensionierungshilfe DiWa - Buderus
Dimensionierungshilfe DiWa - Buderus
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
Warmwasser-<br />
Speicher<br />
dimensionieren<br />
nach dem Summenlinienverfahren<br />
inklusive Dimensionierungssoftware „<strong>DiWa</strong>“
2<br />
Warmwasser-Speicher dimensionieren bedeutet das Festlegen von Volumen und Erwärmleistung.
Warmwasser-Speicher<br />
dimensionieren<br />
nach dem Summenlinienverfahren<br />
Warmwasser-Speicher<br />
bedarfsgerecht zu dimensionieren<br />
ist der individuellen<br />
planerischen Vorgehensweise<br />
überlassen. Einzig für den Bedarf<br />
üblicher Ein- und Mehrfamilienhäuser<br />
wird mit DIN 4708 eine allgemein<br />
anerkannte Bemessungsmethode ge-<br />
boten. Diese Methode ist eine praktische<br />
Variante des Summenlinienverfahrens,<br />
das in seiner rechnerischen<br />
Form für jede Art von Warmwasserbedarf<br />
zur Bestimmung von Speichervolumen<br />
und Erwärmleistung<br />
herangezogen werden kann. ■<br />
3
4<br />
Bedarfskategorien<br />
Warmwasserbedarfe unterscheiden<br />
sich qualitativ allein durch die zeitliche<br />
Bedarfsverteilung. Davon ausgehend<br />
lassen sich typische Kategorien wie<br />
Blockverteilungen, Normalverteilungen,<br />
sowie diesen nicht zuzuordnende<br />
anderweitige Verteilungen, bilden. Dies<br />
kann jedoch nur eine Art Ordnungsschema<br />
sein. Voraussetzung jeder bedarfsgerechten<br />
Systemdimensionierung<br />
ist immer die quantitative Kenntnis des<br />
Bedarfs in seiner Größe und zeitlichen<br />
Verteilung.<br />
und<br />
Für die rechnerische Behandlung sind<br />
die mit den geforderten Warmwassermengen<br />
verbundenen Wärmekapazitäten<br />
von Interesse:<br />
C = m ⋅ c ⋅ϑ ( N −10)<br />
Schlachthof, Altenheim, Sportstätte. Der<br />
Kartenausschnitt zeigt die ganze Vielfalt<br />
damit verbundener Warmwasserbedarfe.<br />
Summenlinien<br />
Der zeitliche Bedarfsablauf lässt sich<br />
als Summenlinie, d.h. als über die Zeit<br />
sich aufsummierende dem System entnommene<br />
Warmwasserkapazität, abbilden.<br />
Die Steigung der Summenlinie<br />
gibt die „Warmwasserleistung“ wieder<br />
kWh/h = kW.
Blockverteilungen<br />
Dauerbedarfe<br />
Objekte mit Dauerbedarfscharakteristik<br />
sind häufig im gewerblichen Bereich<br />
anzutreffen, wie z. B.<br />
Friseurbetriebe, Molkereien, Brauereien,<br />
Wäschereien usw.<br />
Einzelbedarfe<br />
Einzelne Blockbedarfe sind herausragende<br />
Spitzenanforderungen, wie sie<br />
beispielsweise für den Zeitraum der Essenszubereitung<br />
von Kantinenbetrieben<br />
auftreten.<br />
In sich absolut gleichmäßige Daueroder<br />
Einzelbedarfe, wie hier idealisiert<br />
wiedergegeben, wird es in der Praxis<br />
kaum geben. Für die Dimensionierung<br />
ist dies jedoch unerheblich, da in aller<br />
Regel ausgleichende Speicherkapazitäten<br />
vorgesehen sind. Außerdem erlaubt<br />
das Summenlinienverfahren eine gute<br />
Einschätzung möglicher kritischer Betriebszustände.<br />
Folge von Einzelbedarfen<br />
Eine Folge von Einzelbedarfen weisen<br />
Einrichtungen mit medizinischen<br />
Bädern oder gewerbliche Waschanlagen<br />
auf.<br />
Bedarfssequenzen<br />
Eine eigene, ganz spezifische Bedarfsverteilung<br />
zeigen Objekte, bei<br />
denen zu Spitzenzeiten mehrere Personen<br />
eine geringere Anzahl von Warmwassereinrichtungen<br />
benutzen, z. B. bei<br />
Sportstätten, Kasernen, betrieblichen<br />
Dusch- und Wascheinrichtungen usw.<br />
In diesen Fällen ergeben sich aus zwei<br />
oder mehreren Durchgängen bestehende<br />
Bedarfssequenzen.<br />
Als Blockverteilung können durchgehende,<br />
als kontinuierlich anzusehende,<br />
Warmwasserbedarfe bezeichnet werden.<br />
Bedarfsverteilung Summenlinie<br />
Erscheinungsformen sind Dauerbedarfe,<br />
Einzelbedarfe und Folge von<br />
Einzelbedarfen oder Bedarfssequenzen.<br />
Dauerbedarf<br />
Einzelbedarf<br />
Folge von Einzelbedarfen<br />
Bedarfssequenz<br />
5
6<br />
Bedarfskategorien und Summenlinien<br />
Normalverteilungen<br />
Die Bedarfsverteilung nach DIN<br />
4708, Teil 1, ist auf übliche Ein- und<br />
Mehrfamilienhäuser bezogen. „Üblich“<br />
bedeutet, daß die Warmwassereinrichtungen<br />
mit durchschnittlicher Gleichzeitigkeit<br />
genutzt werden. Die DIN legt<br />
den Verlauf der Normalverteilung durch<br />
