caiet proiectare ewp_final

8/13/2019 Caiet Proiectare EWP_Final

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TM 60-1...110-1

TE 60-1...170-1Putere caloric ntre 6 kW i 17 kW

Cldur pentru o viaGrupul Bosch

pentru nclzire i preparare ap cald menajerPompe de cldurCaiet de proiectare - scheme de principiu pentru instalaii termice

Pentru

specialiti

6 720 616 608 (2009/05)


2/92


3/92


4/92

32

47 181 465 272-04.1O

+27C

75 %

+35C1

+2C -2C

0C (2,8 bar) 88C (23,5 bar)

-4,5C (2,8 bar) 50C (23,5 bar)

Wrmezufuhrvon Wrmequelle,

z. B. Erde

Wrmeabgabeans Heizsystem

25 % 100 %

Antriebsenergie(Strom)

1.3 Principiul de funcionare

Sarcina pompei de cldurLa fel cum apa nu poate curge n amonte, aa icldura este transferat de la partea mai cald (sursade cldur) la partea mai rece (radiator de cldur).

Prin urmare, pentru a putea utiliza cldura ambiantdin sol, din aer sau din pnza freatic pentru nclzirei prepararea acm este nevoie ca aceast cldur sfie pompat la un nivel superior.

Circuitul agentului frigorific faciliteaz pompareacldurii la un nivel superior de temperaturInima unei pompe de cldur este circuitul agentuluifrigorific antrenat de un compresor. Din punct devedere constructiv, acesta este identic cu circuitulagentului frigorific din frigiderele ndelung testate,putnd fiind comparat cu acestea din punct de vedere

al siguranei i fiabilitii. Numai aplicabilitatea esteinversat: n cazul frigiderului, cldura din alimentelercite este extras i evacuat n ncpere prin parteadin spate a aparatului. n cazul pompei de cldur,aceasta este preluat din mediul nconjurtor (ap,sol, aer), fiind apoi transmis sistemului de nclzire.

Principiul de funcionare (figura 3)ntr-un circuit nchis, un agent de lucru care tinde s seevapore la temperaturi joase este evaporat, comprimat,lichefiat i dilatat, n mod alternativ.

n vaporizator se afl agentul frigorific n stare lichid

la o presiune joas. Acesta are o temperatur maimic dect temperatura sursei de cldur. Astfel,cldura este transferat de la sursa de cldur laagentul frigorific, determinnd evaporarea acestuiadin urm.

Agentul frigorific n form gazoas este comprimatn compresor la o presiune ridicat i se nclzeteputernic, astfel nct temperatura acestuia dupcomprimare este mai mare dect temperaturanecesar pentru nclzire i prepararea acm.Energia produs de compresor este, de asemenea,

transformat n cldur, fiind transferat agentuluifrigorific.

n interiorul condensatorului, agentul frigorificfoarte fierbinte i aflat sub nalt presiune cedeazsistemului de nclzire (radiator de cldur) ntreagacldur, att cea provenit de la sursa de cldur,ct i energia de lucru a compresorului preluat subform de cldur. n acest fel, agentul frigorific sercete puternic i trece din nou n stare lichid.

n faza urmtoare, agentul frigorific ajunge prin

ventilul de expansiune napoi la vaporizator. nventilul de expansiune are loc expansiunea lapresiunea iniial.

Circuitul este nchis.

Schema circulaiei agentului frigorific R407c

Aflux de cldur dela sursa de energie,de exemplu din sol

75 %

Energie de lucru(curent electric)

25 %

Transferul clduriictre sistemul de

nclzire

100 %

Figura 3 Circuitul agentului frigorific R407c al unei pompe de cldur

1 Vaporizator2 Compresor

3 Condensator4 Ventil de expansiune

Vaporizator1

Compresor2

Condensator3

Ventil de expansiune4


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1.4 Leistungszahl, COP, Arbeitszahl

Das Verhltnis von nutzbarer Wrmeleistung zur aufge-

nommenen elektrischen Antriebsleistung des Kompres-

sors wird als Leistungszahl (Epsilon) bezeichnet.

Als berschlgiger Wert fr die Leistungszahl kann fr

heutige Gerte angenommen werden:

mit

T: absolute Temperatur der Wrmesenke [K]

T0: absolute Temperatur der Wrmequelle [K]

Beispiel:

Wie gro ist die Leistungszahl einer Wrmepumpe bei

einer Fubodenheizung mit 35 CVorlauftemperatur

und einer Radiatorenheizung mit 50 Cbei einer Wrm-

equellentemperatur von 0 C?

Fubodenheizung:

T = 35 C= (273 + 35) K = 308 K

T0= 0 C= (273 + 0) K = 273 K

T = T T0= (308 273) K = 35 K

Damit ergibt sich:

Radiatorenheizung:

T = 50 C= (273 + 50) K = 323 K

T0= 0 C= (273 + 0) K = 273 K

T = T T0= (323 273) K = 50 K

Damit ergibt sich:

Bild 4

Die Leistungszahl(Epsilon) ist eine gemessene bzw.

berechnete Kennzahl fr Wrmepumpen bei speziell

definierten Betriebsbedingungen, hnlich dem normier-

ten Kraftsoffverbrauch bei Kraftfahrzeugen. Sie stellt

das Verhltnis von nutzbarer Wrmeleistung zur aufge-

nommenen elektrischen Antriebsleistung des Kompres-

sors dar und wird auch als COP (engl. Coefficient Of

Performance) bezeichnet.

mit

PH: nutzbare Heizleistung [kW]

Pel: elektrische Leistungsaufnahme [kW]

Um verschiedene Wrmepumpen berschlgig verglei-

chen zu knnen, sind in der DIN EN 255 bzw. DIN EN

14511 Bedingungen wie z. B. Art und Bezugstemperatur

der Wrmequelle vorgegeben, bei denen diese Leis-

tungszahlen ermittelt werden. Auerdem wird bei derAngabe der COP-Werte nach DIN 255 bzw. DIN EN

14511 die Antriebsleistung von Hilfsaggregaten mit

bercksichtigt.

Die erste Angabe kennzeichnet die Wrmequelle, die

zweite den Gerteaustritt. Dabei steht B fr Sole

(engl. Brine), W fr Wasser und A fr Luft (engl. Air).

Die Zahlen geben die entsprechenden Temperaturen

in C an.

Beispiel:

A7/W35 beschreibt den Betriebspunkt einer Luft/Was-

ser-Wrmepumpe mit 7 C Wrmetrgertemperatur und

35 C Gerteaustritttemperatur (Heizungsvorlauf).

Die mit einer Wrmepumpe erreichbare

Leistungszahl ist abhngig von der Tempera-

turdifferenz zwischen Wrmequelle und

Wrmesenke.

0,5 T

T T0--------------- 0 5

T T0+

T--------------------= =

0,5 T

T------- 0,5

308 K

35 K-------------- 4,4===

0,5 T

T------- 0,5

323 K

50 K-------------- 3,2===

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 20 30 40 50 60 70 T

COP = 0,5 x c

To = 273 K

7 181 465 272-05.2O

T=35 K / =4,4

T=50 K / =3,2

Im Beispiel erreicht die Fubodenheizung

eine um 36 % hhere Leistungszahl als die

Radiatorenheizung.

Als Faustwert gilt: 1 C geringerer Tempe-

raturhub = 2,5 % hhere Leistungszahl!

Sole/Wasser-Wrmepumpen

B0/W35 B0/W50 B5/W50

Wasser/Wasser-Wrmepumpen

W10/W35 W10/W50 W15/W50

Luft/Wasser-WrmepumpenA7/W35 A7/W50 A15/W50

Tab. 1

COPPHPel---------= =

n exemplul dat, nclzirea prin pardosealatinge un factor de putere cu aproximativ 36% mai mare dect nclzirea cu radiatoare.

mare cu 2,5 %!

Factorul de putere (Epsilon) este un indice msurat,respectiv calculat pentru pompele de cldur n condiiide exploatare special definite, asemntor cu consumulde combustibil normat la autovehicule. Acesta

puterea electric absorbit de la reea a compresoruluii este cunoscut, de asemenea, sub denumirea deCOP (engl.: Coefficient Of Performance coeficient deperforman).

COPPHPel---------= =

undePH= puterea util de nclzire [kW]Pel= consum de putere [kW]

Pentru a putea compara estimativ diverse pompe decldur, standardele DIN EN 255, respectiv DIN EN14511 stabilesc condiii, cum ar fi tipul i temperaturade referin a sursei de cldur, n care se pot

determina aceti factori de putere. n plus, la indicareavalorilor COP conform DIN 255, respectiv DIN EN14511, se va ine cont, de asemenea, de putereaabsorbit a agregatelor auxiliare.

Pompe de cldur sole/ap

B0/W35 B0/W50 B5/W50

Pompe de cldur ap/ap

W10/W35 W10/W50 W15/W50

Pompe de cldur aer/ap

A7/W35 A7/W50 A15/W50

Tabelul 1

Prima indicaie definete sursa de cldur, cea de-adoua temperatura la ieirea agregatului. B pentruglicol (sau sole, Brine n englez), W pentru api A pentru aer (Air n englez). Cifrele indictemperaturile corespunztoare n C.

Exemplu:A7/W35 descrie punctul de funcionare al unei pompe

de 7 C i o temperatur la ieirea din agregat (turulinstalaiei de nclzire) de 35 C.

1.4 Factor de putere, COP, coeficientde performan

Raportul dintre puterea caloric util i putereaelectric absorbit de la reea a compresorului poartdenumirea de factor de putere / coeficient de

performan

(Epsilon).Pentru dispozitivele moderne se poate considera cavaloare estimativ pentru coeficientul de performan:

0,5 T

T T0--------------- 0 5

T T0+

T--------------------= =

unde

T0

Coeficientul de performan care poate fiatins de o pomp de cldur depinde de

diferena de temperatur ntre sursa caldi sursa rece.

Exemplu:Care este coeficientul de performan al unei pompede cldur a unei instalaii de nclzire prin pardosealcu o temperatur a turului de 35 Ci o nclzireprin radiatoare cu 50 Cla o temperatur a sursei decldur de 0 C?

nclzire prin pardoseal:

T = 35 C= (273 + 35) K = 308 K

T0= 0 C= (273 + 0) K = 273 KT = T T0= (308 273) K = 35 K

De unde rezult:

0,5 T

T------- 0,5

308 K

35 K--------------==

T = 50 C= (273 + 50) K = 323 K

T0= 0 C= (273 + 0) K = 273 K

T = T T0= (323 273) K = 50 K

0,5 T

T

------- 0,5 323 K

50 K

--------------==

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 20 30 40 50 60 70 T

COP = 0,5 x c

To = 273 K

7 181 465 272-05.2O

T=35 K / =4,4

T=50 K / =3,2

Figura 4

T: temperatura absolut a circuitului de nclzire [K]: temperatura absolut a sursei de cldur [K]

Valoare empiric: o scdere a temperaturiicu 1 C = factor de putere mai

reprezint raportul dintre puterea caloric util i

de cldur aer/ap cu o temperatur a sursei de cldur


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6 720 6166086

Bei den Angaben der Leistungszahl nach EN 255 wird

neben der Leistungsaufnahme des Kompressors die

anteilige Pumpenleistung der Solepumpe bzw. Wasser-

pumpe bercksichtigt bzw. bei Luft/Wasser-Wrmep-

umpen die anteilige Ventilatorleistung. Auerdem wird

unterschieden in Gerte miteingebauten Pumpenund in

Gerte ohne eingebaute Pumpen, was in der Praxis zudeutlich unterschiedlichen Werten fhrt.

Bei Junkers Wrmepumpen erfolgt die Angabe des COP

zum einen bezogen auf den Kltekreis (ohne anteilige

Pumpenleistung) und zustzlich nach EN 255 (Berech-

nungsverfahren mit internen Pumpen).Im Gegensatz zur

EN255 (Prfbedingung Temperaturspreizung imHeiznetz

von 10 K ) werden die COP- Werte nach der EN 14511bei einer Temperaturspreizung von 5 K ermittelt.

