TECHNISCHE INFORMATION

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1 Wärmepumpe Betriebsart Sole/Wasser Wasser/Wasser TECHNISCHE INFORMATION Technische Daten Planungshinweise Register 8 Version 01.08

2 INHALTSVERZEICHNIS Seite 1. Allgemeine Informationen Wärmepumpen 3 2. Funktionsbeschreibung 4 3. Abmessungen und Anschlüsse 5 4. Technische Daten 7 5. Leistungskurven Regelungstechnik Hydraulische Anbindung und hydraulische Schaltpläne Planungshinweise Allgemein Planungshinweise Heizungsanlage und Gebäude Planungshinweise Wärmequelle Erdreich Planungshinweise Wärmequelle Grundwasser Schaltpläne Konformitätserklärung Zubehör 52 Produktqualität BRÖTJE Produkte werden nach strenger Werknorm und strengen Gütebedingungen geprüft weit über die übliche Norm hinaus. Schon bei der Entwicklung unserer Produkte setzen wir auf höchste Qualität der Einzelkomponenten, die wir in der Fertigung und während des Produktionsprozesses bis hin zur Endkontrolle laufend überwachen. 2

3 1. ALLGEMEINE INFORMATIONEN WÄRMEPUMPEN Energiequellen der Wärmepumpen Wärmepumpen nutzen in der Umgebung gespeicherte Sonnenenergie oder Erdwärme. Unsere Umwelt wird kontinuierlich durch die Sonne aufgeheizt. Diese Sonnenenergie wird in Boden und Wasser gespeichert. In tieferen Bodenschichten kommt zu der gespeicherten Sonnenenergie noch Erdwärme hinzu. Diese in der Umwelt gespeicherte Energie wird durch den Einsatz von elektrischem Strom nutzbar gemacht. Aufgrund des relativ geringen Stromeinsatzes und der überwiegenden Nutzung der regenerativen Umweltenergie sind Wärmepumpen besonders umweltfreundlich. Wärme aus dem Boden mit Erdkollektoren Auf dem Grundstück wird in einer Tiefe von 1,2 bis 1,5 m ein Erdkollektor verlegt. Dieser Erdkollektor besteht aus einem Kunststoffrohr, das in einem Abstand von 0,5 bis 1 m verlegt wird. Je nach Bodenbeschaffenheit entzieht dieser Erdkollektor dem Boden eine Wärmeleistung zwischen 10 und 40 W je Quadratmeter. Als Richtwert gilt: Die genutzte Erdreichfläche sollte 2 3 Mal so groß wie die zu beheizende Fläche sein. Durch die Rohre des Erdkollektors fließt ein umweltfreundliches Gemisch aus Wasser und Frostschutz, die sogenannte Sole. Die Sole leitet die Wärme aus dem Grundstück zum Verdampfer der Wärmepumpe. Erdkollektoren sind in der Regel bei der unteren Wasserbehörde anzeigepflichtig. Wärme aus dem Boden mit Erdsonden Wie auch bei dem Erdkollektor wird bei der Erdsonde die Wärme aus dem Boden über Sole an den Verdampfer der Wärmepumpe geleitet. Die Wärme wird dem Boden über eine bis zu 100 m tiefe Erdsonde entzogen. Die Wärmeleistung einer Erdsonde liegt zwischen 30 und 70 W pro Meter Bohrtiefe. Ist eine Bohrsonde zur Deckung des Wärmebedarfs nicht ausreichend, werden mehrere Erdsonden parallel betrieben. Da Erdsonden die Energie aus der Tiefe beziehen, ist im Vergleich zum Erdkollektor weniger Grundstücksfläche erforderlich. Erdsonden sind bei der unteren Wasserbehörde anzeige- oder genehmigungspflichtig. Wärme aus dem Grundwasser Auch an sehr kalten Wintertagen sinkt die Temperatur von Grundwasser in der Regel nicht unter 7 C. Über das ganze Jahr hinaus ist die Temperatur des Grundwassers nahezu konstant. Grundwasser wird über einen Saugbrunnen entnommen, über einen Wärmetauscher wird Wärme abgeführt. Anschließend wird das leicht abgekühlte Grundwasser über einen Schluckbrunnen wieder in die Umwelt zurückgeführt. Die Grundwassernutzung gewährleistet über das ganze Jahr vergleichsweise hohe Wärmequellentemperaturen und somit eine hohe Wärmeleistung und Energieausnutzung (= einen hohen COP). Für wenig elektrische Energie wird viel Umweltenergie gewonnen. Grundwasser steht jedoch nicht immer in ausreichender Menge und in geeigneter Qualität zur Verfügung. Für die Nutzung des Grundwassers ist eine Genehmigung der Wasserbehörden erforderlich. 3