Vorgaben von „Periodendauern“ sowie<br />
Spitzen- und Gesamtbedarfen in Abhängigkeit<br />
der Objektgröße fest.<br />
Es gibt eine Vielzahl von Wohnobjekten<br />
und wohnähnlichen Objekten, die<br />
ebenfalls Normalverteilung erwarten<br />
lassen, aber wegen unter- oder überdurchschnittlicher<br />
Gleichzeitigkeit aus<br />
dem Gültigkeitsbereich der DIN fallen.<br />
Überdurchschnittliche Gleichzeitigkeit<br />
lassen Werks- und Betriebswohnungen<br />
erwarten, ebenso Hotels und Wohnheime.<br />
Anderweitige<br />
Verteilungen<br />
Darunter fallen alle, den beiden anderen<br />
Kategorien nicht zuzuordnenden<br />
Objekte. Krankenhäuser zeigen z. B.<br />
einen über den ganzen Tag gehenden<br />
Warmwasserbedarf mit besonders<br />
hohen Anforderungen zwischen 6 und<br />
8 Uhr.<br />
Auch komplexe, d. h. sich überlagernde,<br />
Bedarfe gleicher oder unterschiedlicher<br />
Kategorie sind häufig anzutreffen.<br />
Schon im Zweifamilienhaus ist mit der<br />
Überlagerung zweier Spitzenbedarfe,<br />
z. B. zweier Wannenbäder oder Wannen-<br />
und Duschbad zu rechnen.<br />
Ein der „Gauß’schen Normalverteilung“<br />
folgender Bedarfstyp kann für<br />
Wohnobjekte und wohnähnliche Objekte<br />
angenommen werden. Zu unterschei-<br />
Bedarfsverteilung<br />
den ist zwischen der Verteilung nach<br />
DIN 4708, Teil 1, sowie davon abweichenden<br />
Formen.<br />
Summenlinie mit Vorgaben zur<br />
Leistungszahlprüfung nach DIN<br />
Normalverteilung nach DIN 4708, Teil 1<br />
Normalverteilung von DIN 4708 abweichend
Mit Einzelspeichern von 75 bis 3.000 Litern und Speicherbatterien bis 6.000 Liter ist jeder<br />
Warmwasserbedarf abzudecken.<br />
7
8<br />
Allgemeines<br />
Da die Summenlinie den Verlauf des<br />
mit der Warmwasserabnahme verbundenen<br />
Entzugs von Wärmekapazitäten<br />
abbildet, ist es möglich, die vom Speicher<br />
bevorrateten und vom Wärmeerzeuger<br />
zugeführten Wärmekapazitäten<br />
in gleicher Weise darzustellen. Damit<br />
wird die grafische Wiedergabe der Summenlinie<br />
zum „Kapazitätenschaubild“<br />
(KSB) ausgeweitet und das gesamte Systemverhalten<br />
sichtbar.<br />
Das<br />
Die Übertragungsleistung des Wärmetauschers<br />
ist ein wesentlicher Faktor bedarfsgerechter<br />
Speicherdimensionierung.<br />
Kapazitäten-<br />
schaubild<br />
Kapazitätenschaubild
Zeitpunkte<br />
Die Thermografien zeigen<br />
Speicher-Ladezustände<br />
entsprechend den Zeitpunkten<br />
1 und 0<br />
Ladezustand des Speichers entsprechend dem Kapazitätenschaubild<br />
9
10<br />
Wie das Beispiel zeigt, ergibt sich<br />
zwangsläufig aus der Vorgabe<br />
einer den Bedarf teilbevorratenden<br />
Speicherkapazität.<br />
Der gleiche Bedarfsfall nun mit vollständiger<br />
Bedarfsbevorratung:<br />
Die Erwärmleistung wird wiederum<br />
bei entsprechend teilgeleertem Speicher<br />
angefordert, sie wird aber nicht zur Bedarfsabdeckung<br />
gebraucht. ist somit<br />
nicht an die Speicherkapazität gebunden<br />
und kann nach anderen Kriterien, z.<br />
B. dem Zeitpunkt der erneuten vollen<br />
Bereitschaft, festgelegt werden.<br />
Diese Art der Speicher- und Leistungsdimensionierung<br />
ist typisch für<br />
Speichersysteme in Verbindung mit<br />
kurzzeitig auftretenden Spitzenbedarfen,<br />
erfordert allerdings meist erhebliche<br />
Speichervolumen.<br />
Der gleiche Bedarfsfall in Verbindung<br />
mit einem Speicher-Ladesystem:<br />
Das Kapazitätenschaubild<br />
Dadurch, dass beim<br />
Ladesystem die Wärmetauscherleistungparallel<br />
zur Speicherentladung<br />
wirksam ist, entfällt<br />
die für Speichersysteme<br />
kritische Situation<br />
der Minimalkapazität-Unterschreitung.<br />
Im Kapazitätenschaubild<br />
kann deshalb<br />
die Linie die Summenlinie<br />
berühren. Bei<br />
gleicher Leistung benötigen<br />
Ladesysteme in<br />
aller Regel deutlich<br />
kleinere Speicherkapazitäten<br />
als beim Speichersystem<br />
erforderlich.<br />
Die mit den Kapazitätenschaubildern<br />
verdeutlichten Vorgänge zeigen, dass<br />
das Dimensionieren nach der Summenlinie<br />
darin besteht, aus einer Vielzahl<br />
möglicher Kombinationen - Speicherkapazität/Erwärmleistung<br />
- die für das<br />
Objekt günstigste Kombination zu ermitteln.<br />
Sonderfall DIN 4708<br />
Die DIN bezieht sich auf Warmwasseranforderungen<br />
üblicher Ein- und<br />
