Erdwärmekollektor; Verlegetiefe; Verlegeabstand; Kollektorfläche Und Rohrlänge - Dimplex Buderus Installationsanleitung

3.2
3.2 Erdwärmekollektor
Die im Erdreich gespeicherte Energie fließt fast ausschließlich
über die Erdoberfläche zu. Dabei sind Niederschläge und Son-
neneinstrahlung die wesentlichen Energielieferanten. Deshalb
dürfen Kollektoren nicht unter überbauten oder versiegelten Flä-
chen verlegt werden. Der Wärmezufluss aus dem Erdinneren ist
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kleiner als 0,1 W/m und somit vernachlässigbar.
3.2.1

Verlegetiefe

Die Bodentemperaturen können in 1m Tiefe auch ohne Wärme-
nutzung den Gefrierpunkt erreichen. In 2m Tiefe liegt die mini-
male Temperatur bei ca. 5 °C. Mit zunehmender Tiefe steigt
diese Temperatur an, allerdings nimmt der Wärmestrom von der
Erdoberfläche ab. Ein Auftauen der Vereisung im Frühjahr ist
somit nicht sichergestellt. Daher sollte die Verlegetiefe ca. 0,2 bis
3.2.2

Verlegeabstand

Bei der Bestimmung des Verlegeabstandes d
tigen, dass sich um die Erdschlangen bildende Eisradien nach
einer Frostperiode soweit abgetaut sind, dass Niederschlags-
wasser versickern kann und sich keine Staunässe bildet.
Die empfohlenen Verlegeabstände liegen je nach Bodenart und
Rohrdurchmesser zwischen 0,5 und 0,8 m.
Je länger die maximale Dauer der Frostperiode desto grö-
ßer ist der Verlegeabstand zu wählen.
3.2.3 Kollektorfläche und Rohrlänge
Die benötigte Fläche für einen horizontal verlegten Erdkollektor
hängt von folgenden Faktoren ab:
Kälteleistung der Wärmepumpe
Betriebsstunden der Wärmepumpe während der Heizperi-
ode
Bodenart und Feuchtegehalt des Erdreichs
Maximale Länge der Frostperiode
HINWEIS
Kap. 3.2.6 auf S. 78 zeigt Standardwerte zur Dimensionierung von Erdwär-
mekollektoren.
1. Schritt: Wärmeleistung der Wärmepumpe im Auslegungs-
punkt (z.B. B0/W35) bestimmen
2. Schritt: Berechnung der Kälteleistung durch Abzug der
elektrischen Aufnahmeleistung im Auslegungs-
punkt von der Wärmeleistung
=
- P
0 WP el
= Wärmeleistung der Wärmepumpe
WP
elektr. Aufnahmeleistung der Wärme-
P
=
el
pumpe im Auslegungspunkt
Kälteleistung bzw. Entzugsleistung
= der Wärmepumpe aus dem Erdreich im
0
Auslegungspunkt
3. Schritt: Betriebsstunden der Wärmepumpe pro Jahr ermit-
teln
In Deutschland kann man bei monovalenten Wärmepumpen-An-
lagen ca. 1800 Betriebsstunden für Heizung- und Warmwasser-
bereitung annehmen. Bei monoenergetischen und bivalenten
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Die maximale Entzugsenergie pro Jahr liegt bei 50 bis 70 kWh/m
aber in der Praxis nur mit hohem Aufwand zu erzielen sind.
0,3m unter der maximalen Frostgrenze liegen. In den meisten
Regionen ist dies bei 1,0 bis 1,5m.
Bei der Verlegung von Erdkollektoren in Gräben darf aus Gründen der
seitlichen Absicherung eine Verlegetiefe von 1,25m nicht überschritten
werden.
ist zu berücksich-
a
Bei deutschen Klimabedingungen haben sich bei feuchten, bindigen
Böden Verlegeabstände von 0,8m bewährt (siehe Kap. 3.2.6 auf S. 78.
Anlagen erhöhen sich die Betriebsstunden je nach Lage des Bi-
valenzpunktes auf ca. 2400 Betriebsstunden.
4. Schritt:
trocken nicht bindiger Boden
Tab. 3.2: Spezifische Entzugsleistungen nach VDI 4640 bei einem Verlege-
5. Schritt:
Bsp.: SI 14TE
14,5 kW
3,22 kW
11,28 kW
Die berechnete Mindestrohrlänge wird in der Praxis auf volle 100m Kreise
aufgerundet.
HINWEIS
ACHTUNG!
Bei schlechter Wärmeleitung des Bodens (z.B. Sand) ist bei
gleicher Verlegefläche der Verlegeabstand zu reduzieren
und somit die Gesamtrohrlänge zu erhöhen.
HINWEIS
Spezifische Entzugsleistung in Abhängigkeit der
Bodenart und der zu erwartenden Betriebsstunden
pro Jahr nach VDI 4640 auswählen
Bodenart Spezifische Entzugsleistung
für 1800 h
(Sand)
bindiger Boden feucht
wassergesättigter Boden
(Sand, Kies)
abstand von 0,8m
Die Kollektorfläche ergibt sich aus der Kälteleis-
tung und der spezifischen Entzugsleistung
= Kälteleistung der Wärmepumpe
0
Spezifische Entzugsleistung des Erd-
=
reichs
A = Kollektorfläche
Mindestrohrlänge bei einem Verlege-
abstand von 0,8m
Anzahl Solekreis á 100m
PE-Rohr ist standardmäßig in 100m-Längen verfügbar.
Aus diesem Grund ergeben sich bei 564m Mindestrohr-
länge 6 Kreise á 100 und eine Verlegefläche von 480m².
HINWEIS
für 2400 h
2 2
ca. 10 W/m ca. 8 W/m
2
ca. 25 W/m ca. 20 W/m
2
ca. 40 W/m ca. 32 W/m
11,28 kW
25 W/m
2
451m
564 m
6
2
, die
2
2
2