Arbeitszahl, Jahresarbeitszahl, Jahresaufwandszahl

Als Ergnzung zur Leistungszahl, die nur eine Moment-

aufnahmebei speziell definierten Bedingungen darstellt,

stellt die Arbeitszahl, die in der Regel als Jahresarbeits-

zahl (engl. seasonal performance factor) angegeben

wird, das Verhltnis zwischen der gesamten von der

Wrmepumpenanlage abgegebenen Jahresnutzwrme

zur gesamten von der Wrmepumpenanlage aufgenom-

menen elektrischen Jahresarbeit dar:

mit:

: Jahresarbeitszahl

Qwp: von der Wrmepumpenanlage innerhalb eines

Jahres abgegebene Wrmemenge [kWh]

Wel: von der Wrmepumpenanlage innerhalb eines

Jahres aufgenommene elektrische Energie [kWh]

Nach DIN V 4701-10 soll auch bei Wrmepumpen die

heutige bliche Vorgehensweise zur energetischen

Bewertung unterschiedlicher Techniken eingefhrt wer-

den, die sogenannten Aufwandszahlen e. Diese geben

denAufwand an nicht erneuerbarerEnergie zurErfllung

einer Aufgabe wieder. Bei Wrmepumpen ist die Erzeu-

ger-Aufwandszahl eg der Wrmepumpe einfach der Kehr-

wert der Jahresarbeitszahl:

mit:

eg: Erzeuger-Aufwandszahl der Wrmepumpe

Qwp: von der Wrmepumpenanlage innerhalb eines

Jahres abgegebene Wrmemenge [kWh]Wel: von der Wrmepumpenanlage innerhalb eines

Jahres aufgenommene elektrische Energie [kWh]

Mit der VDI-Richtlinie 4650 steht ein Verfahren zur Ver-

fgung, mit dem die Leistungszahlen der Prfstandsm-

essungen unter Bercksichtigung der verschiedenen

Betriebsparameter auf die Jahresarbeitszahl fr den

praktischen Betrieb mit dessen konkreten Bedingungen

umgerechnet werden knnen. Mittlerweile gibt es auch

spezielle Softwareprogramme, die ber Simulations-rechnungen sehr genaue Werte liefern knnen.

1.5 Betriebsweisen von Wrmepumpen

Wrmepumpen zur Raumheizung knnen je nach Rah-

menbedingungen grundstzlich auf unterschiedliche Art

und Weise betrieben werden. Die gewhlte Betriebsweise

richtet sich vor allem nach dem im Gebude vorhandenen

bzw. geplanten Wrmeabgabesystem und der gewhlten

Wrmequelle.

1.5.1 Monovalente Betriebsweise

Von monovalenter Betriebsweise spricht man dann, wenndie Wrmepumpedengesamten WrmebedarffrHeizung

und Warmwasser deckt. Dafr optimal sind die Wrmeq-

uellen Erde und Grundwasser, da diese Wrmequellen

nahezu unabhngig sind von der Auentemperatur und

auch bei tiefen Temperaturen ausreichend Wrme liefern.

1.5.2 Bivalente Betriebsweise

Hier wird neben der Wrmepumpe immer ein zweiter

Wrmeerzeuger eingesetzt, oft ein bestehender lkessel.

Bei Ein- und Zweifamilienhusern hatte diese Betriebs-

weise in der Vergangenheit eine groe Bedeutung, vor

allem in Kombination mit Luft/Wasser-Wrmepumpen.

Hier wurde die Grundversorgung mit der Wrmepumpe

realisiert und ab einer Auentemperatur, z. B. unter 0 C

ein lkessel zugeschaltet. Aus wirtschaftlichen Grnden

es sind immer zwei Wrmeerzeuger notwendig stehen

diese Systeme mittlerweile nicht mehr im Brennpunkt und

werden nur noch sehr vereinzelt realisiert.

1.5.3 Monoenergetische Betriebsweise

Bei der monoenergetischen Betriebsweise werden Ener-

giespitzen durch einen integrierten elektrischen Zuheizer

gedeckt. Idealerweise ist dieser Zuheizer in der Lage

sowohl die Warmwasserbereitung als auch die Heizung zu

untersttzen. Denn dann ist auch eine Temperaturerhh-

ung des Brauchwassers in Form einer Legionellenschal-

tung mglich.

Die monoenergetische Betriebsweise hat sich als die wirt-

schaftlichste Betriebsweise herausgestellt, da die Wrm-

epumpen etwas kleiner dimensioniert werden knnen,

dadurch gnstiger in der Anschaffung sind und lnger im

optimalen Betriebsbereich arbeiten. Dabei ist eine exakte

Auslegung wichtig, um den Stromverbrauch des Zuheizers

mglichst klein zu gestalten.

Ein direkter Vergleich ist nur bei Gerten

derselben Bauart mglich!

Q

wpWel----------=

eg1

---

Wel

Qwp----------= =

Directiva VDI 4650 stabilete un procedeu prin carecoeficienii de performan obinui n urma msurtorilorefectuate pe standurile de prob lundu-senconsideraie diveri parametrii de funcionare potfi transformai prin calcul n factori de performansezonier pentru exploatarea practic n condiiile

concrete aferente. Exist, de asemenea, programespeciale de software ce pot furniza valori extrem deprecise prin intermediul unor calcule de simulare.

1.5 Moduri de funcionare apompelor de cldur

n principiu, pompele de cldur destinate nclziriincperilor pot fi utilizate n diverse moduri, n funciede condiiile cadru. Modul de funcionare ales estedeterminat n special de sistemul de cedare a clduriiexistent, respectiv planificat pentru cldirea respectivi de sursa de cldur aleas.

1.5.1 Mod de funcionare monovalentPrin modul de funcionare monovalent se nelegefaptul c pompa de cldur acoper ntregul necesarde cldur pentru nclzire i prepararea acm.Sursele optime de cldur pentru acest mod defuncionare sunt reprezentate de pnza freatic i desol, deoarece acestea sunt aproape independente detemperatura exterioar, fiind n msur s furnizezecldur suficient i la temperaturi joase.

1.5.2 Mod de funcionare bivalentn acest caz, pe lng pompa de cldur se folosetentotdeauna o alt surs de nclzire, adesea un cazan

pe motorin deja existent. Acest mod de funcionarea fost des utilizat n cazul locuinelor cu una i doufamilii, mai ales n combinaie cu pompele de clduraer/ap. n astfel de cazuri, alimentarea de bazeste realizat cu ajutorul pompei de cldur, pentruca, ncepnd cu o anumit temperatur exterioar,de exemplu sub 0 C, s se utilizeze un cazan cufuncionare pe motorin. Aceste sisteme nu mai sunt,n prezent, n centrul ateniei din motive economice;este nevoie ntotdeauna de dou surse de cldur,acestea fiind utilizate foarte rar.

1.5.3 Mod de funcionare monoenergeticn cazul modului de funcionare monoenergetic,consumul de energie este acoperit de un sistemelectric de nclzire auxiliar integrat. n mod ideal,acesta este n msur s susin att preparareaacm, ct i instalaia de nclzire. Este posibil, deasemenea, o cretere a temperaturii acm prin cuplareamodului de funcionare antibacterian.

Modul de funcionare monoenergetic s-a dovedit afi cel mai economic mod de funcionare, deoarecepompele de cldur pot fi proiectate la puteri maireduse, devenind astfel mai avantajoase din punctde vedere al achiziiei i pot funciona la capacitatemaxim pentru un timp mai ndelungat. Un aspectesenial l reprezint proiectarea cu nalt preciziepentru a reduce la minim consumul de energieelectric al sistemului de nclzire auxiliar.

La stabilirea coeficientului de performan conformEN 255, se va ine cont, pe lng puterea absorbitde compresor, de puterea proporional de pompare apompei de sole, respectiv a pompei de ap, respectivputerea proporional a ventilatorului pompei deaer/ap. Exist ns i o distincie ntre agregatelecu pompe ncorporate i agregatele fr pompe

ncorporate, ceea ce determin n practic obinereaunor valori total diferite.

O comparaie direct este posibil numai laagregatele cu acelai tip constructiv!

n cazul pompelor de cldur Junkers, COP seraporteaz pe de o parte la circuitul de agentfrigorific (fr puterea pompelor) i pe de alt partela standardul EN 255 (procedeu de calcul cu pompeinterne). Spre deosebire de EN 255 (condiie detestare a creterii temperaturii n circuitul de nclzirecu 10 K), valorile COP sunt stabilite conform EN 14511

la o cretere a temperaturii de 5 K.Coeficientul de performan, factorul deperforman sezonier, coeficientul de consumanualCa o completare la coeficientul de performan,coeficient ce reprezint numai o nregistrare pemoment n condiii speciale definite, factorul deperforman, indicat de regul ca un factor deperforman sezonier (engl. seasonal performancefactor) reprezint raportul dintre cldura util anualemis, n general, de o instalaie cu pompe de clduri indicele electric anual total absorbit de instalaia depompe de cldur:

Qwp

Wel----------=

unde:: factor de performan sezonierQwp: cantitatea de cldur cedat de instalaia de

pompe de cldur n decursul unui an [kWh]Wel: energia electric consumat de instalaia de

pompe de cldur n decursul unui an [kWh]

Conform standardului DIN V 4701-10, modul uzualde evaluare energetic a diverselor tehnologii utilizat

n prezent trebuie introdus i n cazul pompelorde cldur; este vorba despre aa-numiii indicide consum e. Acetia indic consumul de energieneregenerabil pentru realizarea unei sarcini. ncazul pompelor de cldur, indicele de consum algeneratorului egpentru pompa de cldur este pur isimplu valoarea invers a factorului de performan:

eg1

---

Wel

Qwp----------= =

unde:eg: indicele de consum al generatorului pentru

pompa de cldurQwp: energia termic a pompei de cldur n decursul

unui an [kWh]Wel: energia electric consumat de pompa de

cldur n decursul unui an [kWh]


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6 720 616 608 7

1.6 Wrmequellen

Der besondere Charme von Wrmepumpen im Vergleich

zu konventionellen Heizsystemen liegt darin, dass mit

der Erschlieung einer Wrmequelle regenerative

Umweltwrme nutzbar gemacht wird und so ber lange

Zeit kostenlose Wrme zur Verfgung steht.

Egal welche Wrmequelle genutzt werden soll, mit der

Anschaffung einer Wrmepumpe findet gleichzeitig die

Erschlieung einer Wrmequelle statt. Es wird sozusa-

gen eine Investition in eine zuknftig zu nutzende Ener-

giequelle gettigt. Man kann auch sagen, dass hier

Heizwrme auf Vorrat gekauft wird.

Beispiel:

Wieviel regenerative Energie liefert eine Erdsonde inner-

halb der nchsten 20 Jahre bei einem gegebenen Einfa-

milienhaus mit 12000 kWh jhrlichem Heizwrmebedarf

und einer Aufwandszahl eg= 0,23?Welche Menge l msste ich dafr kaufen?

mit:

Qges: gesamte zur Heizung bentigte

Wrmemenge [kWh]

Qerde: von der Erdsonde gelieferte

Wrmemenge [kWh]

Qel: elektrisch erzeugte Wrmemenge [kWh]

gilt:

Mit:

folgt:

Aufgelst nach Qerde:

Fr ein Jahr gilt dann:

fr 20 Jahre gilt:

Das entspricht einer Menge l von 18480 Litern oder

18000 m3 Erdgas H.

Fr einen sinnvollen Einsatz eignen sich die Wrmequell-

en Luft, Erdreich und Wasser. Die Frage, welche Wrm-

equelle bei welchem Objekt optimal ist, hngt dabei von

verschiedenen Faktoren ab und bedarf immer einer indi-

viduellen Entscheidung.

1.6.1 ErdreichWrme aus der Erde lsst sich auf unterschiedliche

Weise nutzen. Man unterscheidet hier in Wrmequellen,

die oberflchennahe Wrmeenergie nutzen und solche,

die geothermische Wrme nutzen.

Oberflchennahe Wrme ist Sonnenwrme, die saisonal

in der Erde gespeichert wird und mit sogenannten Erd-

wrmekollektoren genutzt wird, die man in einer Tiefe

von 0,80 m bis 1,50 m horizontal verlegt.