Mehrfamilienhäuser. Teil 1 geht von<br />
definierten Bedarfsperioden aus. Die<br />
zeitliche Bedarfsverteilung folgt einer<br />
modifizierten Gauß’schen Normalverteilung,<br />
wobei der Bedarf von „Einheitswohnungen“<br />
zugrunde gelegt ist.<br />
Die Anzahl zu versorgender Einheitswohnungen<br />
wird als „Bedarfskennzahl“<br />
(N) bezeichnet. So ist die Bedarfskennzahl<br />
N = 1 mit 3,7 Stunden Periodendauer,<br />
über die sich 12 kWh als<br />
Gesamtbedarf verteilen, definiert. Zeitlich<br />
in der Mitte befindet sich als<br />
Bedarfsspitze eine 10-minütige Wannenfüllung<br />
mit 5,82 kWh.<br />
Bei N = 14 ist dieser Spitzenbedarf<br />
z. B. mit 20 kWh definiert, was der<br />
Gleichzeitigkeit von 20 / 5,82 = 3,4<br />
Wannenbädern entspricht.<br />
Warmwasserbedarf und zeitliche Verteilung<br />
nach DIN 4708, Teil 1<br />
Teil 2 der Norm behandelt das Umrechnen<br />
real gegebener Wohnungen in<br />
die entsprechende Anzahl von Einheitswohnungen.<br />
In der Praxis ist das der<br />
eigentliche, mit der Speicherbemessung<br />
verbundene, Arbeitsaufwand. Als Ergebnis<br />
erscheint die Bedarfskennzahl<br />
N.<br />
Mit Teil 3 der DIN werden die Anforderungen<br />
der Bedarfskennzahlen in<br />
praktisch durchzuführende Zapfprogramme<br />
umgesetzt. Hersteller können<br />
so ihre Speicher durchprüfen und ihnen<br />
„Leistungskennzahlen“ (N L) zuordnen.<br />
N L = 8 sagt z. B. aus, dass der Speicher<br />
die Anforderungen der Bedarfskennzahl<br />
N = 8, also für 8 Einheitswohnungen,<br />
erfüllen kann. Die objektbezogene<br />
Speicherauswahl erfolgt in<br />
entsprechender Weise nach dem Kriterium<br />
N L ≥ N, wobei zu beachten ist,<br />
dass zur N L-Zahl auch immer eine bestimmte<br />
Mindest-Erwärmleistung<br />
gehört.<br />
Das Zapfprogramm nach Teil 3 folgt<br />
der aus der Bedarfsverteilung sich ergebenden<br />
Summenlinie, ist aber unter<br />
Berücksichtigung der praktischen<br />
Durchführbarkeit in einzelne Entnahmeintervalle<br />
mit zwischengelagerten<br />
Zapfpausen umgesetzt. Grafisch dargestellt,<br />
zeigt sich so die Summenlinie als<br />
Treppenkurve.
Damit ist das Bemessungsverfahren<br />
der DIN eine praktische Anwendung<br />
des Summenlinienverfahrens. Speichervolumen<br />
und Erwärmleistung werden<br />
messtechnisch an der treppenförmigen<br />
Summenlinie gefunden.<br />
Gleiches kann auch auf rein analytischem<br />
Weg mit Hilfe des KSB geschehen<br />
und es ist von Interesse zu sehen, ob<br />
beide Ergebnisse übereinstimmen.<br />
Hierbei ist allerdings zu beachten, daß<br />
das KSB keine modellhafte Nachbildung<br />
des realen Entnahmevorgangs ist.<br />
Dagegen spricht allein die Vielzahl der<br />
für das Betriebsverhalten entscheidenden<br />
konstruktiven Speicherparameter<br />
(wirkliches Volumen statt Nennvolumen,<br />
Positionierung des Temperaturfühlers,<br />
Temperaturabhängigkeit der<br />
Wärmetauscher-Übertragungsleistung<br />
usw.).<br />
Maßgeblich sind deshalb immer die<br />
nach DIN angegebenen Daten.<br />
Zapfprogramm nach DIN 4708, Teil 3 für die Leistungskennzahl N = 1<br />
Speicher mit externem<br />
Wärmetauscher in der<br />
Ladephase<br />
11
12<br />
Beispiel:<br />
<strong>Buderus</strong> Warmwasser-Speicher<br />
Logalux ST 150<br />
Leistungskennzahl 2,1 bei 24,5 kW<br />
Erwärmleistung<br />
Annahmen für das KSB:<br />
• Speichertemperatur 60 °C<br />
• Speicher zu Beginn der Entnahme<br />
vollständig durchgeladen<br />
• Die Erwärmleistung wird nach<br />
40 % Volumenentnahme wirksam.<br />
Das Kapazitätenschaubild<br />
KSB 1: Speichervolumen 150 l<br />
Erwärmleistung 24,5 kW<br />
N L = 2,1<br />
Entnahmeablauf:<br />
Der Speicher ist zu Beginn vollständig<br />
durchgeladen, Kapazität 9 kWh. Die<br />
Erwärmleistung wird an der 2. Stufe (2.<br />
Zapfung entsprechend der DIN-Vorgabe)<br />
bei 40 % Entleerung ausgelöst. Die<br />
2. Zapfpause reicht aus, den Speicher<br />
wieder vollständig durchzuladen. In<br />
entsprechender Weise wiederholen sich<br />
die Vorgänge bei den weiteren Stufen.<br />
Aus dem KSB ist die problemlose<br />
Erbringungen von N L = 2,1 zu ersehen.<br />
Bei stufigen Bedarfsprofilen, hierunter<br />
fallen alle DIN-Leistungskennzahlen,<br />
können schon kleine Differenzen<br />
erhebliche Auswirkungen haben, je<br />
nachdem von welcher Stufe ein Nachladevorgang<br />
ausgelöst wird.
