Beispielrechnungen Zur Auslegung Der Erdsonde - Viessmann VITOCAL 200-G Typ BWC 201.B Planungsanleitung

Planungshinweise

Beispielrechnungen zur Auslegung der Erdsonde

Vorgaben:
Gebäudeheizlast (Netto-Heizlast)
Zuschlag für Trinkwassererwärmung für
4-Personen-Haushalt
Sperrzeiten
Gesamte Heizlast des Gebäudes Φ
tatsächlich erforderlichen Wärmeleistung der Wärme-
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pumpe)
Systemtemperatur
Betriebspunkt der Wärmepumpe für die Auslegung
Beispielrechnung zur Auslegung der Erdsonde für Wärmepum-
pen mit fester Heizleistung
Auswahl der Wärmepumpe
Die Wärmepumpe Vitocal 200-G, Typ BWC 201.B10 erreicht im
Betriebspunkt B0/W35 eine Wärmeleistung von 10,36 kW (siehe
Kapitel „Technische Angaben"). Die entsprechend den Vorgaben
geforderte Heizlast von 10,2 kW (einschl. Zuschlag für Sperrzeiten,
mit Trinkwassererwärmung) wird von der Vitocal 200-G, Typ
BWC 201.B10 in monovalenter Betriebsweise gedeckt. Die Wärme-
pumpe ist geringfügig überdimensioniert.
Die Kälteleistung ² in diesem Betriebspunkt entspricht 8,32 kW
K
(siehe Kapitel „Technische Angaben").
Auslegung Erdsonde als Doppel-U-Rohr
■ Mittlere Entzugsleistung:
= 50 W/m
³
E
■ Kälteleistung:
= 8,32 kW = 8320 W
²
K
■ Erforderliche Sondenlänge:
Sondenlänge L = ² /³
K
= 2 × 84 m
Erdsonde als Doppel-U-Rohr: L = 4 × 84 m
■ Gewählte Rohrdimension:
PE-Rohr 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 mehr als 1 Erdsonde sind Verteiler vorzusehen.
■ Gewählte Zuleitung: 10 m (2 · 5 m) PE-Rohr 32 × 3,0 (2,9)
mit 0,531 l/m
V = 4 · Sondenlänge L · Anzahl Sonden · Rohrleitungsvolumen
R
+ Länge Zuleitung · Rohrleitungsvolumen
= 4 · 84 m · 2 · 0,531 l/m + 10 m · 0,531 l/m
= 363 l
Gewählt: 400 l einschl. Wärmeträgermedium in den Armaturen und
der Wärmepumpe
Druckverlust der Erdsonde
■ Wärmeträgermedium: „Tyfocor GE"
■ Mindestvolumenstrom Wärmepumpen mit Vitocal 200-G, Typ
BWC 201.B10: 1470 l/h (siehe Kapitel „Technische Angaben")
■ Volumenstrom pro U-Rohr: 1470 l/h : 4 = 368 l/h
■ Δp = R-Wert × Rohrlänge
R-Wert (Widerstandswert) für PE 32 × 3,0 (2,9) (siehe Tabellen
„Druckverlust" zu den Rohrleitungen):
■ Bei 368 l/h ≈ 38,5 Pa/m
■ Bei 1470 l/h ≈ 450 Pa/m
Δp = 38,5 Pa/m · 4 · 84 m = 12936 Pa
Doppel-U-Rohr Sonde
Δp = 450 Pa/m · 10 m = 4500 Pa
Zuleitung
VIESMANN
160
(Fortsetzung)
(entspricht der
HL
= 8320 W/50 W/m = 166,4 m ≈ 167 m
E
)
R
8,5 kW
1,0 kW
(Siehe Kapitel „Zuschlag für Trinkwassererwärmung":
0,25 kW/Person × 4 Personen = 1,0 kW. Dies entspricht < 20 % der Gebäudeheiz-
last).
3 × 2 h/d (berücksichtigt werden nur 4 h: Siehe Kapitel „Monovalente Betriebs-
weise". Dies entspricht 10,2 kW.)
10,2 kW (= 10200 W)
35/30 °C
B0/W35
Δp
zulässig
Δp
Ergebnis:
Da Δp = Δp
Doppel-U-Rohr-Sonde
überschreitet, kann die geplante Erdsonde mit der Wärmepumpe
Vitocal 200-G, Typ BWC 201.B10 mit einer Nenn-Wärmeleistung
10,36 kW betrieben werden.
Beispielrechnung zur Auslegung der Erdsonde für Wärmepum-
pen mit invertergeregelter Heizleistung
Auswahl der Wärmepumpe
Die Wärmepumpe Vitocal 300-G, Typ BWC 301.C12 moduliert im
Betriebspunkt B0/W35 zwischen 2,4 kW und 11,4 kW Wärmeleis-
tung (siehe Kapitel „Technische Angaben"). Die entsprechend den
Vorgaben geforderte Heizlast von 10,2 kW (einschl. Zuschlag für
Sperrzeiten, mit Trinkwassererwärmung) wird von der Vitocal 300-G,
Typ BWC 301.C12 in monovalenter Betriebsweise bedarfsgerecht
gedeckt.
Die erforderliche Kälteleistung ²
= Φ – (Φ
²
HL HL
K
= 10200 W – (10200 W/4,80) = 8075 W
Kälteleistung
:
²
K
Gesamte Heizlast des Gebäudes ≙ der tatsächlich erforder-
Φ :
HL
lichen Wärmeleistung der Wärmepumpe
ε : Nenn-Leistungszahl
nominal
Für monovalente Betriebsweise wird vereinfacht die Leis-
tungszahl bei Nenn-Wärmeleistung ε (COP) verwendet, da
der COP nicht für jede Wärmeleistung des Modulationsbe-
reichs ermittelt werden kann.
Durch die vereinfachte Berechnung mit der Leistungszahl
bei Nenn-Wärmeleistung ε (COP) ergibt sich eine geringfü-
gig höhere Kälteleistung und damit eine geringfügig größere
Wärmequelle als erforderlich. Die geringfügig größere Wär-
mequelle führt zu einem effizienteren Betrieb der Wärme-
pumpe.
Auslegung Erdsonde als Doppel-U-Rohr
■ Mittlere Entzugsleistung:
= 50 W/m
³
E
■ Kälteleistung:
= 8,075 kW = 8075 W
²
K
■ Erforderliche Sondenlänge:
Sondenlänge L = ²
= 2 × 81 m
Erdsonde als Doppel-U-Rohr: L = 4 × 81 m
■ Gewählte Rohrdimension:
PE-Rohr 32 × 3,0 (2,9) mit 0,531 l/m
= 65000 Pa = 650 mbar (Restförderhöhe bei Min-
destvolumenstrom)
= Δp + Δp
Doppel-U-Rohr Sonde Zuleitung
= 12936 Pa + 4500 Pa = 17436 Pa ≈ 174 mbar
+ Δp den Wert für Δp
Zuleitung
wird folgendermaßen ermittelt:
K
/ε )
nominal
/³ = 8075 W/50 W/m = 161,5 m ≈ 162 m
K E
nicht
zulässig
VITOCAL