4 2. FUNKTIONSBESCHREIBUNG Funktion Den Kern einer Wärmepumpe bildet der sogenannte Kältekreis. Dieser Kältekreis bildet ein Kreissystem, das im Wesentlichen aus vier Elementen besteht: einem Verdichter, einem Kondensator, einem Entspannungsventil und einem Verdampfer. Ein Kältemittel durchströmt in einem Kreislauf diese vier Komponenten nacheinander. Während eines Kreislaufes kondensiert und verdampft das Kältemittel jeweils einmal. Der Funktion einer Wärmepumpe liegen einige wärmetechnische Gesetze zugrunde: Verdampfende Flüssigkeiten nehmen Wärme auf und geben diese Wärme bei Verflüssigen (= kondensieren) wieder ab. Je höher der Druck, desto höher ist die Temperatur bei der ein Gas verflüssigt, je geringer der Druck, desto geringer ist die Temperatur bei der eine Flüssigkeit verdampft. Wird ein Gas verdichtet (= komprimiert), ist mit einem Anstieg des Druckes immer auch ein Anstieg der Temperatur verbunden. Diese wärmetechnischen Gesetze lassen sich zum Teil durch alltägliche Beobachtungen nachvollziehen: Verdampfen und verflüssigen Die Wärmeaufnahme verdampfender Flüssigkeiten lässt sich an kochendem Wasser beobachten: Die Temperatur von Wasser steigt, bis der Siedepunkt erreicht ist, dass Wasser kocht und verdampft dabei. Die Temperatur steigt jedoch nicht über 100 C. Über die Herdplatte wird dem Wasser weiterhin Energie zugeführt. Diese Energie dient ausschließlich dem Verdampfen des Wassers, nicht der Temperaturerhöhung. Verflüssigt der Dampf bzw. Gas zu einer Flüssigkeit, wird Wärme abgegeben. Dieses ermöglicht z. B. eine hohe Energieausnutzung bei der Brennwerttechnik. Der Einfluss des Druckes Wasser kocht auf hohen Bergen (= geringer Druck) bei Temperaturen unter 100 C. Temperaturanstieg bei Druckerhöhung Luftpumpen fürs Fahrrad werden bei Benutzung warm, ebenso Gasflaschen beim Befüllen. Umgekehrt kühlen Gasflaschen beim raschen Entleeren ab. 4 Wärmetechnisches Verhalten des Kältemittels Im Gegensatz zu Wasser kocht das Kältemittel bei einer wesentlich geringeren Temperatur: Das Kältemittel kocht (verdampft) im Verdampfer bei einem Druck von 6 8 bar bei einer Temperatur zwischen 0 und 10 C, einer Temperatur bei der Wasser gefriert. Bei einem Druck von etwa 25 bar verflüssigt das Kältemittel bei einer Temperatur von rund 40 C. In den vier Hauptkomponenten einer Wärmepumpe wird die Wärme der Umgebung entzogen: Verdichter Das kalte, gasförmige Kältemittel wird komprimiert. Der Druck steigt von unter 10 bar auf über 20 bar, durch diese Druckerhöhung steigt auch die Temperatur: Von etwa 0 C auf nutzbare 30 bis 60 C. Die Energie für das Verdichten kommt aus dem elektrischen Strom. Als Verdichter werden in BRÖTJE Wärmepumpen besonders geräuscharme und sehr effiziente Scroll-Verdichter benutzt. Verflüssiger In den Verflüssiger tritt das Kältemittel mit einer Temperatur von über 60 C ein. Aufgrund der hohen Temperatur kann die Wärme als nutzbare Energie an das Heizsystem abgegeben werden. Bei dieser Wärmeabgabe kondensiert das Kältemittel. Da Wärmeenergie hauptsächlich aus der Kondensationswärme besteht, liegt die Austrittstemperatur aus dem Verflüssiger nur geringfügig unter der Eintrittstemperatur. Aus dem Verflüssiger tritt das Kältemittel flüssig aus. Als Verflüssiger werden Edelstahl-Plattenwärmetauscher mit einer hohen Wärmeübertragungsleistung verwendet. Drossel Durch die Drossel wird das flüssige Kältemittel entspannt, der Druck sinkt. Durch das Sinken des Druckes sinken auch Temperatur und Siedepunkt. Das Kältemittel tritt aus der Drossel zum Teil flüssig und zum Teil gasförmig aus. Dieses wird als Phase bezeichnet. Der Druck wird von etwa 20 bar auf rund 10 bar reduziert. Verdampfer Mit einer Temperatur von 0 bis 10 C tritt das Kältemittel zum größten Teil als Flüssigkeit in den Verdampfer ein. Über einen großen Edelstahl-Plattenwärmetauscher wird der Wärmequelle Wärmeenergie entzogen, das Kältemittel verdampft bei den o. g. Temperaturen. Da die Wärmeenergie hauptsächlich zum Verdampfen genutzt wird, liegt die Austrittstemperatur aus dem Verdampfer nur geringfügig über der Eintrittstemperatur. In Verdampfer und Verdichter wird der Wärmepumpe Energie zugeführt: Im Verdampfer durch Wärmeenergie auf einem niedrigen Temperaturniveau, im Verdichter durch mechanische bzw. elektrische Energie. Diese Energie wird durch Verflüssigen an das Heizsystem abgegeben. Sie haben noch keine Wärmepumpe eingebaut und glauben nicht, dass dieses Prinzip funktioniert? Auch ein Kühlschrank arbeitet nach dem gleichen Prinzip. Der Kühlraum ist kalt, hier wird die Wärme entzogen, in einer Wand ist i. d. R. der Verdampfer eingebaut. Der Verflüssiger gibt die Wärme hinter dem Kühlschrank an den Raum ab. Eine Wärmepumpe ist somit ein in jedem Haushalt bekanntes und bewährtes Gerät.