KSB 2 zeigt den gleichen Speicher an<br />
der Summenlinie für N L= 1.<br />
Die Erwärmleistung wird hier erst<br />
von der 3. Stufe ausgelöst. Diese Stufe<br />
beinhaltet die Maximalentnahme. Der<br />
Speicher ist am Ende der Entnahme<br />
vollständig entladen und die mit der Erwärmleistung<br />
zugeführte Kapazität unterschreitet<br />
die auf 45 °C Nutztemperatur<br />
bezogene Minimalkapazität,<br />
die geforderte Zapftemperatur wird unterschritten<br />
und N L = 1 somit nicht erbracht.<br />
Grund ist die Treppenform der<br />
Summenlinie, die schon bei geringen<br />
Veränderungen ein völlig anderes Betriebsverhalten<br />
bewirken kann.<br />
Mit 155 Liter z. B. wird die 3. Stufe<br />
„übersprungen“ - der Speicher hat noch<br />
Restkapazität - erst mit der 4. Zapfung<br />
ist die bevorratete (Ausgangs-)Kapazität<br />
vollständig abgebaut. Um die Erwärmleistung<br />
schon von der 2. Stufe<br />
auslösen zu lassen, müsste entweder die<br />
Verzögerung auf ca. 32 % oder weniger<br />
reduziert werden, oder es ist ein kleineres<br />
Speichervolumen einzusetzen.<br />
KSB 4 zeigt, daß dieses Volumen<br />
kaum größer 120 Liter sein dürfte (bei<br />
40 % Verzögerung). Die Erwärmleistung<br />
ist mit 13 kW gut ausreichend.<br />
Anmerkung:<br />
In der Praxis wird die Summenlinie,<br />
im Gegensatz zum Zapfprogramm<br />
der DIN, nicht treppenförmig sondern<br />
stetig verlaufen. Ein Speicher<br />
mit bestimmter N L- Zahl deckt somit<br />
immer auch geringere Anforderungen,<br />
d. h. niedrigere N L-Zahlen ab.<br />
Auch sei der Hinweis nochmals wiederholt,<br />
dass das KSB nicht als Modellbildung<br />
verstanden werden darf.<br />
Maßgeblich sind immer die vom Hersteller<br />
nach DIN angegebenen Daten.<br />
KSB 2: Speichervolumen 150 l<br />
Erwärmleistung 24,5 kW<br />
N L = 1,0<br />
KSB 3: Speichervolumen 155 l<br />
Erwärmleistung 24,5 kW<br />
N L = 1,0<br />
KSB 4: Speichervolumen 120 l<br />
Erwärmleistung 13 kW<br />
N L = 1,0<br />
13
14<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong><br />
Mit der <strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
werden dem Anwender alle Vorteile des<br />
Summenlinienverfahrens für einfache<br />
und komplexe Warmwasserbedarfe geboten.<br />
Dass es sich grundsätzlich nur um eine<br />
Hilfe handeln kann, zeigt die in den vorigen<br />
Abschnitten herausgestellte Bedeutung<br />
der zeitlichen Bedarfsverteilung.<br />
Insofern sind die in der einschlägigen<br />
Literatur zu findenden Tabellen von<br />
Grundbedarfen, z. B. Krankenhaus mit<br />
300 l / Tag und Bett, kaum brauchbar - es<br />
sei denn, es wird prinzipiell von Gesamtbevorratung<br />
ausgegangen, was aber zumindest<br />
für Ladesysteme nicht als<br />
„bedarfsgerechtes Dimensionieren“ zu<br />
bezeichnen ist.<br />
<strong>DiWa</strong> bietet deshalb keine Auflistung<br />
aller möglichen Objektarten zum<br />
<strong>DiWa</strong><br />
<strong>DiWa</strong><br />
„Anklicken“, sondern einen Einstieg<br />
über die Bedarfskategorien. Da in der<br />
Praxis nur selten genauere Angaben über<br />
die zeitliche Bedarfsverteilung vorliegen,<br />
sind im Weiteren Annahmen zu treffen,<br />
die eingehende Objektrecherche, in jedem<br />
Fall aber Sachkenntnis und Erfahrung,<br />
erfordern.<br />
Die Festlegung von Speichervolumen<br />
und zugehörige Erwärmleistung erfolgt<br />
entsprechend den mit dem KSB aufgezeigten<br />
Möglichkeiten. <strong>DiWa</strong> bietet dafür<br />
als Ausgangsbasis das Speichersystem<br />
mit 2/3 Vollbevorratung und entsprechender<br />
Erwärmleistung an. Die endgültige<br />
Festlegung ist vom Anwender unter<br />
Berücksichtigung objektspezifischer Gegebenheiten<br />
zu treffen.<br />
Kriterien können sein: Platzverhältnisse,<br />
die verfügbare Erwärmleistung, Gesamtkosten<br />
usw.