Die Verlegetiefe sollte sich im berwiegend frostfreien

Bereich befinden und ist daher stark von den rtlichen

Gegebenheiten abhngig.

Geothermische Wrme strmt vom Erdinneren zur Erdo-

berflche und wird mittels Erdsonden genutzt. Diese

werden vertikal bis zu einer Tiefe von 150 m installiert.

Beide Systeme zeichnen sich aus durch eine hohe und

jahreszeitlich relativ gleichmige Temperatur. Dies

fhrt im Betrieb zu hohen Wirkungsgraden der Wrmep-

umpe(hoheJahresarbeitszahl).Auerdem werden diese

Systeme im geschlossenen Kreislaufbetrieben,wassehr

hohe Zuverlssigkeit und minimalen Wartungsaufwand

bedeutet. In diesem geschlossenen Kreislauf zirkuliert

ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel (Ethylen-

glykol). Dieses Gemisch wird auch als Sole bezeichnet.

Erdwrmekollektoren

Bild 5

Vorteile:

gnstige Kosten

hohe Jahresarbeitszahlen der Wrmepumpe

Nachteile:

exakte Verlegung wichtig, Problem von Luftscken

bei nicht sachgemer Verlegung

hoher Flchenbedarf keine berbauung mglich

Qges Qerde Qel+=

Qel eg Qges=

Qges Qerde eg Qges+=

Qesol Qges eg Qges =

Qges= 1 eg

Qerde 12?000 kWh 1 eg =

12?000 kWh= 1 0 23

9240 kWh=

Qerde20 20 Qerde=

20 9240 kWh=

184?800 kWh=

2

ca. 1,5 m

7 181 465 272-06.1O

1.6 Surse de cldurAtracia special pentru pompele de cldur ncomparaie cu sistemele de nclzire convenionalerezult din faptul c, prin disponibilitatea unei sursede cldur, se poate utiliza cldura regenerabil amediului nconjurtor, fiind disponibil astfel cldur

gratuit pe termen lung.Indiferent de sursa de cldur utilizat, prinachiziionarea unei pompe de cldur aveintotdeauna acces la o surs de cldur. Se realizeazpractic o investiie ntr-o surs de cldur pe termenlung. Cu alte cuvinte, ai achiziionat cldur pe stoc.

Exemplu:Care este cantitatea de energie regenerabil furnizatde o sond de adncime n urmtorii 20 de ani pentruo locuin unifamilial cu un necesar anual de cldurde 12.000 kWh i un indice de consum de eg= 0,23?

Ce cantitate de motorin este necesar pentru acestconsum?

Unde:

Qtotal

: cantitatea total de cldur necesar nclzirii[kWh]

Qsol

: cantitatea de cldur furnizat de sonda deadncime [kWh]

Qel: cantitatea de cldur produs electric [kWh]

este valabil formula:

Qtotal= Qsol+ QelUnde:

Qel= egQtotalrezult:

Qtotal

= Qsol

+ eg QtotalFracionat n Q

sol:

Qsol

= Qtotal

(eg Qtotal) = Qtotal (1-eg)

Pentru un an este valabil formula:

Qsol

= 12.000 kWh (1-eg)

= 12.000 kWh (1-0,23)= 9.240 kWh

Pentru 20 de ani:

Qsol

= 20 Qsol

= 20 9.240 kWh= 184.800 kWh

Ceea ce corespunde unui consum de motorin de18.480 litri sau 18.000 m3de gaz natural de tip H.

Pentru o utilizare eficient, sunt adecvate mai alessursele de nclzire provenite din aer, sol i ap.Rspunsul la ntrebarea care dintre sursele denclzire se preteaz n mod optim pentru un anumittip de instalaie depinde de diveri factori i presupuneo decizie raportat ntotdeauna la situaia respectiv.

1.6.1 Solul

Exist o diferen ntre sursele de cldur careutilizeaz energie termic aproape de suprafa isurse care utilizeaz energia geotermal.

Energia termic aproape de suprafa este cldurafurnizat de soare nmagazinat ntr-un anotimp npmnt, utilizat cu aa-numiii colectori de energiegeotermal. Acetia sunt ngropai orizontal la oadncime cuprins ntre 0,80 m i 1,50 m.Colectorii trebuie s fie montai preponderent n zonen care nu exist riscul de nghe, adncimea de

montare depinznd astfel n mare msur de condiiilelocale.

Energia geotermal se deplaseaz din interiorulpmntului spre suprafaa acestuia i este extras cuajutorul sondelor de adncime. Acestea sunt instalatevertical pn la o adncime de 150 m.Ambele sisteme se caracterizeaz printr-o temperaturridicat i relativ constant pe tot parcursul anului.Acest lucru permite utilizarea la randamente nalte apompei de cldur (factor de performan sezonierridicat). n plus, aceste sisteme sunt exploatate ncircuit nchis, ceea ce nseamn o fiabilitate mare i

cheltuieli de ntreinere minime. n acest circuit nchiscircul un amestec ap antigel (etilenglicol). Acestamestec este denumit sole.

Colectorii de energie geotermal (Colectori plani)

Figura 5

Avantaje: costuri reduse valori ridicate ale factorului de performan

sezonier al pompei de cldur

Dezavantaje: este esenial proiectarea exact, deoarece pot

aprea probleme legate de pungile de aer ncazul unei proiectri i montri inadecvate

ocup un spaiu vast nu sunt posibile modificri

Cldura din sol poate fi utilizat n diverse moduri.


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6 720 616 6088

Der Entzug der Erdwrme erfolgt hier mittels groflch-

igen, parallel zur Erdoberflche verlegten Kunststoffroh-

ren, die blicherweise in mehreren Kreisen verlegt

werden. Dabei sollte ein Kreis die Lnge von 100 m nicht

berschreiten, da sonst die erforderliche Pumpenleis-

tung zu hoch wird. Die einzelnen Kreise werden dann an

einen Verteiler angeschlossen, der am hchsten Punktsitzen sollte, um eine Entlftung des Rohrsystems zu

ermglichen. Im Berechnungsprogramm VPW 2100

werden als Grundlage Rohrdimensionen DN 40

bercksichtigt, bei denen auch Rohrlngen ber

100 m ermglicht werden.

Eine zeitweise Vereisung des Erdreichs hat keine negati-

ven Auswirkungen auf die Funktion der Anlage und auf

den Pflanzenwuchs. Nach Mglichkeit sollte darauf

geachtet werden, dass tief wurzelnde Pflanzen mgl-

ichst nicht im Bereich des Erdkollektors angepflanzt

werden. Auch ist wichtig, dass die Rohre eingesandetwerden, um mgliche Beschdigungen durch spitze

Steine zu vermeiden. Bevor eine Verfllung stattfindet,

ist eine Druckprobeunbedingt zu empfehlen. Am besten

wird der Druck auch whrend der Verfllung aufrecht

erhalten. So lassen sich eventuelle Beschdigungen

sofort erkennen.

Besonders im Neubau sind die erforderlichen Erdbewe-

gungen oft ohne groe Mehrkosten mglich.

Welche Wrmeleistung dem Erdreich entzogen werden

kann, ist von mehreren Faktoren abhngig, vorallem vonder Feuchtigkeit der Erde. Besonders gute Erfahrungen

wurde mit feuchtem Lehmboden gemacht. Weniger gut

geeignet sind stark sandige Bden.

Im Kalkulationsprogramm VPW 2100 erfolgt die

Berechnung der Schlauchlnge (DN 40, Rohrabstand

0,8 - 1,0 m) ber die bentigte Spitzenleistung der

Wrmepumpe oder den frheren Energiebedarf desGebudes.

Bodenbeschaffenheit

spez. Wrmeentzugs-

leistung [W/m2]

sandig, trocken 10

sandig, feucht 15 20

lehmig, trocken4 20 25lehmig, feucht 25 30

lehmig, wassergesttigt 35 40

Tab. 2

Die Faustwerte fr die Dimensionierung

gelten frAnlagen mit max. 2000Vollbenut-

zungsstunden jhrlich, ebenso die Werte in

Tabelle 4.

Tiefe [m]: abhngig von der Frost-

schutzgrenze im Erdreich

0,8 1,5

Max. Lnge eines Kreises [m]: 100m

(DN 25, 32),

grer 200m

(DN40)

berechnet mit

VPW 2100

Rohrmaterial Kunststoff

PE 80

Rohrabstand [m] 0,5 - 0,8

(DN 32)1,0 (DN 40)

Rohrmenge [m/m2Kollektorflche] 1,0 - 2,0 m

Wrmeentzugsleistung [W/m2] 10 40

Tab. 3

Wohnflche [m2] spezifische Heizlast [W/m2]

30 40 50 60 70 80

erforderliche Erdreichflche [m2]

100 90 120 150 180 210 240

125 113 150 188 225 263 300

150 135 180 225 270 315 360

175 158 210 263 315 368 420

200 180 240 300 360 420 480

Tab. 4 Erforderliche Erdreichflche in Abhngigkeit von der spezifischen Gebude-Heizlast;

JAZ (Jahresarbeitsgehalt) = 4, spezifische Entzugsleistung q = 25 W/m2

Extragerea cldurii din sol se realizeaz cu ajutorulunor evi din plastic montate paralel fa de suprafaasolului pe suprafee ntinse, evi montate n modobinuit n mai multe circuite. n acelai timp, uncircuit nu trebuie s depeasc o lungime de 100 m,deoarece puterea necesar a pompei ar deveni prea

mare. Circuitele individuale sunt apoi racordate la undistribuitor ce trebuie montat la cel mai nalt punct alinstalaiei pentru a face posibil aerisirea sistemuluide evi. n programul de calcul VPW 2100 se iau nconsiderare, ca valori de baz, dimensiuni ale evilorde DN 40, fiind posibile totodat i lungimi ale evilor depeste 100 m.

nghearea temporar a solului nu are efecte negativeasupra funcionrii instalaiei i asupra creteriiplantelor. Asigurai-v c n apropierea colectorilor deenergie geotermal nu sunt sdite plante cu rdciniadnci. De asemenea, este important ca evile s fiemontate ntre dou paturi de nisip pentru a prevenio posibil deteriorare din cauza pietrelor ascuite.Se recomand efectuarea obligatorie a unui test depresiune naintea ncrcrii instalaiei. De asemenea,este recomandat meninerea presiunii n timpulncrcrii instalaiei. n acest fel, pot fi detectate imediateventualele deteriorri.

Relocarea pmntului este adesea posibil fr maricheltuieli suplimentare, mai ales n cazul construciilornoi.

Energia termic extras din sol depinde de mai mulifactori, n mod special de umiditatea solului. Rezultatedeosebit de bune au fost obinute cu pmntul argilosumed. Mai puin adecvate sunt solurile puternicnisipoase.

Particularitatea soluluiPuterea special deextragere a cldurii

[W/m2]nisipos, uscat 10nisipos, umed 15 20argilos, uscat 20 25argilos, umed 25 30argilos, saturat cu ap 35 40

Tabelul 2

Valorile empirice pentru dimensionare suntvalabile pentru instalaii cu maxim 2.000 deore de utilizare total pe an; acelai lucrueste valabil i pentru valorile din tabelul 4.

