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Planungshinweise
Beispielrechnungen zur Auslegung des Erdkollektors
Vorgaben:
Gebäudeheizlast (Netto-Heizlast)
Zuschlag für Trinkwassererwärmung für
4-Personen-Haushalt
Sperrzeiten
Gesamte Heizlast des Gebäudes Φ
9
tatsächlich erforderlichen Wärmeleistung der Wärme-
pumpe)
Systemtemperatur
Betriebspunkt der Wärmepumpe für die Auslegung
Beispielrechnung zur Auslegung des Erdkollektors für Wärme-
pumpen 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 Erdkollektor
■ Mittlere Entzugsleistung:
= 25 W/m
2
³
E
■ Kälteleistung:
= 8,32 kW = 8320 W
²
K
■ Erforderliche Fläche:
F
= ²
/³
= 8320 W/25 W/m
E
K
E
■ Anzahl X der erforderlichen Rohrkreise mit jeweils 100 m Länge:
X = F
· 2/100 = 333 m
E
■ Gewählte Rohrdimension:
PE-Rohr 25 × 2,3 mit 0,327 l/m
Erforderliche Menge des Wärmeträgermediums (V
■ Zu berücksichtigen sind der Inhalt des Erdkollektors einschließlich
der Zuleitung zuzüglich dem Volumen der Armaturen und der Wär-
mepumpe.
Entsprechend der Anzahl der Rohrkreise sind Verteiler vorzuse-
hen.
■ Gewählte Zuleitung: 10 m (2 · 5 m) PE-Rohr 32 x 3,0 (2,9)
mit 0,531 l/m
V
= Anzahl Rohrkreise · 100 m · Rohrleitungsvolumen
R
+ Länge Zuleitung · Rohrleitungsvolumen
= 7 · 100 m · 0,327 l/m + 10 m · 0,531 l/m
= 228,9 l + 5,31 l = 234,2 l
Gewählt: 260 l einschl. Wärmeträgermedium in den Armaturen und
der Wärmepumpe
Druckverlust des Erdkollektors (Δp)
■ Wärmeträgermedium: „Tyfocor GE"
■ Mindestvolumenstrom Wärmepumpen mit Vitocal 200-G, Typ
BWC 201.B10: 1470 l/h (siehe Kapitel „Technische Angaben")
■ Volumenstrom pro Rohrkreis = (1470 l/h)/(7 Kreise je 100 m)
= 210 l/h pro Rohrkreis
■ Δp = R-Wert × Rohrlänge
R-Wert (Widerstandswert) für PE 25 × 2,3 und 32 × 3,0 (2,9) (siehe
Tabellen „Druckverlust" zu den Rohrleitungen):
■ Bei 210 l/h ≈ 58 Pa/m
■ Bei 1470 l/h ≈ 450 Pa/m
VIESMANN
176
(Fortsetzung)
(entspricht der
HL
2
= 333 m
2
2
2
· 2 m/m
/100 m = 6,66 ≈ 7
)
R
8,5 kW
1,0 kW
(Siehe Kapitel „Zuschlag für Trinkwassererwärmung bei monovalenter Betriebs-
weise":
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
= 58 Pa/m · 100 m = 5800 Pa
Rohrkreis
Δp
= 450 Pa/m · 10 m = 4500 Pa
Zuleitung
Δp
= 65000 Pa = 650 mbar (Restförderhöhe bei Mindestvolu-
zulässig
menstrom)
Δp
= Δp
Rohrkreis
= 103 mbar
Ergebnis:
Da Δp = Δp
Rohrkreis
schreitet, kann der geplante Erdkollektor mit der Wärmepumpe
Vitocal 200-G, Typ BWC 201.B10 mit einer Nenn-Wärmeleistung
10,36 kW betrieben werden.
Beispielrechnung zur Auslegung des Erdkollektors für Wärme-
pumpen 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 Erdkollektor
■ Mittlere Entzugsleistung:
= 25 W/m
2
³
E
■ Kälteleistung:
= 8,075 kW = 8075 W
²
K
■ Erforderliche Fläche:
F
= ²
/³
= 8075 W/25 W/m
E
K
E
+ Δp
= 5800 Pa + 4500 Pa = 10300 Pa
Zuleitung
+ Δp
den Wert für Δp
Zuleitung
zulässig
wird folgendermaßen ermittelt:
K
/ε
)
nominal
2
2
= 323 m
nicht über-
VITOCAL
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