Um alle Objekte bearbeiten zu können,<br />
erfolgt die Abfrage des Warmwasserbedarfs<br />
in einer weitgehend<br />
verallgemeinerten Form für die bestimmte<br />
Begriffe entwickelt wurden.<br />
Dies gilt insbesondere für die Kategorie<br />
„Normalverteilung freie Perioden-<br />
Eingabestruktur bei verschiedenartigen parallelen<br />
Bedarfen<br />
dauer“, die z. B. für Hotels, Heime,<br />
Campingplätze u. Ä. zutrifft.<br />
Objekte dieser Art zeigen meist unterschiedlich<br />
definierte, parallel anfallende<br />
Warmwasserbedarfe, die bei <strong>DiWa</strong> als<br />
Bedarfseinheit bezeichnet sind.<br />
25 Personen benutzen 9 Duschen. Grundbedarf<br />
8 l/ min bei 5 min Dauer<br />
der Bedarfsdauer (5 min) sind 9 Grundbedarfe<br />
zugeordnet<br />
So bildet das mit 2 Personen belegte<br />
Doppelzimmer eines Hotels zusammen<br />
mit den vorhandenen Warmwassereinrichtungen<br />
eine Bedarfseinheit und das<br />
mit 1 Person belegte Einzelzimmer eine<br />
weitere Bedarfseinheit. Der Gesamtbedarf<br />
ergibt sich dann aus der jeweiligen<br />
Anzahl solcher Bedarfseinheiten.<br />
In den meisten Fällen setzen sich die<br />
Warmwasserbedarfe aus einer Anzahl<br />
von Grundbedarfen (z. B. l/Person;<br />
l/Menü) zusammen. Der Zeitraum, über<br />
den hinweg sich ein einzelner oder alle<br />
Grundbedarfe erstrecken, ist die Bedarfsdauer.<br />
Wichtig ist, der angegebenen<br />
Bedarfsdauer die entsprechende<br />
Anzahl an Grundbedarfen zuzuordnen.<br />
Am Beispiel einer Sportstätte ist dies<br />
leicht nachvollziehbar. Hier nutzen 25<br />
Personen 9 Duschen. Wird als Bedarfsdauer<br />
die eines einzelnen Grundbedarfs<br />
angesetzt, können maximal die der Anzahl<br />
Duschen entsprechenden Grundbedarfe<br />
auftreten. Davon ausgehend<br />
berechnet <strong>DiWa</strong> die Anzahl sequenziell<br />
erfolgender Bedarfsdurchgänge. Eine<br />
andere Möglichkeit ist, der Gesamt-<br />
Bedarfsdauer (15 Minuten) alle 25<br />
Grundbedarfe zuzuordnen.<br />
Eingabe-Beispiele<br />
Die duschenden sowie das<br />
Waschbecken nutzenden Personen<br />
bilden jeweils eine (1)<br />
Bedarfseinheit.<br />
Der Hotelbedarf ist hier in<br />
drei Bedarfseinheiten aufgeteilt:<br />
Einzelzimmer, Doppelzimmer<br />
mit 1 Person belegt,<br />
Doppelzimmer mit 2 Personen<br />
belegt.<br />
15
16<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
Hinweise zur Auswahl von<br />
Speichern und Ladesystemen<br />
Die Berechnungen sind dann abgeschlossen,<br />
wenn das Gesamt-Speichervolumen<br />
und die Erwärmleistung<br />
festliegt. Bis hierher sind weitere Kriterien<br />
wie z. B. die Platzverhältnisse, die<br />
Einbringverhältnisse, die verfügbare<br />
Erwärmleistung und evtl. die Anlagenkosten<br />
zu berücksichtigen.<br />
Zweckmäßigerweise werden anschließend<br />
unter dem Feld Projekt im<br />
Bereich Projektdaten die Anlagenanschrift<br />
eingetragen sowie im Bereich<br />
Vorgaben die gewünschten Temperaturwerte<br />
festgelegt.<br />
Da DIWA über diese Temperaturen<br />
sowohl beim Speichersystem als auch<br />
beim Speicherladesystem die jeweils<br />
zugehörigen Leistungen zuordnet, sollte<br />
die Auswahl rechtzeitig erfolgen.<br />
DIWA macht Ihnen an dieser Stelle<br />
einen Vorschlag über<br />
- Speichertyp<br />
- Speichergröße<br />
- und ggf. Speicheranzahl<br />
Dieser Vorschlag ist in allen Punkten<br />
änderbar.<br />
Wenn es sich um eine Größenbestimmung<br />
für ein Wohnhaus handelt, hierbei<br />
erfolgt die Ermittlung über die Bedarfskennzahl<br />
N, erfolgt bereits nach der<br />
Kennzahlermittlung die Abfrage nach<br />
der Systementscheidung für unterschiedliche<br />
Kriterien:<br />
Hoher Heizwasserbedarf<br />
Niedriger Heizwasserbedarf<br />
Stehender Speicher<br />
Liegender Speicher<br />
Speichersystem<br />
Ladesystem<br />
Grundsätzlich kann eine Speicheranlage<br />
aus einem oder mehreren Speichern<br />
bestehen. Liegende Speicher<br />
werden bereits als Doppel- oder Dreifachspeicher<br />
angegeben. Bei stehenden<br />
Speichern kann das ermittelte Gesamtspeichervolumen<br />
auf mehrere kleinere<br />
Einheiten aufgeteilt werden.<br />
Unter hohem Heizwasserbedarf wird<br />
die Heizwassermenge verstanden, bei<br />
welcher die maximale Dauerleistung<br />
bei vertretbarem Druckverlust übertragen<br />
werden kann. Dieser Druckverlust<br />
wurde für die größeren Speicher mit ca.<br />
350 mbar festgelegt.<br />
Als niedriger Heizwasserbedarf wurde<br />
50 % der Menge des hohen Bedarfs<br />
gewählt.<br />
Wenn das Speichersystem ausgewählt<br />
wurde, kann entweder die Übertragungsleistung<br />
oder die Heizwassermenge<br />
(in den Grenzen zwischen hoher und<br />
niedriger Heizwassermenge) individuell<br />
verändert werden. DIWA berechnet<br />
den jeweils anderen Wert und immer die<br />
Rücklauftemperatur.<br />
Wenn man sich für das Ladesystem<br />
entschieden hat, kann zwischen aufgesetztem<br />
(LAP) und seitlichem (LSP)<br />
Ladesystem gewählt werden. Es ist zu<br />
beachten, dass bei dem LAP ein Gerät<br />
pro SF-Speicher benötigt wird, wogegen<br />
bei dem LSP ein Gerät auch für<br />
mehrere Speicher (gemeinsames Ladesystem)<br />
eingesetzt werden kann. Es<br />
können sowohl stehende als auch liegende<br />
Speicher sein. Um der Verkalkungsgefahr<br />
vorzubeugen, sollte bei<br />
einem Ladesystem mit maximal 75 °C<br />
Vorlauftemperatur gearbeitet werden.<br />
Es wird immer eine Warmwassertemperatur<br />
von 60 °C angenommen. Auch<br />
beim Ladesystem ist die hohe und niedrige<br />
Heizwassermenge wählbar.