Adncime [m]: n funcie de

limita de protecie la nghedin sol

0,8 1,5

Lungimea maxim a unuicircuit [m]:

100 m (DN 25, 32)

(DN 40)calculat cu VPW 2100

Materialul din care suntfabricate evile: material plastic PE 80

Distana dintre evi [m]: 0,5 0,8 (DN 32)1,0 (DN 40)

Lungimea evilor[m/m2suprafa de colector]

1,0 2,0 m

Puterea de extracie acldurii [W/m2] 10 - 40

Tabelul 3

Suprafa de locuit [m2] sarcin termic specific [W/m2]

30 40 50 60 70 80

suprafaa de sol necesar [m2]

100 90 120 150 180 210 240

125 113 150 188 225 263 300

150 135 180 225 270 315 360

175 158 210 263 315 368 420

200 180 240 300 360 420 480

Tabelul 4: Suprafaa de sol necesar n funcie de sarcina termic specific a cldirilor

JAZ (factorul de performan sezonier) = 4, putere specific de extracie q = 25 W/m2

n programul de calcul VPW 2100, calcularea lungimii evilor flexibile (DN 40, distana dintre evi 0,8 1,0 m) serealizeaz pe baza puterii maxime necesare a pompei de cldur sau a valorilor anterioare ale necesarului de

energie al cldirii.

mai mare de 100 m


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Erdwrmesonden

Bild 6

Vorteile:

zuverlssig geringer Platzbedarf

hohe Jahresarbeitszahlen der Wrmepumpe

Nachteile:

in der Regel hhere Investitionskosten

nicht in allen Gebieten mglich

Wegen des sehr einfachen Einbaus und des geringen

Flchenbedarfs haben sich in den letzten Jahren zuneh-

mend Erdwrmesonden verbreitet. In der Praxis wer-

den normale U-Sonden und Doppel-U-Sonden

verwendet.

Die Doppel U-Sonden bestehen in der Regel aus einem

Rohrbndel von vier parallelen Kunststoffrohren, die am

Fupunkt mit speziellen Formteilen zu einem Sondenfu

verschweit werden. Jeweils zwei Kunststoffrohre wer-

den dadurch verbunden, so dass zwei unabhngig von-

einander durchstrmte Kreise entstehen.

Bild 7 Erdsonde mit Sondenfu

Bei guten hydrogeologischen Bedingungen lassen sich

damit hohe Wrmeentzugsleistungen realisieren. Vor-

aussetzung fr die Planung und den Einbau von Erd-

wrmesonden ist die genaue Kenntnis der

Bodenbeschaffenheit und der Verhltnisse im Unter-

grund.

Als Faustwerte fr die Dimensionierung bei max. 2000

Vollbenutzungsstunden knnen nachfolgende Werte

angenommen werden:

Im Kalkulationsprogramm VPW 2100 erfolgt die

Berechnung der Sondentiefe ber die bentigte Spit-zenleistung der Wrmepumpe oder den frheren Ener-

giebedarf des Gebudes.

ca.

100m

1

7 181 465 272-07.1O

Wohnflche [m2] spezifische Heizlast [W/m2]

30 40 50 60 70 80

erforderliche Sondentiefe [m]

100 45 60 75 90 105 120

125 56 75 94 112 131 150

150 67 90 112 134 157 180

175 79 105 131 158 183 210

200 90 120 150 180 210 240

Tab. 5 Erforderliche Sondentiefe in Abhngigkeit von der spezifischen Gebude-Heizlast; JAZ = 4,0, spezifische Entzugs-

leistung q = 50 W/m

Figura 6

Avantaje:

fiabile ocup un spaiu redus factor de performan sezonier ridicat al pompei de

cldur

Dezavantaje: de regul, costuri mari de investiii nu este posibil instalarea n toate zonele

Sondele geotermale sunt utilizate din ce n ce maides n ultimii ani datorit montrii foarte simple i aspaiului mic pe care l ocup. n practic, sunt utilizate

sonde cu profil U normale i sonde cu tub dublu cuprofil U.

Sondele cu tub dublu cu profil U se compun de reguldintr-un grup de tuburi format din patru tuburi paraleledin material plastic sudate n punctul de baz ntr-unpicior de sond utiliznd piese speciale. Sunt mbinatecte dou tuburi din material plastic, astfel nct suntcreate dou circuite independente.

Figura 7 Sond geotermal cu picior

n cazul unor condiii hidrogeologice optime, se poateobine un randament nalt la extracia cldurii. Pentruplanificarea i montarea sondelor geotermale estenecesar cunoaterea exact a alctuirii solului i acondiiilor existente n subteran.

Ca valori empirice utilizate pentru dimensionare, ncazul a maxim 2.000 de ore de utilizare total, se potaccepta urmtoarele valori:

Sonde geotermale (Sonde de adncime)

Suprafa de locuit [m2] sarcin termic specific [W/m2]

30 40 50 60 70 80

adncime necesar pentru sond [m]

100 45 60 75 90 105 120

125 56 75 94 112 131 150

150 67 90 112 134 157 180

175 79 105 131 158 183 210

200 90 120 150 180 210 240

Tabelul 5 Adncimi necesare pentru montarea sondelor n funcie de sarcina termic specific a locuinei; JAZ = 4, puterespecific de extracie q = 50 W/m2

n programul de calcul VPW 2100, calcularea adncimiide montare a sondei se realizeaz pe baza puteriimaxime necesare a pompei de cldur sau a valoriloranterioare ale necesarului de energie al cldirii.


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Grundwasser

Bild 8

Vorteile: hohe Leistungszahlen der Wrmepumpe

geringer Platzbedarf

Nachteile:

offenes System

Wartungsaufwand

Wasseranalyse erforderlich

genehmigungspflichtig

Die Nutzung von Grundwasser durch Entnahme aus

einer Brunnenanlage und Wiedereinleitung in die Grund-

wasser fhrende Schicht ist aus energetischer Sicht

besonders gnstig. Die ber das gesamte Jahr nahezu

konstante Wassertemperatur ermglicht hohe Leis-

tungszahlen der Wrmepumpe. Dabei muss dem Hilfsen-

ergiebedarf besondere Aufmerksamkeit gewidmet

werden, besonders dem Energieverbrauch der Frderp-

umpe. Bei kleinen Anlagen oder zu groer Tiefe wird der

vermeintliche energetische Vorteil sehr oft durch die

zustzliche Pumpenenergie aufgefressen und nicht sel-

ten fhrt dasbei kleinen Anlagen zu deutlicher Beeinflus-

sung der Jahresarbeitszahl.

Auch muss bei der Wrmequelle Grundwasser bedacht

werden, dasses sich um ein offenes System handelt, das

abhngt von Wasserqualitt, Wassermenge usw.

Daher sollte die Entscheidung fr den Einsatz einer

Grundwasserwrmepumpe besonders grndlich berl-

egt werden.

Als erstesmuss geprft werden, ob in dem betreffenden

Gebiet Grundwasser in einer Tiefe von max. 20 m in aus-

reichender Menge zurVerfgung steht.Dies kann beider

Unteren Wasserbehrde,den Stadtwerken oder beiorts-

kundigen Brunnenbauern erfragt werden.

Anschlieend ist bei der Unteren Wasserbehrde eine

Erlaubnis zur Entnahme und Wiedereinleitung von

Grundwasser fr Heizzwecke einzuholen. Die Planung

und Ausfhrung einer Brunnenanlage muss durch fach-

kundige Brunnenbauunternehmen erfolgen, da eine

unsachgeme Ausfhrung speziell im Schluckbrunnen

im Laufe der Jahre zu einer Verockerung kommen kannund sich der Schluckbrunnen dadurch zusetzen kann.

Die Behebung des Schadens kann erhebliche Kosten ver-

ursachen. Auerdem ist whrend des Zeitraums der

Reparatur kein Wrmepumpenbetrieb mglich, sodass

bei monovalenten Anlagen keine Beheizung des Gebud-

es gewhrleistet ist.

Die Qualitt des Wassers ist durch eine Wasseranalyse

festzustellen. Auch whrend des Betriebs der Anlage ist

die regelmige Entnahme von Wasserproben zu emp-

fehlen, da sich dieZusammensetzung desGrundwassers

mit der Zeit ndern kann.

Wegen des erheblichen Aufwands wird Grundwasser als

Wrmequelle bei kleineren Objekten (Ein-und Zweifami-

lienhuser) meist nur dort eingesetzt, wo langjhrige

Erfahrungen vorliegen und auf regelmige Wasseranaly-

sen verzichtet werden kann. Bei greren Objekten hin-

gegen, z. B. Wohnanlagen, Brogebude, kommunale

Gebude usw. spieltdieWrmequelleGrundwasser eine

wichtige Rolle, vor allem auch in Verbindung mit der

Gebudekhlung. Hier ist das Verhltnis von Nutzen zu

Aufwand in der Regel positiv.

3

ca.

10m

7 181 465 272-09.1O

Figura 8

Avantaje: coeficient de performan ridicat al pompei de

cldur ocup un spaiu redus

Dezavantaje: sistem deschis costuri de ntreinere ridicate este necesar o analiz a apei

Utilizarea pnzei freatice prin scoaterea apei din fntni(puuri) i reintroducerea acesteia n pnza de apfreatic principal este deosebit de avantajoas dinpunct de vedere energetic. Temperatura apei meninutaproape constant pe tot parcursul anului permiteobinerea unor coeficieni de performan ridicaiai pompei de cldur. Acordai o atenie deosebitnecesarului de energie auxiliar, mai ales consumului

de dimensiuni mici sau n cazul unei adncimi preamari, eventualul avantaj energetic este diminuat adesea

factorul de performan sezonier fiind adesea afectat ncazul instalaiilor mici.

n cazul sursei de cldur reprezentate de pnzafreatic, inei cont de faptul c este vorba de un sistemdeschis, dependent de calitatea apei, cantitatea apeietc.

De aceea, efectuai o analiz consistent nainte deluarea deciziei de utilizare a unei pompe de cldurpentru pnza freatic.

n primul rnd, verificai dac n zona respectiv estedisponibil o pnz de ap freatic la o adncime demaxim 20 m n cantitate suficient. Informaii n acestsens pot fi solicitate de la autoritile competente, de laserviciile publice sau de la constructorii de puuri.

n final, este necesar obinerea unei aprobri dela autoritatea competent pentru extracia apei ireintroducerea acesteia n pnza freatic n scopuri de

realizate de ctre o societate specializat n construcia

de-a lungul anilor, n special n cazul puurilor filtrante,o pietrificare; puul filtrant se poate astfel colmata,nfunda. nlturarea acestei cauze poate fi extrem decostisitoare. n plus, n timpul lucrrilor de nlturarea defeciunii nu este posibil funcionarea pompei decldur, astfel nct n cazul instalaiilor monovalentenu se poate asigura nclzirea locuinei.

Calitatea apei este stabilit n urma unei analize a apei.Se recomand prelevarea periodic de probe de api n timpul funcionrii instalaiei, deoarece compoziiapnzei freatice se poate modifica n timp.

Datorit costurilor semnificative, pnza freatic esteutilizat ca surs de cldur numai n cazul obiectivelormici (locuine pentru una i dou familii), n majoritateacazurilor acolo unde exist experien ndelungati unde se poate renuna la analizele periodice aleapei. n cazul obiectivelor mai mari, cum ar fi blocurilede locuine, cldirile de birouri, cldirile comunaleetc., pnza freatic ca surs de cldur joac un rolimportant, mai ales n combinaie cu rcirea cldirii. nastfel de cazuri, raportul dintre utilitate i costuri estede regul unul pozitiv.

Pnza freatic

de puuri, deoarece o execuie incorect poate cauza

nclzire. Planificarea i execuia puului trebuie s fie

de energie a pompei submersibile. n cazul instalaiilor

de energia suplimentar necesar pompei submersibile,


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1.6.2 Luft

Die Wrmequelle Luft ist berall und in unbegrenzter

Menge verfgbar und deshalb sehr einfach von einer

sogenannten Luft/Wasser-Wrmepumpe zu erschlieen.

Dabei wird dieLuft voneinem Ventilator, derBestandteil

der Wrmepumpe ist, direkt zu dem Verdampfer der

Wrmepumpe geleitet,dort abgekhltund anschlieend

nach auen gefrdert.

Auch die Nutzung von Wrme aus Abluft in Verbindung

mit Wrmepumpen nimmt an Bedeutung zu, besonders

in Verbindung mit Niedrigenergiehusern.

Auenluft

Luft/Wasser-Wrmepumpen knnen aus technischer

Sicht ebenso wie Erdwrmepumpen ganzjhrig betrie-

ben werden. Bei monovalenter Betriebsweise muss die

Wrmepumpe dazu bei Auslegungsbedingungen, z. B.

