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Dimensionierungshilfe DiWa - Buderus

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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 />

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