Beispiele<br />
Komplexer<br />
Bedarf<br />
Um das Programm kennenzulernen,<br />
empfiehlt sich ein Einstieg über die<br />
Kategorie „Komplexe Bedarfsvorgaben“.<br />
Hierbei handelt es sich um die allgemeinste<br />
Eingabeform, mit der<br />
prinzipiell alle Warmwasserbedarfe -<br />
außer Berechnungen nach DIN 4708 -<br />
bearbeitet werden können.<br />
Einfamilienhaus mit 2 Badezimmern<br />
Vorgabe:<br />
Badezimmer 1:<br />
Entnahme eines Wannenbades. Der<br />
Bedarf entspricht den Vorgaben der<br />
DIN 4708 für die Normalwanne NB1.<br />
Badezimmer 2:<br />
5 Minuten zeitversetzt zum Füllbeginn<br />
der Wanne wird ein Duschbad über<br />
die Sparbrause genommen. 7 Minuten<br />
nach dessen Beendigung ein zweites.<br />
Es ist festzustellen, ob der vorgesehene<br />
untergesetzte Speicher mit 135<br />
Litern Inhalt mit NL = 2 bei 19,6 kW<br />
Kesselleistung den Bedarf abdecken<br />
kann.<br />
1. Anwahl der Bedarfskategorie<br />
„Komplexe Bedarfsvorgaben“<br />
2. Vorgabe des Arbeitsblattes.<br />
Als nächster Schritt empfiehlt<br />
sich die Festlegung des betrachteten<br />
Zeitraums sowie<br />
dessen tabellarische und grafische<br />
Skalierung.<br />
17
18<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
3. Eingaben:<br />
- Für den Betrachtungszeitraum<br />
30 Minuten<br />
- Skalierung der Zeittabelle<br />
mit 1 Minute<br />
- Skalierung der Zeitachse im<br />
KSB mit 5 Minuten<br />
- Eingaben mit „i.O.“ bestätigen<br />
4. Auf dem Arbeitsblatt erscheint<br />
die Zeittabelle für die Bedarfseingaben.<br />
Nächster Schritt durch Aktivieren<br />
der Funktion „Zapfstellen<br />
oder Grundbedarfe“.<br />
5. Aus der Tafel ist die Normwanne<br />
NB1 angewählt und<br />
übernommen. In den Sichtfenstern<br />
erscheinen die entsprechenden<br />
Daten.<br />
6. In gleicher Weise wird die<br />
Sparbrause BRS angewählt<br />
und übernommen. Damit ist<br />
die Bedarfseingabe beendet.
7. Eintragung der Bedarfe durch<br />
Aktivieren der entsprechenden<br />
Zeitpunkte (jeweiliger Bedarfsbeginn)<br />
8. Das erste Duschbad geht bis<br />
Ende der 11. Minute. Das<br />
zweite Duschbad folgt mit 7<br />
Minuten Abstand Ende der 18.<br />
Minute. Da beide Duschbäder<br />
identisch sind, genügt eine ein<br />
zige Eingabe bei Schritt 6. Bei<br />
unterschiedlichen Bedarfen<br />
sind jeweils eigene Eingaben<br />
erforderlich. Die Tabelle zeigt<br />
dann die entsprechende Anzahl<br />
Zeilen für die Eintragung.<br />
9. Die Summenlinie besteht aus<br />
den Teillinien Wanne und<br />
Dusche. Durch Aktivieren der<br />
Zeilen werden die entsprechenden<br />
Teillinien angezeigt.<br />
Hier: Teil-Summenlinie der<br />
Wannenfüllung<br />
19
20<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
10. Teil-Summenlinie der in Folge<br />
genommenen Duschbäder.<br />
11. Die Gesamt-Summenlinie<br />
wird als grafische Addition<br />
der Teil-Summenlinien durch<br />
Aktivieren „Summe“ angezeigt<br />
und durch automatisches<br />
Antragen einer Speicher-Kapazitätsvorgabeentsprechend<br />
2/3 der gesamten<br />
Bedarfskapazität - sowie der<br />
dazugehörigen Minimal-Erwärmleistung-<br />
als KSB<br />
ausgegeben.<br />
12. Durch Aktivieren des Symbols<br />
bei „Volumen“ wird das<br />
nächstgrößere <strong>Buderus</strong>-Speichervolumen<br />
eingestellt.<br />
Hier: 135 Liter<br />
Die zur Einhaltung der Minimalkapazität<br />
erforderliche Erwärmleistung<br />
ist mit 22,6 kW<br />
berechnet.