15 C Auentemperatur, die maximale Heizleistungbringen. Da die Heizleistung mit sinkender Wrmequell-

entemperatur stark abnimmt, fhrt das hufig zu sehr

groen Aggregaten und hohen Investitionskosten. Des-

halb wird bei Luft/Wasser-Wrmepumpen in der Regel

ab einer bestimmten Auentemperatur ein elektrischer

Zuheizer parallel zugeschaltet. Dieser deckt dann an kal-

ten Tagen die Spitzenlast. Wegen des groen Tempera-

turunterschieds an kalten Tagen und der damit

verbundenen niedrigen Leistungszahl der Luft/Wasser-

Wrmepumpen, sind damit im Vergleich zur Erdwrmep-

umpe deutlich geringere Jahresarbeitszahlen mglich.Luft/Wasser-Wrmepumpen eignen sich deshalb beson-

ders fr Gebiete, wo die Auentemperaturen im Jahres-

mittel relativ hoch sind oder bei bestehenden Ein- und

Zweifamilienhusern, wo der Aufwand zur Erschlieung

einer Erdwrmequelle zu gro ist.

Bei der Auswahl einer Luft/Wasser-Wrmepumpe ist,

bedingt durch diehohen erforderlichen Luftmengen, der

Aufstellort mit besonderer Sorgfalt auszuwhlen, um

mgliche strende Geruschemissionen zu verhindern.

Das gilt besonders in Gegenden mit sehr dichter Bebau-

ung. Weiterhin ist zu beachten , dass regelmig dieWrmetauscherflchen des Verdampfers geprft und

gegebenenfalls gereinigt werden.

1.6.2 Aerul

Ca surs de cldur, aerul este disponibil pretutindenii n cantitate nelimitat, fiind astfel foarte simplu deinclus ntr-o aa-numit pomp de cldur aer/ap.Aerul este dirijat de un ventilator, parte component apompei de cldur, direct ctre vaporizatorul pompei decldur, unde este rcit i apoi evacuat n exterior.

Utilizarea energiei termice din aerul evacuat ncombinaie cu pompele de cldur este din ce n ce maifrecvent, mai ales la cldirile cu un consum energeticsczut.

Aerul exteriorDin punct de vedere tehnic, pompele de cldur aer/ap pot fi utilizate pe tot parcursul anului, la fel ca ipompele geotermale. n cazul modului de funcionaremonovalent, pompa de cldur trebuie s produco putere caloric maxim n condiiile de proiectare,de exemplu o temperatur exterioar de -15 C.Deoarece puterea caloric scade considerabil odatcu scderea temperaturii sursei de cldur, se ajungeadesea la agregate foarte mari i la costuri de investiiensemnate. Motiv pentru care, n cazul pompelor decldur aer/ap, ncepnd cu o anumit valoare atemperaturii exterioare, este utilizat, de asemenea, undispozitiv electric de nclzire auxiliar. Acesta acopernecesarul maxim n zilele cu temperaturi sczute. Dincauza diferenei mari de temperatur n zilele reci i,prin urmare, a unui coeficient de performan sczutal pompei de cldur aer/ap, factorul de performan

sezonier este n mod evident mai mic n comparaiecu pompa geotermal. Din acest motiv, pompele decldur aer/ap sunt adecvate n special n zone undetemperaturile exterioare medii anuale sunt relativridicate sau n cazul locuinelor cu una i dou familiideja existente, unde costurile pentru accesul la o sursde cldur geotermal sunt prea mari.

Dac alegei s utilizai o pomp de cldur aer/ap,locul de amplasare trebuie ales cu mare atenie dincauza debitului mare de aer necesar, pentru a evitaeventualele zgomote deranjante. Acest lucru estevalabil mai ales n zone cu construcii foarte dense.

Trebuie avut n vedere i faptul c este necesarverificarea periodic a suprafeelor schimbtorului decldur al vaporizatorului, acestea fiind curate dacacest lucru este necesar.


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1.7 Wrmeabgabe- und Verteilsystem

1.7.1 Wrmeabgabesystem/ Fubodenheizung

Wie bereits dargestellt, ist die Effizienz von Wrmep-

umpen sehr stark von der zu berwindenden Tempera-

turdifferenz zwischen Wrmeabgabesystem und

Wrmequelle abhngig. Deshalb sollten mglichst nied-rige Vorlauftemperturen gewhlt werden. Prinzipiell

kann diese Forderung mit unterschiedlichen Wrmeabg-

abesystemen erreicht werden, z. B. mit Niedertempera-

turradiatoren oder Flchenheizungen. Insbesondere aus

Grnden des Komforts, aber auch der freien Gestaltung

der Stellflchen, hat sich die Fubodenheizung in den

letzten Jahren im Sektor Einfamilienhuser zum fhrend-

en Wrmeabgabesystem mit Marktanteilen von ca. 50 %

entwickelt. Ohne Zusatzaufwand sind Vorlauftemperatu-

ren von 35 C und Rcklauftemperaturen von 28 C

mglich.Bei besonderswrmegedmmten Husern sindsogar noch geringfgig niedrigere Werte erreichbar.

Ein weiterer Vorteil von Fubodenheizungen ist der

Selbstregeleffekt. Wegen der niedrigen Oberflchent-

emperaturen von 23 bis max. 27 C am kltesten Tag,

geht die Wrmeabgabe bei steigender Raumtemperatur

stark zurck, im Extremfall bis auf Null. Das ist z. B. bei

Sonneneinstrahlung in der bergangszeit der Fall.

Alle zustzlichen Einrichtungen, die zu einer Erhhung

der Vorlauftemperatur fhren, sollten aus thermodyna-

mischen Grnden vermieden werden, z. B. Mischer,

hydraulische Weichen, zustzliche Wrmetauscher.Dann erreicht die Wrmepumpe optimale Betriebsergeb-

nisse bei minimalem Energieaufwand.

1.7.2 Pufferspeicher

Die Verwendung von Pufferspeichernhat lange Tradition

bei Wrmepumpen und war in der Vergangenheit meist

in Verbindung mit bivalenten Heizungsanlagen notwen-

dig. Dabei galt es, die Wrmepumpe in eine bestehende

Heizungsanlage einzubinden, ohne die genauen hydrau-

lischen Eigenschaften des Heizsystems zu kennen.

Ein Pufferspeicher gewhrleistet stndig die Wrme-bertragung der Wrmepumpe in das Heiznetz. Funkti-

onsstrungen durch eine unzureichende Umlaufwasser-

menge in den Heizkreis werden daher minimiert und die

Kompressorlaufzeiten erhht.

Pufferspeicher haben jedoch geringfgige Nachteile, die

bei Neuanlagen leicht vermieden werden knnen:

Der Einsatz einer Wrmepumpenanlage in eine

Fubodenheizung mit nicht diffusionsdichtem

Kunststoffrohr ist nicht zulssig.

Trgheit des Systems wird bei groen Pufferspei-

chern erhht. Wird der Puffer als Trennspeicher eingesetzt, kommt

es zu einer Durchmischung des Speicherinhalts beim

Betrieb der Wrmepumpe. Dadurch wird die Vorlauf-

temperatur am Ausgang der Wrmepumpe unntig

erhht, was zu geringeren Jahresarbeitszahlen fhrt.

Pufferspeicher erhhen die Investitions- und

Betriebskosten von Wrmepumpen-Systemen, daWrmespeicher einen stndigen Bereitschaftsener-

gieaufwand erfordern.

Deshalb kann bei Neuanlagen mit Fubodenheizung ,

unter Beachtung der erforderlichen Umlaufwassermen-

gen im Heiznetz, auf einen Pufferspeicher verzichtet

werden. Erfahrungen aus Wrmepumpenanlagen mit

Fubodenheizung ohne Pufferspeicher zeigen, dass

auch EVU-Unterbrechungen der Stromlieferung von

3 x 2 h innerhalb eines Tages nicht zu einer wahrnehm-

baren Absenkung der Raumtemperatur fhren. Hier

wirkt sich die Speichermasse der Fubodenheizung vor-teilhaft aus.

Sollte bei speziellen Bedingungen ein Pufferspeicher

erforderlich sein, ist als Faustregel folgende Dimensio-

nierung gewhlt werden:

je kW Heizlast 10 bis 20 l Puffervolumen

Beispiel:

Wie gro muss das Volumen VP eines Pufferspeichers fr

ein Einfamilienhaus mit 10 kW Heizlast sein:

VP= 10 kW x 10 ... 20 l/kW= 100 ... 200 l

1.7.3 Mindestumlaufwassermenge

Nur wenn die erforderliche Mindestumlaufwassermenge

eingehalten wird, ist die Wrmepumpe in der Lage, die

geforderte Heizleistung zu erbringen und optimale Leis-

tungszahlen zu erreichen. Wird der erforderliche Heiz-

wasserdurchfluss unterschritten, erhht sich die

Temperatur am Rcklauf der Wrmepumpe. Dies kann

im Extrem dazu fhren, dass die Wrmepumpe ber den

Hochdruckschalter abgeschaltet wird.

Die hufigsten Ursachen sind:

eine zu kleine Umwlzpumpe bzw. eine zu niedrig

gewhlte Leistungsstufe

Heizwasserdurchfluss wird durch geschlossene Ther-

mostatventile vermindert

Abhilfe schaffen durch Bypassleitungen oder die Ver-

wendung eines Pufferspeichers. Oft ist es auch ausrei-

chend, einen oder mehrere offene(n) Heizkreis(e)

vorzusehen, der/die dann in Verbindung mit einem

Raumtemperaturfhler direkt ber die Wrmepumpe

geregelt wird/werden.

1.7 Sistemul de cedare i de distribuirea cldurii

1.7.1 Sistemul de cedare a cldurii / nclzire prinpardosealDup cum am menionat anterior, eficiena pompelor

de cldur depinde n mare msur de diferena detemperatur care trebuie depit dintre sistemul denclzire i sursa de cldur. n principiu, aceastcondiie poate fi ndeplinit cu ajutorul diverselorsisteme de nclzire, cum ar fi radiatoarele latemperaturi joase sau sistemele de nclzire prinsuprafee de radiaie. n ultimii ani, n special dinmotive ce in de confort, dar i de organizare liber asuprafeelor de amplasare, sistemele de nclzire prinpardoseal s-au dezvoltat ndeajuns de mult nct sacopere cca. 50 % din procentul de pia n sectorullocuinele unifamiliale, devenind astfel principalul

sistem de nclzire. Sunt posibile, fr costurisuplimentare, obinerea unor temperaturi pe tur de35 C i temperaturi pe retur de 28 C. n cazul unorcldiri cu o termoizolaie special, se pot atinge chiar ivalori mai mici.

Un alt avantaj al sistemelor de nclzire prinpardoseal l reprezint efectul de autoreglare. Datorittemperaturilor sczute ale suprafeei, de 23 pn lamaxim 27 C n zilele cu temperaturi foarte sczute,puterea caloric scade n mod considerabil odat cucreterea temperaturii interioare, n cazuri extreme

pn aproape de zero. Este cazul radiaiei solare dinperioada de trecere dintre var i toamn.

Din motive termodinamice, evitai toate instalaiilesuplimentare care determin creterea temperaturiipe tur, cum ar fi vanele, separatoarele hidraulice,schimbtoarele de cldur suplimentare. n acestcaz, pompa de cldur atinge rezultate optime defuncionare cu un consum minim de energie.

1.7.2 Boilerul tampon

Utilizarea de boilere tampon se bucur de o tradiiendelungat la pompele de cldur, acestea fiindnecesare n trecut n majoritatea cazurilor ncombinaie cu instalaii de nclzire bivalente. n aceaperioad se impunea integrarea pompei de cldurntr-o instalaie de nclzire existent, fr a cunoaten detaliu caracteristicile hidraulice ale sistemului denclzire.Un boiler tampon asigura permanent transferul decldur a pompei de cldur n reeaua de nclzire. n

durata de funcionare a compresorului cretea n modsemnificativ.Boilerele tampon prezint, ns, dezavantajenesemnificative, dezavantaje care pot fi evitate uor n

cazul instalaiilor noi: Nu este permis utilizarea unei instalaii cu

pomp de cldur ntr-o instalaie de nclzire prinpardoseal cu evi din material plastic neetanate.

Ineria sistemului crete la boilerele tampon decapacitate mare.