5 3. ABMESSUNGEN UND ANSCHLÜSSE Abb. 1: Abmessungen und Anschlüsse BSW 6 15 A E 1 E 2 HVL HRL QVL QRL HVL HRL QVL QRL Vorlauf in die Heizungsanlage: 1 Rücklauf aus der Heizungsanlage: 1 Vorlauf in die Wärmequellenanlage: BSW 6 A 10 A: 1 BSW 13 A 15 A: 1 1 /4 Rücklauf aus der Wärmequellenanlage: BSW 6 A 10 A: 1 BSW 13 A 15 A: 1 1 /4 5

6 3. ABMESSUNGEN UND ANSCHLÜSSE Abb. 2: Abmessungen und Anschlüsse BSW 18 A und BSW 21 A HRL HVL QRL QVL HVL HRL QVL QRL Vorlauf in die Heizungsanlage: 1 1 /4 Rücklauf aus der Heizungsanlage: 1 1 /4 Vorlauf in die Wärmequellenanlage: BSW 18 A 21 A: 1 1 /4 Rücklauf aus der Wärmequellenanlage: BSW 18 A 21 A: 1 1 /4 6

7 4. TECHNISCHE DATEN 4.1 Betriebsart Sole/Wasser BSW 6 A 15 A SensoTherm Modell BSW 6 A BSW 7 A BSW 8 A BSW 10 A BSW 13 A BSW 15 A Wärmepumpentyp Bauart Kompakt Kompakt Kompakt Kompakt Kompakt Kompakt Heizkreispumpe MAG Heizung Solepumpe MAG Sole Elektroheizeinsatz Normleistungsdaten W 35 W 50 W 35 W 50 W 35 W 50 W 35 W 50 W 35 W 50 W 35 W 50 Heizleistung bei B0 kw 5,9 5,6 6,6 6,3 8,2 7,5 10,1 9,4 13,2 12,7 15,8 14,6 COP 1) bei B0 4,7 3,0 4,5 2,8 4,7 2,9 4,7 3,0 4,6 3,0 4,6 3,0 El. Leistungsaufnahme bei B0 kw 1,3 1,9 1,5 2,2 1,7 2,6 2,2 3,1 2,9 4,3 3,4 4,8 Kälteleistung bei B0 kw 4,7 3,7 5,1 4,1 6,5 4,9 7,9 6,3 10,3 8,4 12,4 9,8 Schall Schallleistungspegel Lwa db(a) Schalldruckpegel in 1m 2) Lpa db(a) Einsatzbereich/Einsatzgrenzen Wärmequellentemperatur min/max C 6 / / / / / / +20 Heizungs-Vorlauftemperatur min/max C 20 / / / / / / 60 Verdampfer, Soleseite Volumenstrom (3K Δt bei B0/W35) m 3 /h 1,5 1,7 2,1 2,6 3,4 4,0 Freie Pressung 3) kpa Medium Wasser/Ethylenglykol % 70 / / / / / / 30 Solepumpe eingebaut Top S 25/7 Top S 25/7 Top S 25/7 Top S 25/7 Top S 30/10 Top S 30/10 Verflüssiger, Heizungsseite Volumenstrom (10K Δt bei B0/W35) m 3 /h 0,51 0,56 0,71 0,87 1,13 1,36 Freie Pressung 3) kpa Medium Wasser % Heizungspumpe eingebaut RS 25/4 RS 25/4 RS 25/6 RS 25/6 RS 25/6 RS 25/6 Abmessungen/Anschlüsse/Diverses Abmessungen TxBxH mm 700 x 530 x 1380 Betriebsgewicht kg Heizkreisanschluss Zoll Solekreisanschluss Zoll /4 1 1 /4 Kältemittel/Füllmenge in kg R410A / 1,7 R410A / 1,8 R410A / 2,0 R410A / 2,2 R410A / 2,4 R410A / 2,5 Ausdehnungsgefäß Heizung V l eingestellter Vordruck Heizkreis p bar Ausdehnungsgefäß Solekreis V l eingestellter Vordruck Solekreis p bar 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Sicherheitsventil (Sole/Heizung) p bar Schaltpunkt Soledruckwächter p bar 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Daten für EW und Elektriker Betriebsspannung, Einspeisung 3/N/PE/400V/50Hz Externe Absicherung mit El. Heizeinsatz AT 16C 16C 20C 20C 25C 25C Externe Absicherung ohne El. Heizeinsatz AT 13C 13C 13C 13C 13C 13C Leistung El. Heizeinsatz 400 V (2 Ph./1 Ph.) kw 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 max. Maschinenstrom mit El. Heizeinsatz A 15,5 15,5 16,4 18,4 20,8 23 max. Maschinenstrom ohne El. Heizeinsatz A 6,8 6,8 7,8 9, ,2 Anlaufstrom direkt A Anlaufstrom mit Sanftanlasser A max. Leistungsaufnahme Umwälzpumpen kw 0,4 0,4 0,5 0,5 0,65 0,65 max. Leistungsaufnahme total kw 9,2 9,5 10,1 10,8 12,8 13,4 = integriert 1) ohne Umwälzpumpe 2) ermittelt aus Messungen an den Modellen BSW 7 A und BSW 13 A 3) freie Pressung ist angegeben bei größter Stufe Örtliche Vorschriften beachten. 7