Ergebnis:<br />
Mit dem vorgesehenen 135 Liter-<br />
Speicher ist trotz N L = 2 bei 19,6 kW<br />
Erwärmleistung der Bedarf nicht abzudecken.<br />
Erforderlich sind zumindest<br />
22,6 kW. Mit 160 Liter Volumen ist der<br />
Bedarf vollständig bevorratet. Die<br />
Erwärmleistung ist nach der gewünschten<br />
Wieder-Bereitschaft festzulegen.<br />
Mit 200 Litern hat der Speicher noch<br />
genügend Restkapazität für evtl. sofort<br />
anschließend weitere Bedarfe.<br />
13. Mit dem nächstgrößeren Speichervolumen<br />
- 160 Liter - ist<br />
der Gesamtbedarf bevorratet.<br />
Die Erwärmleistung kann jetzt<br />
frei, z. B. nach dem Zeitpunkt<br />
der vollen Speicher-Wiederbereitschaft,<br />
gewählt werden.<br />
14. Mit 200 Liter Speichervolumen<br />
ist der Bedarf gut abzudecken.<br />
21
22<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
Normalverteilung<br />
freie Periodendauer<br />
Campingplatz<br />
Vorgaben:<br />
150 Personen können 15 Duschen Waschbecken. Für Duschen und Wasch-<br />
und 25 Waschbecken benutzen. Der Bebecken sind die entsprechenden DINdarfszeitraum<br />
verteilt sich über 3 Stun- Vorgaben anzusetzen. Die Nutztempeden.<br />
Es wird „Normalverteilung“ ratur ist jedoch von 45 °C auf 40 °C zu<br />
angenommen. Weiter wird angenomkorrigieren.<br />
Als Duschdauer sind 4 Mimen,<br />
dass 70 % der Personen die Dunuten anzunehmen.<br />
sche benutzen und 30 % nur das<br />
1. Nach Anwahl der Bedarfskategorie<br />
„Normalverteilung freie<br />
Periodendauer“ (siehe S. 18<br />
Bild 1) wird die Bearbeitung<br />
als Objekt mit unterschiedlichen<br />
Bedarfen (Duschen und<br />
Waschbecken) vorgenommen.<br />
2. Nach Aktivieren der Funktion<br />
„Erfassen einer Bedarfsgruppe“<br />
kann die Eingabe erfolgen.<br />
Die duschenden Personen<br />
bilden mit den 15 Duschen<br />
eine (1) Bedarfseinheit (siehe<br />
S. 15). Bestätigen der Eingabe<br />
mit „i.O.“. Für den nächsten<br />
Schritt ist die Funktion „Neue<br />
Zapfstelle oder Grundbedarf“<br />
zu aktivieren.
3. Als Dusche ist der Vorgabe<br />
entsprechend die DIN-Sparbrause<br />
gewählt. Die Bedarfsdauer<br />
eines Duschbades ist auf<br />
4 Minuten reduziert, ebenso<br />
die Nutztemperatur auf 40 °C.<br />
Da 15 Duschen vorhanden<br />
sind, können maximal 15<br />
Duschbäder (15 Grundbedarfe)<br />
gleichzeitig, d. h. in 4<br />
Minuten, genommen werden.<br />
4. In gleicher Weise erfolgen die<br />
entsprechenden Eingaben für<br />
die Waschbecken. Die das<br />
Waschbecken nutzenden Personen<br />
bilden mit den 25<br />
Waschbecken wiederum eine<br />
(1) Bedarfseinheit.<br />
5. Als Waschbecken ist das DIN-<br />
Handwaschbecken gewählt.<br />
Die Nutztemperatur wiederum<br />
auf 40 °C reduziert.<br />
23
24<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
6. Auf der rechten Seite des<br />
Arbeitsblattes sind die berechneten<br />
Ergebnisse aufgelistet.<br />
Durch Aktivieren der Symboltaste<br />
KSB erfolgt die Berechnung<br />
des Kapazitätenschaubildes.<br />
7. Festlegung der für die Normalverteilung<br />
vorgegebenen 3<br />
Stunden.<br />
8. Ausgabe des KSB. Um einen<br />
Einstieg zu finden, gibt <strong>DiWa</strong><br />
2/3 Gesamtbevorratung vor,<br />
was hier 1.845 Liter bedeutet.<br />
Die zugehörige Erwärmleistung<br />
ist entsprechend der nicht<br />
zu unterschreitenden Minimalkapazität<br />
(siehe S. 9) mit 130,9<br />
kW berechnet.<br />
Wichtig: Diese Vorgabe ist<br />
keine Empfehlung, sondern<br />
nur die Ausgangsbasis für<br />
die im Weiteren vorzunehmenden<br />
Varianten.
9. Mit 3.000 Liter ist der Bedarf<br />
vollständig bevorratet. Die<br />
Erwärmleistung ist hier mit 80<br />
kW gewählt. Der Speicher ist<br />
damit in weniger als 30 Minuten<br />
nach Bedarfsende wieder<br />
durchgeladen.<br />
10. Im Speicherladesystem würden<br />
2.000 Liter bei 80 kW<br />
Erwärmleistung gut ausreichen.<br />
25
26<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
Normalverteilung nach<br />
DIN 4708<br />
Mehrfamilienwohnhaus<br />
Vorgaben:<br />
10 Wohnungen je 2 Zimmer<br />
ausgestattet mit<br />
- 1 Normalbrause<br />
- 1 Waschtisch<br />
- 1 Spüle<br />
2 Wohnungen je 4 Zimmer<br />
ausgestattet mit<br />
- 1 Normalbadewanne<br />
- 1 Waschtisch<br />
- 1 Spüle<br />
3 Wohnungen je 5 Zimmer<br />
ausgestattet mit<br />
- 1 Normalbadewanne<br />
- 1 Waschtisch<br />
- 1 Spüle<br />
1. Nach Anwahl der Bedarfskategorie<br />
„Normalverteilung<br />
nach DIN 4708“ (siehe S. 16)<br />
Festlegung des Rechengangs<br />
„Mehrfamilienhaus“.<br />
2. Nächster Schritt durch Aktivierung<br />
der Funktion „Erfassung<br />
einer Wohnungsgruppe“.<br />
Dateneingabe der ersten Wohnungsgruppe.<br />
Da keine Belegungszahlen<br />
vorgegeben sind,<br />
wird die statistische Belegung<br />
nach DIN übernommen.<br />
Bestätigen mit „i.O.“.