Dac boilerul tampon este utilizat ca boiler deseparare are loc o amestecare a coninutuluiacestuia la utilizarea unei pompe de cldur. nacest fel, temperatura de tur la ieirea pompei decldur crete inutil, fapt ce determin obinereaunui factor de performan sezonier sczut.

n cazul instalaiilor de nclzire prin pardoseal noise poate renuna la boilerul tampon, innd cont dedebitele necesare n reeaua de nclzire. Cunotineleacumulate n domeniul instalaiilor de pompe decldur cu nclzire prin pardoseal fr boiler tamponau demonstrat faptul c ntreruperile de alimentarecu energie electric de 3 x 2 h n decursul unei zilenu a determinat o scdere sesizabil a temperaturiidin ncpere. n astfel de cazuri, cldura acumulatde instalaia de nclzire prin pardoseal i spunecuvntul.

Dac n condiii speciale este necesar utilizarea unuiboiler tampon, luai n considerare, ca regul empiric,urmtoarea dimensionare:10 20 l volum de boiler tampon pentru fiecare kW deenergie caloric.

Exemplu:Care este volumul Vpal unui boiler tampon pentru olocuin unifamilial cu un consum de energie caloricde 10 kW:Vp = 10 kW x 10 ... 20 l/kW

= 100 ... 200 l

1.7.3 Debitul minimPompa de cldur este capabil s ofere putereatermic solicitat i s ating coeficientul deperforman optim numai dac se respect debitul

minim necesar. Dac debitul necesar scade,temperatura pe returul pompei de cldur crete.n cazuri extreme, acest lucru determin o oprire apompei de cldur de ctre ntreruptorul de naltpresiune.

Cele mai dese cauze sunt: o pomp de circulaie prea mic, respectiv alegerea

unei trepte de putere prea mici debitul este diminuat datorit unor vane

termostatate nchise.

Debitul poate fi corectat prin conducte de bypass sauprin utilizarea unui boiler tampon.

acest fel, erorile de funcionare datorate unui debitinsuficient n circuitul de nclzire erau reduse la minim i


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1.8 Energie-Einsparung mit Wrmepump-en

Die energetische Bewertung der Anlagentechnik zum

Beispiel durch die DIN V 4701-10 ermglicht eine objek-

tive Darstellung der Energieeinsparung durch Wrmep-

umpen. Anhand eines konkreten Beispiels wird imFolgenden eine unter identischen Rahmenbedingungen

mit dem Tabellenverfahren der DIN V 4701-10

berechnete Niedertemperatur-lheizung, eine Gas-

Brennwertheizung und eine Erdwrmepumpen-Heizung

verglichen.

Randbedingungen:

Wohnhaus mit einer Nutzflche von AN= 150 m2

Jahres-Heizwrmebedarf von qh= 80 kWh/(m2a)

Aufstellung des Wrmeerzeugers innerhalb der ther-

mischen Hlle

gesamte Verteilung innerhalb der thermischen Hlle

mit geregelter Pumpe

Fubodenheizung mit elektronischer Regeleinrich-

tung, ausgelegt auf 35/28 C

kein Pufferspeicher

mit Warmwasserbereitung, aber ohne Zirkulation

nur Fensterlftung (keine Lftungsanlage)

Berechnungsbeispiel der Anlagen - Aufwandszahl nach

der in Deutschland gltigen DIN V 4701 - 10:

mit:

QP: Primrenergiebedarf des Gebudes [kWh/a]

Qh: Heizwrmebedarf [kWh/a]

Qtw: Warmwasserwrmebedarf [kWh/a]

QH, P: Primrenergiebedarf des Heizstranges [kWh/a]

QL, P: Primrenergiebedarf des Lftungsstranges

[kWh/a], (gem Randbedingungen = 0)

QTW, P: Primrenergiebedarf des

Warmwasserstranges [kWh/a]

berechnet sich der Primrenergiebedarf des Gebudes

zu:

Die Anlagen-Aufwandszahl ePwird wie folgt berechnet:

Mit den oben genannten Randbedingungen betrgt der

Heizwrmebedarf:

Der Trinkwasserwrmebedarf ist in der EnEV festgelegt

mit:

Damit ergibt sich:

Mit Hilfe des Tabellenverfahrens der DIN V 4701-10

(Berechnungsbltter Tabellen 4.2-2 und 4.2-3 sowie

4.2-7 und 4.2-8) erhlt man die nachfolgend dargestell-

ten Ergebnisse:

QP Q H P Q L P Q TW P+ +=

ePQP

Qh Qtw+----------------------=

Qh qh AN=

80 kWh

m2 a-------------- 150 m2=

12000kWh

a

-----------=

qtw 12 5 kWh

m2 a--------------=

Qtw qtw AN=

12 5 kWh

m2 a-------------- 150 m2=

1875kWh

a-----------=

1.8 Consum redus de energie cupompe de cldur

Estimarea consumului de energie al instalaiei, deexemplu cea specificat de norma DIN V 4701-10,reprezint un punct de vedere obiectiv asupra

economiei de energie datorate utilizrii pompelorde cldur. n cele ce urmeaz este prezentat, nbaza unui exemplu concret n condiii cadru identicei utiliznd tabelul inclus n norma DIN V 4701-10, ocomparaie ntre un sistem de nclzire pe motorin cufuncionare la temperaturi joase, un sistem de nclzirepe gaz cu central termic cu condensare i un sistemde nclzire cu pompe geotermale.

Condiii minime: imobil de locuit cu o suprafa util de AN= 150 m

2

un necesar anual de energie termic de

qh= 80 kWh / (m2

a) amplasarea sursei de nclzire n interiorul uneiizolaii termice

distribuie general n interiorul izolaiei termice cupomp reglat

nclzire prin pardoseal cu automatizareelectronic, proiectat la 35/28 C

fr boiler tampon cu preparare a acm, dar fr circulaie aerisire numai prin intermediul ferestrelor (fr

instalaie de ventilaie)

Exemplu de calcul pentru indicele de consum alinstalaiei conform normei DIN V 4701-10 valabilen Germania:Utiliznd valorileQP: necesarul de energie primar al cldirii [kWh/an]Qh: necesar de energie termic [kWh/an]

Qtw: necesar de acm [kWh/an]QH, P: necesar de energie primar al coloanei denclzire [kWh/an]QL, P: necesar de energie primar al coloanei deaerisire [kWh/an], (conform condiiilor minime = 0)QTW, P: necesar de energie primar al coloanei de acm[kWh/an]se calculeaz necesarul de energie primar al cldiriiconform formulei:

QP Q H P Q L P Q TW P+ +=

Indicele de consum al instalaiei epse calculeazastfel:

ePQP

Qh Qtw+----------------------=

n condiiile cadru de mai sus, necesarul de energietermic este:

Qh qh AN=

80 kWh

m2 a-------------- 150 m2=

12000

kWh

a-----------=

Necesarul de cldur pentru prepararea acm estestabilit n cadrul normei EnEV conform urmtoarei

qtw 12 5 kWh

m2 a--------------=

De unde rezult:

Qtw

qtw

AN

=

12 5 kWh

m2 a-------------- 150 m2=

1875kWh

a-----------=

Utiliznd tabelele menionate n norma DIN V 4701-10(tabelele cu foi de calcul 4.2-2 i 4.2-3, 4.2-7 i 4.2-8)se obin rezultatele de mai jos:

valori:


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a) fr den Niedertemperatur-lheizkessel (Index NT): b) fr den Gas-Brennwertkessel (Index BW):

QP NT Q H P NT Q L P NT Q TW P NT + +=

qH WE P NT qH HE P NT + AN=

+ QL P NT

+ qTW WE P NT qTW HE P NT + AN

102 85kWh

m2 a-------------- 12 57

kWh

m2 a--------------+

150 m2=

+ 0

+ 26,96kWh

m2 a-------------- 0 81

kWh

m2 a--------------+

150 m2

21478,5kWh

a-----------=

eP NTQP NT

Qh Qtw+----------------------=

21478,5kWh

a-----------

12000kWh

a----------- 1875

kWh

a------------+

--------------------------------------------------------------=

eP NT, 1,55=

QP BW Q H P BW Q L P BW Q TW P BW + +=

qH WE P BW qH HE P BW + AN=

+ QL P BW

+ qTW WE P BW qTW HE P BW + AN

92,57kWh

m2 a-------------- 12 57

kWh

m2 a--------------+

150 m2=

+ 0

+ 26,02kWh

m2 a-------------- 0 81

kWh

m2 a--------------+

150 m2

19801,5kWh

a-----------=

eP BWQP BW

Qh Qtw+

----------------------=

19801,5kWh

a-----------

12000kWh

a----------- 1875

kWh

a------------+

--------------------------------------------------------------=

eP BW, 1,43=

a) pentru cazanul de nclzire de joas temperaturcu funcionare pe motorin (index NT):

b) pentru centralele termice cu condensare (index BW):


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b) fr die Sole-Wasser-Erdwrmepumpe (Index WP): Die zusammengefassten Anlagen-Aufwandszahlen ver-

deutlichen die Energieeinsparmglichkeiten der Wrm-

epumpentechnik:

In diesem Beispiel betrgt die Primrenergieeinsparung

der Wrmepumpe gegenber der Niedertemperatur-lh-

eizung 37,4 %, gegenber dem Gas-Brennwertkessel

32,2 %.

Durch Nutzung regenerativer Energie wird der zur

Stromerzeugung erforderliche Primrenergie-Aufwandder Stromerzeugung mehr als kompensiert. hnliche

Minderungspotenziale sind auch bezglich der

CO2 -Emissionen mglich

QP WP Q H P WP Q L P WP Q TW P WP + +=

qH WE P WP qH HE P WP + AN=

+ QL P WP

+ qTW WE P WP qTW HE P WP + AN

58,65kWh

m2 a-------------- 14,04

kWh

m2 a--------------+

150 m2=

+ 0

+ 15,84kWh

m2 a-------------- 1,11

kWh

m2 a--------------+

150 m2

13446kWh

a-----------=

eP WPQP WP

Qh Qtw+

----------------------=

13446kWh

a-----------

12000kWh

a----------- 1875

kWh

a------------+

--------------------------------------------------------------=

eP WP, 0,97=

Wrmeerzeuger

Anlagen-

Aufwandszahl eP

Niedertemperatur-

lheizung1,55

Gas-Brennwertkessel 1,43

Sole-Wasser-

Erdwrmepumpe0,97

Tab. 6

Wrmeerzeuger

Primrenergie-

Einsparung

Sole/Wasser-

Erdwrmepumpe

Niedertemperatur-lheiz-

ung37,4 %

Gas-Brennwertkessel 32,2 %

Tab. 7

c) pentru pompe geotermale cu sole-ap (index WP): Indicii de consum total al instalaiilor explicposibilitile de economisire a energiei oferite depompele de cldur:

Surs de nclzireIndicele de

consum pentruinstalaii ep

Sistem de nclzire latemperaturi joase cu funcionarepe motorin

1,55

Central termic cu condensare 1,43Pomp geotermal sole-ap 0,97

Tabelul 6

n acest exemplu, economia de energie primar apompei de cldur fa de sistemul de nclzire latemperaturi joase cu funcionare pe motorin estede 37,4 % i de 32,2 %, fa de centrala termica cucondensare.

Surs de nclzire

Economiede energie

primar pompgeotermal

sole/apSistem de nclzire latemperaturi joase cu funcionarepe motorin

37,4 %

Central termic cu condensare 32,2 %Tabelul 7

Prin utilizarea surselor de energie regenerabile,consumul necesar de energie primar este compensatn totalitate. De asemenea, este posibil obinerea unorvalori sczute a emisiilor de CO2.


