Ausdehnungsgefäß Für Primärkreis - Viessmann VITOCAL 350-G Typ BW 351.A Planungsanleitung

Planungshinweise
(Fortsetzung)
Beispielrechnungen zur Auslegung der Wärmequelle
Auswahl der Wärmepumpe
Gebäude-Heizlast (Netto-Heizlast)
Zuschlag für Trinkwassererwärmung für
3-Personen-Haushalt
Sperrzeiten
Gesamte Heizlast des Gebäudes
Systemtemperatur (bei min. Außentemp. −14 °C)
Betriebspunkt Wärmepumpe
Die Wärmepumpe mit 5,9 kW Heizleistung (einschl. Zuschlag für
Sperrzeiten, ohne Trinkwassererwärmung), Kälteleistung
= 4,7 kW entspricht der erforderlichen Leistung.
²
K
Auslegung Erdsonde als Doppel-U-Rohr
■ Mittlere Entzugsleistung:
= 50 W/m Sondenlänge
³
E
■ ² = 4,7 kW
K
■ Sondenlänge L = ² /³ = 4700 W/50 W/m = 94 m ≈ 100 m
K E
■ Gewähltes Rohr für die Sonde: PE 32 × 3,0 (2,9) mit 0,531 l/m
Erforderliche Menge des Wärmeträgermediums (V
■ Zu berücksichtigen sind der Inhalt der Erdsonde einschließlich der
Zuleitung zuzüglich dem Volumen der Armaturen und der Wärme-
pumpe.
■ Bei Sondenanzahl > 1 sind Verteiler vorzusehen. Die Zuleitung ist
größer als die Rohrkreise zu dimensionieren, wir empfehlen
PE 32 bis PE 63.
■ Erdsonde als Doppel-U-Rohr.
Zuleitung: 10 m (2 × 5 m) mit PE 32 × 3,0 (2,9)
V = 2 × Sondenlänge L × 2 × Rohrleitungsvolumen
R
+ Länge Zuleitung × Rohrleitungsvolumen
= 2 × 100 m × 2 × 0,531 l/m + 10 m × 0,531 l/m
= 217,7 l
Gewählt: 220 Liter (einschl. Wärmeträgermedium in den Armaturen
und der Wärmepumpe).
Ausdehnungsgefäß für Primärkreis
Bis zu einer Länge der Zuleitung von 20 m und einer Dimensionierung
bis PE 40 ist ein Ausdehnungsgefäß von 25 l Inhalt ausreichend.
Bei größeren Längen ist eine detaillierte Berechnung erforderlich.
V = Gesamtvolumen der Anlage (Sole) in Liter
A
V = Nennvolumen des Ausdehnungsgefäßes in Liter
N
V = Volumenzunahme bei Anlagenaufheizung in Liter
Z
= V x β x Δt
A
β = Ausdehnungsfaktor (β für Tyfocor 35 % = 0,0004)
Δt = Temperaturdifferenz Primärkreis (–5 bis +20 °C) = 25 K
V = Sicherheitsvorlage (Wärmeträgermedium Tyfocor) in Liter
V
= V x (Wasservorlage: 0,005), mindestens 3 l (nach DIN 4807)
A
p = zul. Endüberdruck in bar
e
= p – 0,1 x p
si si
= 0,9 x p
si
p = Abblasedruck des Sicherheitsventils = 3 bar
si
V = (V + V ) x (p + 1) / (p - p
N Z V e e
p = Stickstoff-Vordruck = 1,5 bar
st
Inhalt des Ausdehnungsgefäßes bei Erdkollektor
V = Inhalt Erdkollektor einschl. Zuleitung + Inhalt Wärmepumpe
A
= 130 l
V = V x β x Δt = 130 l x 0,0004 1/K x 25 K = 1,3 l
Z A
V = V x 0,005 = 130 l x 0,005 = 0,65 l
V A
VITOCAL
4,8 kW
0,75 kW (siehe Kapitel „Zuschlag für Trinkwasserwärmung": 0,75 kW < 20 % der Ge-
bäude-Heizlast)
3 × 2 h/d (berücksichtigt werden nur 4 h, siehe Kapitel „Monovalente Betriebs-
weise")
5,76 kW
45/40 °C
B0/W35
)
R
)
st
Druckverlust der Erdsonde
■ Wärmeträgermedium: Tyfocor
■ Volumenstrom Wärmepumpen mit 5,9 kW: 860 l/h
■ Volumenstrom pro U-Rohr: 860 l/h : 2 = 430 l/h
■ Δp = R-Wert × Rohrlänge
R-Wert (Widerstandswert) für PE 32 × 3,0 (2,9) (siehe Tabellen
„Druckverlust" zu den Rohrleitungen):
■ Bei 430 l/h ≈ 44 Pa/m
■ Bei 860 l/h = 176 Pa/m
Δp = 44 Pa/m × 2 × 100 m = 8800 Pa
Doppel-U-Rohr-Sonde
Δp = 176 Pa/m × 10 m = 1760 Pa
Zuleitung
Δp = 66000 Pa = 660 mbar (max. ext. Durchfluss-
zulässig
widerstand, primärseitig)
Δp + Δp = 8800 Pa + 1760 Pa
Doppel-U-Rohr-Sonde Zuleitung
= 10560 Pa
≈ 106 mbar
Ergebnis:
Da Δp = Δp + Δp
Doppel-U-Rohr-Sonde
überschreitet, kann die geplante Erdsonde mit einer Wärmepumpe mit
5,9 kW Nenn-Wärmeleistung betrieben werden.
Gewählt: 3 l
1,3 Liter + 3,0 Liter
V = · (2,7 bar + 1) = 13,25 Liter
N
2,7 bar – 1,5 bar
Inhalt des Ausdehnungsgefäßes bei Erdsonde
V = Inhalt Erdkollektor einschl. Zuleitung + Inhalt Wärmepumpe
A
= 220 l
V = V x β x Δt = 220 l x 0,0004 1/K x 25 K = 2,2 l
Z A
V = V x 0,005 = 220 l x 0,005 = 1,1 l
V A
Gewählt: 3 l
2,2 Liter + 3,0 Liter
V = · (2,5 bar + 1) = 15,17 Liter
N
2,7 bar – 1,5 bar
den Wert für Δp nicht
Zuleitung zulässig
VIESMANN
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