3. <strong>DiWa</strong> gibt als 1. Zapfstelle<br />
prinzipiell die Normalbadewanne<br />
als Standardausstattung<br />
vor. Ist eine solche, wie hier<br />
bei der 1. Wohngruppe, nicht<br />
gegeben, erfolgt die entsprechende<br />
Korrektur über den<br />
Befehl „Bearbeiten“.<br />
4. Ersetzen der Wanne durch die<br />
Brausekabine BRS. Die von<br />
der Norm vorgegebenen 45 °C<br />
Nutztemperatur sind hier auf<br />
die üblicherweise benötigten<br />
40 °C korrigiert.<br />
Die in der Norm angegebenen<br />
Zapfstellen-Grundbedarfe<br />
stimmen mitunter nicht mit<br />
dem über die Formel<br />
Q = m . c . (45 - 10) (siehe S.<br />
6) errechneten Werte überein.<br />
Der Benutzer hat die Wahl,<br />
den DIN-Wert zu übernehmen<br />
oder, nach Betätigung des<br />
“Taschenrechners“, den<br />
mathematisch exakten Wert.<br />
In gleicher Weise erfolgt die<br />
Eingabe für die zweite und<br />
dritte Zapfstelle.<br />
5. Die eingegebenen und berechneten<br />
Größen werden kontinuierlich<br />
auf dem Arbeitsblatt<br />
angegeben. Für die 1. Wohnungsgruppe<br />
ist die Bedarfskennzahl<br />
mit 7,1 errechnet.<br />
27
28<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
6. Dateneingabe der 2. Wohngruppe<br />
wie zuvor. Ebenso die<br />
Eingabe der Zapfstellen.<br />
7. Dateneingabe der 3. Wohngruppe.<br />
8. Arbeitsblatt mit vollständiger<br />
Auflistung und der errechneten<br />
Bedarfskennzahl<br />
N = 12,8. Nächster Schritt<br />
durch Aktivieren der Funktion<br />
„Auswahl Speicher“.
9. Aus der <strong>Buderus</strong>-Datenbank<br />
wird der für den Bedarf geeignete<br />
Speicher angezeigt.<br />
Hier: Logalux ST 400 mit<br />
N L = 14,2<br />
10. Arbeitsblatt mit kompletter<br />
Datenausgabe.<br />
Aktivieren des KSB über die<br />
Symboltaste<br />
11. Ausgabe des Ergebnisses als<br />
Kapazitätenschaubild<br />
29
30<br />
Kaserne<br />
Vorgabe:<br />
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
Serieller Bedarf<br />
Der Dusch-/Waschraum eines Kasernengebäudes<br />
ist mit 25 Duschen und 30<br />
Waschbecken ausgestattet. Zu Spitzenzeiten<br />
ist mit der Nutzung von 120<br />
Personen zu rechnen. Es kann davon<br />
ausgegangen werden, dass sich die Personen<br />
auf die jeweils frei werdenden<br />
Duschen bzw. Waschbecken verteilen.<br />
1. Auswahl der Bedarfskategorie<br />
„Serielle Bedarfe“ entsprechend<br />
Schritt S. 16. Nach<br />
Aktivieren der Funktion „Angaben<br />
zum Objekt“ erscheint<br />
die Eingabetafel.<br />
2. Für die Duschen ist die DIN-<br />
Zapfstelle BRS angewählt,<br />
wobei die Vorgaben auf 40 °C<br />
Nutztemperatur und die Bedarfsdauer<br />
auf 6 Minuten korrigiert<br />
sind.<br />
Wichtig ist die Eingabe für 25<br />
gleichzeitig nutzbare Duschen.
3. In gleicher Weise erfolgt die<br />
Eingabe der Waschbecken.<br />
Die Nutztemperatur ist eben<br />
falls auf 40 °C korrigiert.<br />
4. Arbeitsblatt mit Dokumentation<br />
der berechneten Warmwasserbedarfe.<br />
Ausgabe des<br />
KSB durch Aktivieren der<br />
Symboltaste.<br />
5. Die Tafel zeigt die nach dem<br />
Kriterium „Ausnutzung jeder<br />
frei werdenden Garnitur“ erfolgte<br />
Aufteilung der 120<br />
Personen auf Duschen und<br />
Waschbecken.<br />
Diese Aufteilung kann beliebig<br />
korrigiert werden. Als<br />
Pause zwischen den einzelnen<br />
Durchgängen sind 2 Minuten<br />
angenommen.<br />
31
<strong>Dimensionierungshilfe</strong> <strong>DiWa</strong><br />
Herausgeber: <strong>Buderus</strong> Heiztechnik GmbH<br />
Text und Grafiken: Dipl.-Ing. Gerd Böhm<br />
Softwareentwicklung: Dipl.-Math. Heike Werner<br />
6. Wegen der besseren Über<br />
sichtlichkeit ist die Skalierung<br />
des Graphs von 1 Minute auf<br />
12 Minuten verändert.<br />
Wie immer erfolgt auch hier<br />
das erste Angebot als Speichersystem<br />
mit 2/3 Bedarfsbevorratung.<br />
7. Mögliche Dimensionierung<br />
mit 1.900 Liter Vollbevorratung<br />
und 120 kW im Speichersystem.<br />
8. Auch im Ladesystem kann bei<br />
120 kW Leistung das Speichervolumen<br />
nicht wesentlich<br />
geringer ausfallen.<br />
4652 361 (08/99)