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2 Das Junkers Erdwrmepumpen-System

2.1 Systembersicht

Bild 9

2 Sistemul de pompe geotermale Junkers

2.1 Prezentare general a sistemului

Figura 9

Surs de energie termic

Pmnt

Sond n pmnt

Aparate

TM 60-1... 110-1

AccesoriiRecipient de colectare a apei calde

Moduri de utilizare

Instalaii

Instalaii standard

Cldire nou pentru 1+2 familii

nclzire n pardoseal

4 ... 10 persoane

Instalaii speciale

Conectare a instalaiei solare nvederea producerii de ap cald

nclzire

TE 60-1...170-1

Sistem colectare n pmnt

Preparare apcald

Funcii


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2.2 Junkers Erdwrmepumpen

Zur Wahl stehen zwei Serien: die Modulserie mit inte-

griertem Edelstahl-Warmwasserspeicher, sowie die

Kompaktserie mit externem Warmwasserspeicher.

beruhigend sicher

Junkers Erdwrmepumpen erfllen die Bosch Quali-

ttsanforderungen fr hchste Funktionalitt und

Lebensdauer.

Die Gerte werden im Werk geprft und getestet.

Sicherheit der groen Marke: Ersatzteile und Service

auch noch in 15 Jahren

in hohem Ma kologisch

Im Betrieb der Wrmepumpe sind ca. 75 % der Heize-

nergie regenerativ, bei Verwendung von grnem

Strom (Wind-, Wasser-, Solarenergie) bis zu 100 %.

keine Emission bei Betrieb

sehr gute Bewertung bei der EnEV

vllig unabhngig und zukunftssicher

unabhngig von l und Gas

abgekoppelt von der Preisentwicklung bei l und Gas

unbeeinflusst von Umweltfaktoren:

Erdwrme ist nicht von Sonne oder Wind abhngig,

sondern steht 365 Tage im Jahr zuverlssig zur Ver-

fgung

extrem wirtschaftlich bis zu 50 % geringere Betriebskosten gegenber l

oder Gas

wartungsfreie, langlebige Technik mit geschlossenen

Kreislufen

keine laufenden Kosten (z. B. Brennerwartung, Filter-

wechsel, Kaminkehrer)

Investitionen in Heizungsraum und Kamin entfallen

Funktionsschema (Bilder 11 und 12)

Solekreis (Kltetrgerkreis) (SA/SE)

Die Sole wird von der Solepumpe (P3) in die Wrmep-

umpe befrdert. Dort gibt es im Verdampfer (23)

Wrme an den Kltekreis ab und fliet zurck zurWrmequelle.

DerDruckverlust bei Sole ist abhngig von der Tempe-

ratur und dem Mischungsverhltnis

Ethylenglykol-Wasser. Mit sinkender Temperatur und

steigendem Anteil Ethylenglykol steigt der Druckver-

lust der Sole an (Bild 10).

Bild 10

Heizkreis(HV/HR)

Die Heizungspumpe (P2) transportiert das Heizungs-

wasser zum Verflssiger (88). Dort nimmt es Wrme

vom Kltekreis auf. Im anschlieenden Zuheizer (ZH)

wird ggf. die Temperatur weiter erhht. Das 3-Wege-

Ventil (VXV) leitet das Heizungswasser in das Heizsys-

tem oder in den Warmwasserbereiter (bei TM ...-1-Gerten intern (WS), bei TE ...-1-Gerten extern).

Kltekreis (Kltemittelkreis)

Im Kltekreis strmt das flssige Kltemittel in den

Verdampfer (23). Dort nimmt es Wrme vom Sole-

kreis auf und verdampft dabei vollstndig. Das gas-

frmige Kltemittel wird im Kompressor (111) auf

hheren Druck verdichtet, wobei es sich erwrmt. Im

Verflssiger (88) gibt es Wrme an den Heizkreis ab.

Dadurch geht es wieder in den flssigen Zustand

ber. Vom Verflssiger strmt das Kltemittel ber

den Trockenfilter (86) und das Schauglas (84) zumExpansionsventil (83). In diesem wird das Kltemittel

auf den niedrigeren Druck entspannt.

Bei der Druckverlustberechnung ist daher

die Ethylenglykol-Konzentration zu

beachten!

0 10 20 30

0C

-5C

Konzentration [Vol.-%]

40 50 601,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

relativerDruckve

rlust

7 181 465 272-20.1O

2.2 Pompele de cldur geotermaleJunkers

Sunt oferite la alegere dou serii: seria tip modul cuboiler acm din oel inoxidabil integrat i seria compactcu boiler acm extern.

Linititor de sigure Pompele de cldur geotermale Junkers respect

cerinele de calitate impuse de Bosch n ceea ceprivete nivelul ridicat de funcionalitate i duratade via.

Agregatele sunt verificate i testate n fabric. Sigurana oferit de o marc de renume: piese de

schimb i service nc 15 ani.

n mare msur ecologice n timpul exploatrii pompei de cldur, cca.

75 % din energia de nclzire este regenerativ,iar la utilizarea curentului verde (energie eolian,energie hidraulic, energie solar) chiar pn la100 %.

Fr emisii n exploatare. Evaluare pozitiv conform EnEV.

Complet independente i cu viitorul asigurat nu depind de motorin i gaz nu sunt afectate de evoluia preului motorinei i

gazului nu sunt influenate de factorii de mediu:

Energia geotermal nu depinde de soare sau vnt,ci este disponibil cu certitudine 365 de zile pe an.

Extrem de economice costuri de exploatare cu pn al 50 % mai mici

dect motorina sau gazul tehnic care nu necesit ntreinere, longeviv, cu

circuite nchise fr costuri curente (de exemplu ntreinerea

arztorului, nlocuirea filtrului, onorariul pentrucoar)

nu sunt necesare investiii pentru camera de arderei coul de fum.

Schema cu principiul de funcionare(figurile 11 i 12) Circuit sole (SA/SE)

Amestecul ap-etilenglicol (sole) este transportat depompa aferent (P3) n pompa de cldur. Acesta

cedeaz prin intermediul vaporizatorului (23)cldura n circuitul de agent frigorific i se ntoarcela sursa de cldur.Pierderea de presiune la nivelul amesteculuidepinde de temperatur i de raportul de amestecap-etilenglicol. Aceasta crete odat cu coborreatemperaturii i creterea procentului de etilenglicol(figura 10).

Figura 10

La calcularea pierderii de presiune seva lua n considerare i concentraia deetilenglicol!

Circuit de nclzire(HV/HR)Pompa sistemului de nclzire (P2) transportagentul termic spre condensator (88), de undepreia cldur din circuitul de agent frigorific.Temperatura crete n continuare dac este cazulprin nclzitorul auxiliar (ZH). Vana cu 3 ci (VXV)

dirijeaz agentul termic spre sistemul de nclziresau n boilerul acm (la agregatele TM ...-1- intern(WS), la agregatele TE ...-1- extern).

Circuitul agentului frigorificn circuitul de frigorific, agentul frigorific n starelichid curge spre vaporizator (23), de unde preiacldura de la circuitul de amestec ap-etilenglicol,evaporndu-se complet. Agentul frigorific n staregazoas este comprimat n compresor (111) lapresiuni mari, nclzindu-se. n condensator (88),acesta cedeaz cldura circuitului de nclzire,trecnd din nou n stare lichid. De la condensator,agentul frigorific ajunge prin filtrul de uscare (86) igeamul de inspecie (84) n ventilul de expansiune(83), unde este destins la o presiune mai mic.

Pierderedepresiune

relativ

Concentraie [Vol.-%]


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20/92


21/92

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2.2.1 Regelung

Bild 13 LC-Display mit Klartextmen

Ausstattung

Mikroprozessor-Regelung mit Klartext-LC-Display undMensteuerrad

2 Bedienebenen fr Endkunden

1 Bedienebene fr Fachleute und Servicetechniker,

mit Zugriffsschutz durch Zugangscode

Anlagenmglichkeiten

Mit der Regelungssoftware ist in den Wrmepumpen

eine vielseiteige Regelung integriert. An ihr knnen ver-

schiedene Komponenten einer Heizungsanlage ange-

schlossen und geregelt werden. Dadurch sind folgende

Anlagen mglich:

Heizungssysteme mit einem Heizkreis

Heizungssysteme mit einem Heizkreis und Warm-

wasserbereitung

Heizungssysteme mit einem gemischten und einem

ungemischten Heizkreis (mit 3-Wege-Mischer SV1,

externer Heizungspumpe P4 und Temperaturfhler

GT4 fr Heizungsvorlauf des gemischten Heizkreises)

Heizungssysteme mit einem gemischten und einem

ungemischten Heizkreis und Warmwasserbereitung

(mit 3-Wege-Mischer SV1, externer Heizungspumpe

P4 undTemperaturfhler GT4frHeizungsvorlaufdes

gemischten Heizkreises)

Externe Temperaturfhler

Folgende externe Temperaturfhler knnen angeschlos-

sen werden:

GT1: Temperaturfhler fr Heizungsrcklauf

GT2: Temperaturfhler fr Auentemperatur

GT3X: Temperaturfhler fr Warmwasser (extern) GT4: Temperaturfhler fr Vorlauftemperatur des

gemischten Heizkreises

GT5: Temperaturfhler fr Raumtemperatur

Die Verwendbarkeit der Temperaturfhler bei den ein-

zelnen Erdwrmepumpen zeigt Tabelle 8.

x Verwendung notwendig

Verwendung nicht mglich

o Verwendung mglich

Externe Heizungspumpen

Die bauseitigen Heizungspumpen P1 und P4 knnen fr

die Versorgung eines ungemischten und eines gemisch-

ten Heizkreises verwendet werden (z. B. Bild 77 aufSeite 64).

Mischer fr gemischten Heizkreis

Fr gemischte Heizkreise kann ein motorisch gesteuer-

ter Mischer SV1 angeschlossen werden (z.B.Bild 77 auf

Seite 64).

TM ...-1 TE ...-1

GT1 x x

GT2 x x

GT3X 1)

1) interner Wrmefhler GT3 ist ab Werk montiert

o

GT4 o o

GT5 o o

Tab. 8

Wenn die externe Heizungspumpe P4 einen

Fubodenheizkreis versorgt, muss sie bei

berschreitender Maximaltemperatur ber

einen mechanischen Temperaturbegrenzer

abgeschaltet werden.

Umeine optimale Regelung desgemischten

Heizkreises zuerreichen,sollte derMischer

eine kurze Laufzeit von < 1,5 Minuten be-

sitzen

Figura 13: Display LCD cu meniu n format text simplu

Dotare Automatizare cu microprocesor cu display LCD cu

text simplu i buton de comand 2 niveluri de comand pentru clientul final 1 nivel de comand pentru specialiti i tehnicienii

de service, cu protecie mpotriva accesuluineautorizat prin intermediul unui cod de acces

Posibiliti de realizare a instalaiilorn pompele de cldur sunt integrate automatizrimultifuncionale prin intermediul software-ului dereglare. La aceste sisteme se pot conecta i regladiverse componente ale unei instalaii de nclzire.

Este astfel posibil realizarea urmtoarelor instalaii: sisteme de nclzire cu un circuit de nclzire sisteme de nclzire cu un circuit de nclzire i

preparare acm sisteme de nclzire cu un circuit de nclzire

combinat i un sistem de nclzire necombinat(cu van cu 3 ci SV1, pomp extern pentrusistemul de nclzire P4 i senzor de temperaturGT4 pentru turul instalaiei de nclzire din cadrulcircuitului de nclzire combinat)

sisteme de nclzire cu un circuit de nclzirecombinat i un sistem de nclzire necombinati preparare acm (cu van cu 3 ci SV1, pompextern pentru sistemul de nclzire P4 i senzorde temperatur GT4 pentru turul instalaieide nclzire din cadrul circuitului de nclzirecombinat)

Senzor de temperatur externSe pot racorda urmtorii senzori de temperaturexterni: GT1: senzor de temperatur pentru returul

instalaiei de nclzire GT2: senzor de temperatur exterioar

GT3X: senzor de temperatur acm (extern) GT4: senzor de temperatur pentru temperatura depe tur a circuitului de nclzire combinat

GT5: senzor de temperatur interioar

Aplicabilitatea senzorilor de temperatur la pompele decldur geotermale este prezentat n tabelul 8.

TM ...-1 TE ...-1GT1 x xGT2 x xGT3X -1) o

GT4 o oGT5 o o

Tabelul 8

1) Senzor de temperatur intern GT3 este montat dinfabricx utilizare necesar- utilizarea nu este posibilo utilizare posibil

Pompe de nclzire externePompele externe ale instalaiei de nclzire, P1 iP4, pot fi utilizate pentru alimentarea unui circuit de

nclzire combinat i un circuit de nclzire necombinat(de exemplu figura 77 de la pagina 64).

