Ausdehnungsgefäß Für Primärkreis; Rohrleitungen Primärkreis - Viessmann VITOCAL series Planungsanleitung
Sole/wasser- und wasser/wasser-wärmepumpe
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Planungshinweise
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
K
■ Gewähltes Rohr für die Sonde: PE 32 × 3,0 (2,9) mit 0,531 l/m
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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 Dimensionie-
rung bis PE 40 ist ein Ausdehnungsgefäß von 25 l Inhalt ausrei-
chend.
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
N
Z
V
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
Rohrleitungen Primärkreis
Druckverluste für PE-Rohre, PN 10 mit Tyfocor
R-Wert (Widerstandswert):
■ R-Wert = Druckverlust/m Leitung
■ Die angegebenen R-Werte gelten für das Wärmeträgermedium
Tyfocor:
– Kinematische Zähigkeit = 4,0 mm
– Dichte = 1050 kg/m
grau
laminare Strömung
weiß
turbulente Strömung
VIESMANN
148
(Fortsetzung)
= 4700 W/50 W/m = 94 m ≈ 100 m
E
)
R
- p
)
e
st
2
/s
3
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
Hinweis
Die Sole-Ausdehnungsgefäße werden mit einem Vordruck von
4,5 bar (0,45 Pa) ausgeliefert. Der Vordruck muss auf die im Primär-
kreis erforderlichen 1,5 bar (0,15 Pa) angepasst werden.
Volumenstrom
R-Werte in Pa/m für PE-Rohr
in l/h
20 × 2,0 mm
100
77,4
120
92,9
140
108,4
160
123,9
180
139,4
200
154,9
220
170,3
240
185,8
260
201,3
280
216,8
300
232,3
den Wert für Δp
nicht
Zuleitung
zulässig
25 × 2,3 mm
32 × 2,9 mm
27,5
32,9
38,4
43,9
49,4
54,9
60,4
65,9
71,4
76,9
82,3
VITOCAL
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31,2
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