Beispielrechnung zur Auslegung der Erdsonde für Wärmepumpen mit invertergeregelter Heizleistung

[levithomas]

Liebes Viessmann-Team,

in der Planungsanleitung für Vitocal 300-G (Version 4/2021) wird in Abschnitt 9.6 eine Beispielrechnung zur Auslegung der Erdsonde für Wärmepumpen mit invertergeregelter Heizleistung (Seite 160) dargestellt. Ermittelt werden für das Beispiel 2 Sonden, die jeweils mit 81 m und jeweils als Doppel-U-Rohr ausgeführt werden sollen.

Da jedes U-Ruhr einmal "rauf und runter" führt, wird für die erforderliche Menge des Wärmeträgermediums die Sondenlänge mit 4 (2 Sonden und 2 U-Rohre je Sonde, da Doppel-U-Rohr) und mit 2 multipliziert - soweit so klar.

Zur Berechnung des Volumenstroms pro U-Rohr wird der Gesamtvolumenstrom (im Beispiel wird der Mindestvolumenstrom angesetzt) auf 4 U-Rohre aufgeteilt (2 Sonden und 2 U-Rohre je Sonde, da Doppel-U-Rohr) - soweit so klar: Es handelt sich also um eine hydraulische Parallelschaltung von 4 U-Rohren.

Dann allerdings wird bei der Berechnung des Druckverlusts über einer Doppel-U-Rohr-Sonde der R-Wert mit der Sondenlänge und dem Faktor 4 multipliziert. Da jedes U-Ruhr einmal "rauf und runter" führt, müsste meines Erachtens nur der Faktor 2 zur Multiplikation verwendet werden. Ein Faktor 4 entspräche einer hydraulischen Reihenschaltung zweier U-Rohre. Können Sie den Faktor 4 genauer erklären?

Vielen Dank

[levithomas]

@Flo_Schneider, können Sie vielleicht etwas zu der Frage sagen?

[Flo_Schneider]

Hallo levithomas,

der Widerstandswert je Meter Rohr muss mit der Gesamtrohrlänge multipliziert werden. Aus diesem Grund wurde er mal 4 und anschließend mal der einfachen Sondenlänge berechnet. 

Viele Grüße
Flo

[levithomas]

Vielen Dank @Flo_Schneider für die Antwort!

Aber leider kann ich den Faktor 4 immer noch nicht nachvollziehen.

Ich hoffe, es ist in Ordnung, dass ich einen Auszug aus dem oben genannten Dokument hier anhänge. Ich habe in dem Auszug die (meines Erachtens) relevanten Stellen gelb markiert:

• Für das Beispiel sind 2 Sonden mit Doppel-U-Rohr mit einer Sondenlänge von jeweils 81 m vorgegeben.
• Im Anhang ein schematische Zeichnung, wie ich das Beispiel verstehe: Die beiden U-Rohre einer Sonde sind direkt nebeneinander gezeichnet und die beiden Sonden sind mit etwas Abstand zueinander gezeichnet. Die warme Seite der Sonden liegt zeichnerisch über der kalten Seite.
• Für die Berechnung der "erforderlichen Menge des Wärmeträgermediums" muss je Sonde 4 mal die Sondenlänge angesetzt werden. Da es zwei Sonden sind, muss die Sondenlänge folglich mit 8 multipliziert werden.
• Für die Berechnung des "Druckverlusts der Erdsonde" wird zunächst der Gesamtvolumenstrom in Höhe von 1000 l/h durch 4 geteilt, weil es ja zwei U-Rohre je Sonde sind. So ergibt sich der Volumentstrom pro U-Rohr zu 250 l/h.
• Der R-Wert für PE32 x 3,0 wird foglich für 250 l/h zu 30 Pa/m aus den Tabellen abgelesen.
• Bis hier hin kann ich alles nachvollziehen. Alle 4 U-Rohre sind hydraulisch parallel geschaltet (was ja technisch auch Sinn ergibt). Über allen 4 U-Rohren fällt also der gleiche Druck ab.
• Nur wird dann bei der Berechnung des Druckverlusts über einer Doppel-U-Rohr-Sonde die vierfache Sondenlänge mit dem R-Wert multipliziert. Ein U-Rohr geht einmal rauf und einmal runter; meines Erachtens muss daher der R-Wert mit der zweifachen Sondenlänge multipliziert werden. Da die beiden U-Rohre einer Doppel-U-Sonde aber ja nicht hintereinander in Reihe geschaltet sind, sondern parallel zueinander geschaltet sind, fällt über beiden U-Rohren der gleiche Druck ab (siehe oben). Zur Berechnung des Druckverlusts über eine Doppel-U-Rohr-Sonde darf daher nicht nochmal mit 2 multipliziert werden. Wären die beiden U-Rohre einer Doppel-U-Rohr-Sonde hintereinander in Reihe geschaltet, hätte der Gesamtvolumenstrom nicht durch 4, sondern durch 2 geteilt werden müssen. Auch die beiden Sonden sind zueinander parallel und nicht hintereinander in Reihe geschaltet.

Vielen Dank

[Flo_Schneider · Accepted solution]

Sorry, du hast recht, in der Beispielrechnung dieser Planungsanleitung hat sich ein Fehler eingeschlichen. Bei der Druckverlustberechnung darf nur der ungünstigste Kreis berücksichtigt werden, was in dem Fall irrelevant ist, da beide gleich sind. Ich gebe es weiter, damit es bei zukünftigen Planungsanleitungen geändert wird.

Viele Grüße
Flo