Dac pompa extern a sistemului denclzire P4 alimenteaz un circuit denclzire de pardoseal, aceasta trebuie sfie prevzut cu un limitator de temperaturmecanic pentru a putea fi oprit ladepirea temperaturii maxime.

Van de amestec pentru circuit de nclzirecombinat

Pentru circuite combinate, se poate racorda o van deamestec comandat prin intermediul unui motor SV1(de exemplu figura 77 de la pagina 64).

Pentru o reglare optim a circuitului denclzire combinat, vana de amestectrebuie s aib o durat de funcionarescurt (< 1,5 minute).

2.2.1 Automatizarea


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Sammelalarm (optional)

Der Sammelalarm wird auf der Fhlerkarte an den Klem-

menALARM-LEDoderSUMMA-LARMangeschlossen. Am

ALARM-LED-Ausgang liegen5 V, 20 mA frden Anschluss

einer entsprechenden Alarmleuchte an. Der SUMMA-

LARM-Ausgang besitzt einen potentialfreien Kontakt fr

maximal 24 V, 100 mA. Bei ausgelstem Sammelalarm

wird auf der Fhlerkarte intern der Kontakt geschlossen.

Fehlerprotokoll

Smtliche Fehlermeldungen der Regelungselektronik

werden in einem Fehlerprotokoll dokumentiert. Dieses

lsst sich zur Strungsbehebung oder bei der turnus-

migen Funktionsprfung ber das Display auslesen.Damit steht ein leistungsfhiges Werkzeug zur Verfg-

ung, um die Funktion der Wrmepumpe ber einen lng-

eren Zeitraum hinweg zu prfen und mgliche Ursachen

von Strungen im zeitlichen Kontext besser zu beurtei-

len.

Automatischer Neustart

Betrifft die Fehlermeldung der Regelungselektronik

keine sicherheitsrelevanten Bauteile, so geht die Wrm-

epumpe nachAbklingender Fehlerursache selbststndig

wieder in Betrieb. Dadurch ist gewhrleistet, dass bei

kleinen Fehlern die Funktion der Heizung erhalten

bleibt.

2.2.2 Temperaturfhler und Fhrungsgre

Als Fhrungsgre fr den Wrmepumpenbetrieb dient

die Rcklauftemperatur (Fhler GT1).

bersicht Temperaturfhler

In der Wrmepumpe kommen, je nach Typ und Heizungs-

anlage, verschiedene Temperaturfhler zum Einsatz:

interne Temperaturfhler

Bild 14 GT3, GT8, GT9, GT10, GT11

GT3:gerteinterner Temperaturfhler fr Warm-

wasser

GT8:gerteinterner Temperaturfhler fr Heizungs-

vorlauf

GT9: gerteinterner Temperaturfhler fr Heizungs-

rcklauf

GT10: gerteinterner Temperaturfhler fr Soleein-

tritt

GT11: gerteinterner Temperaturfhler fr Soleaus-

tritt

Bild 15 GT6

GT6: gerteinterner Temperaturfhler fr Kompressor

Der Sammelalarm meldet, wenn an einem

der angeschlossenen Fhler eine Strung

vorliegt.

2.2.2 Senzorul de temperatur i lungimea acestuiaTemperatura pe retur (senzor GT1) servete ca valoarede comand pentru funcionarea pompelor de cldur .

Prezentare general a senzorilor de temperaturn pompele de cldur sunt utilizai diveri senzoride temperatur, n funcie de tip i de instalaia denclzire:

Senzor de temperatur intern

Figura 14: GT3, GT8, GT9, GT10, GT11

GT3:senzor de temperatur intern pentru acm GT8:senzor de temperatur intern pentru turul

instalaiei de nclzire GT9:senzor de temperatur intern pentru returul

instalaiei de nclzire GT10:senzor de temperatur intern pentru

intrarea amestecului sole GT11:senzor de temperatur intern pentru

ieirea amestecului sole

Figura 15: GT6

GT6:senzor de temperatur intern pentrucompresor

Alarm colectiv (opional)

Alarma colectiv semnaleaz prezenaunei defeciuni sau a unei dereglri ale unuisenzor conectat.

Alarma colectiv se conecteaz pe placa senzorului laclemele ALARM-LED sau SUMMA-LARM. La ieireaALARM-RED exist 5 V, 20 mA pentru conectarea uneilmpi de alarm adecvate. Ieirea SUMMA-LARM areun contact fr potenial pentru maxim 24 V, 100 mA.La declanarea alarmei colective, se nchide interncontactul de pe placa senzorului.

Protocol de eroriToate mesajele de eroare provenite de la sistemulelectronic al automatizrii sunt nregistrate ntr-unprotocol de erori. Acesta poate fi citit prin intermediuldisplay-ului n scopul nlturrii defeciunilor sau cuocazia verificrilor periodice. n acest fel, avei ladispoziie un instrument performant pentru verificareafuncionrii pompei de cldur pe o perioad mai lungde timp i pentru o mai bun evaluare a cauzelorposibile care au dus la respectivele defeciuni n cadrulunui context legat de timp.

Repornire automatn cazul n care mesajul de eroare provenit de lasistemul electronic al automatizrii nu se referla elemente sau componente relevante pentrusiguran, pompa de cldur repornete automat dup

nlturarea cauzei care a produs eroarea. n acestfel, se asigur meninerea funcionrii instalaiei denclzire n cazul unor defecte minore.


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24/92

6 720 616 60824

2.2.4 Verflssiger (Kondensator)

Bild 22

Im Verflssiger gibt das Kltemittel ber einen Wrme-

tauscher Wrme an den Heizkreis ab. Dabei kondensiert

das Kltemittel und verlsst den Verflssiger in flssiger

Form.

2.2.5 Expansionsventil

Bild 23

Im Expansionsventil entspannt sich das flssige Kltem-

ittel bei einer erforderlichen Vorlauftemperatur von

35 C von 15 bar auf 2,8 bar. Gleichzeitig regelt es ber

einen Fhler hinter dem Verdampfer den Durchfluss des

Kltemittels in den Verdampfer und sorgt so fr eine

mglichst groe Nutzung der Wrme aus der Erdboh-

rung.

2.2.6 Verdampfer

Bild 24

Im Verdampfer nimmt das Kltemittel ber einen

Wrmetauscher Wrme vom Solekreis auf. Dabei ver-

dampft das Kltemittel und verlsst den Verdampfer in

gasfrmigen Zustand.

2.2.7 Pumpen

Bild 25

Jeweils eine Pumpe fr den Heizkreis und den Solekreis

sind in den Wrmepumpen integriert.

Figura 22

n condensator, agentul frigorific cedeaz cldurcircuitului de nclzire prin intermediul unui schimbtorde cldur. n acelai timp, agentul frigorificcondenseaz i iese din condensator sub formlichid.

2.2.5 Ventilul de expansiune

Figura 23

n ventilul de expansiune, agentul frigorific n starelichid se detensioneaz la o temperatur necesara turului de 35 C de la 15 bar la 2,8 bar. Totodat,acesta regleaz prin intermediul unui senzor situat nspatele vaporizatorului debitul agentului frigorific nvaporizator, asigurnd astfel o utilizare ct mai bun acldurii din pmnt.

2.2.6 Vaporizatorul

Figura 24

n vaporizator, agentul frigorific preia cldura dincircuitul amestecului sole prin intermediul unuischimbtor de cldur; prin urmare, agentul frigorificse evapor i prsete vaporizatorul n staregazoas.

2.2.7 Pompele

Figura 25

n pompele de cldur sunt integrate cte o pomppentru circuitul de nclzire i pentru circuitulamestecului sole.

2.2.4 Condensatorul


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6 720 616 608 25

2.2.8 Druckwchter

Bild 26

Der Druck im Kltemittelkreis wird auf der Hochdruck-

seite und der Niederdruckseite berwacht. Bei irregulr-

en Drcken stellt die Wrmepumpe den Betrieb ein und

gibt ber das Display eine Fehlermeldung aus.

2.2.9 Trockenfilter

Bild 27

Der Trockenfilter befindet sich im Kltemittelkreis in

Flussrichtung zwischen Verflssiger (Kondensator) und

Schauglas. Er filtert eventuell anfallende Feuchtigkeit

aus dem Kltemittel.

2.2.10 Schauglas

Bild 28

Das Schauglas im Kltemittelkreis ermglicht mit einfa-

chen Mitteln eine Kontrolle des Kltekreises. Der opti-

sche Eindruck des strmenden Kltemittels erlaubtRckschlsse auf eventuelle Fehleinstellungen der

Wrmepumpe.

2.2.11 Schmutzfilter

Bild 29

Die Funktion der Schmutzfilter ist mgliche Verunreini-

gungen zu filtern. Hierdurch schtzen sie die Wrmet-

auscher vor Beschdigungen und damit den

Kltemittelkreis vor aufwndigen Reparaturen. In allen

Gertevarianten befinden sich Schmutzfilter sowohl im

Heiz- als auch im Solekreis.

Der Schmutzfilter fr den Heizkreis ist bei den TM-Gert-

en in einen im Lieferumfang enthaltenen Absperrhahn

eingebaut (siehe Bild 29). Dieser ist in der Nhe des Hei-

zungsrcklaufanschlusses am Gert einzubauen.

Bei den TE-Gerten ist der Absperrhahn mit Schmutzfil-

ter fr den Heizkreis im Gert selbst integriert (siehe

Bild 47 auf Seite 32). Im Solekreis sind die Schmutzfilter

in die Beflleinrichtung integriert (siehe 2.2.12). Nachdem Abschalten der Wrmepumpe und dem Schlieen

der jeweiligen Absperrhhne knnen die Schmutzfilter

mit Hilfe der im Lieferumfang der Beflleinrichtung ent-

haltenen Zange demontiert werden. So ist eine Filterrei-

nigung ohne Entleerung des Sole- bzw. Heizkreises

mglich.

2.2.8 Manometrul

Figura 26

pe partea de nalt presiune i pe partea de joaspresiune. n cazul unor presiuni neregulate, pompa de

cldur se oprete i afieaz pe display un mesaj deeroare.

2.2.9 Filtrul de uscare

Figura 27

Filtrul de uscare se afl n circuitul agentului frigorificn direcia de debitare, ntre condensator i geamulde inspecie. Acesta filtreaz eventuala umiditate dinagentul frigorific.

2.2.10 Geam de inspecie

Figura 28

Geamul de inspecie din circuitul agentului frigorificofer o posibilitatea de inspectare a circuitului

agentului frigorific prin mijloace simple. Impresia optica agentului frigorific n micare permite tragerea unorconcluzii referitoare la eventualele reglri eronate alepompei de cldur.

2.2.11 Filtrul anti-murdrie

Figura 29

Sarcina filtrului anti-murdrie este filtrarea posibilelor

particule de mizerie. n acest fel, schimbtorul decldur este protejat mpotriva deteriorrilor i, nconsecin, circuitul agentului frigorific este protejatmpotriva reparaiilor costisitoare. Filtrele anti-murdriese afl n toate variantele de agregate, att n circuitulde nclzire, ct i n circuitul de amestec sole.Filtrul anti-murdrie pentru circuitul de nclzire estemontat la agregatele TM ntr-un robinet de nchidereinclus n setul de livrare (vezi figura 29). Acesta se vamonta la agregat n apropierea racordului de retur alinstalaiei de nclzire.n cazul agregatelor TE, robinetul de nchidere cu filtrulanti-murdrie pentru circuitul de nclzire este integrat

n agregat (vezi figura 47 de la pagina 32). n circuitulsole, filtrele anti-murdrie sunt integrate n dispozitivulde umplere (vezi 2.2.12). Dup oprirea pompei decldur i nchiderea robinetelor respective, filtrele deanti- murdrie pot fi demontate cu ajutorul cleteluiinclus n setul de livrare al dispozitivului de umplere.n acest fel, curarea filt

caiet proiectare ewp_final

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