8 4. TECHNISCHE DATEN 4.2 Betriebsart Sole/Wasser BSW 18 A/21 A SensoTherm Modell BSW 18 A BSW 21 A Wärmepumpentyp Bauart Standard Standard Heizkreispumpe MAG Heizung Solepumpe MAG Sole Elektroheizeinsatz Normleistungsdaten W 35 W 50 W 35 W 50 Heizleistung bei B0 kw 19,2 18,0 21,3 19,6 COP 1) bei B0 4,7 3,1 4,7 3,0 El. Leistungsaufnahme 1) bei B0 kw 4,1 5,9 4,6 6,6 Kälteleistung bei B0 kw 15,1 12,1 16,7 13,1 Einsatzbereich Wärmequellentemperatur min/max C 6 / / +20 Heizungs-Vorlauftemperatur min/max C 20 / / 60 Verdampfer, Soleseite Volumenstrom (3K Δt bei B0/W35) m 3 /h 4,7 5,2 Druckabfall kpa Medium Wasser/Ethylenglykol % 70 / / 30 Verflüssiger, Heizungsseite Volumenstrom (10K Δt bei B0/W35) m 3 /h 1,7 1,8 Druckabfall kpa 4 4 Medium Wasser % Abmessungen/Anschlüsse/Diverses Abmessungen TxBxH mm 700 x 530 x 1380 Betriebsgewicht kg Heizkreisanschluss IG Zoll 1 1 /4 1 1 /4 Wärmequellenanschluss IG Zoll 1 1 /4 1 1 /4 Schallleistungspegel Lwa db(a) ca. 53 ca. 56 Schalldruckpegel in 1 m 2) Lpa db(a) ca. 45 ca. 48 Kältemittel R410A R410A Kältemittelmenge kg 3,4 3,4 Elektrische Daten Betriebsspannung, Einspeisung 3/N/PE/400V/50Hz Externe Absicherung AT 25C 25C max. Maschinenstrom A Anlaufstrom direkt A Anlaufstrom mit Sanftanlasser A max. Leistungsaufnahme Verdichter kw 8,3 9,1 max. Leistungsaufnahme Umwälzpumpen kw 1,6 1,6 max. Leistungsaufnahme total kw 9,9 10,7 Heizungspumpenausgänge P/N/PE P/N/PE Wärmequellenpumpenausgang 3P/PE 3P/PE = bauseits 1) ohne Umwälzpumpen 2) Messwerte um die Maschine gemittelt (Freifeld) Heizungsumwälzpumpen 1x230 V (max. Stromaufnahme pro Pumpenausgang: 2 A, max. totale Stromaufnahme 6 A, ZB 3Stk TopS30/10) Wärmequellenumwälzpumpe 3x400 V (TopS /10) Örtliche Vorschriften beachten. 8

9 4. TECHNISCHE DATEN 4.3 Betriebsart Wasser/Wasser BSW 6 A 15 A mit ZS WW SensoTherm Modell BSW 6 A BSW 7 A BSW 8 A BSW 10 A BSW 13 A BSW 15 A Wärmepumpentyp Bauart Kompakt Kompakt Kompakt Kompakt Kompakt Kompakt Heizkreispumpe MAG Heizung Elektroheizeinsatz Wasser-Wärmetauscher Zubehör Zubehör Zubehör Zubehör Zubehör Zubehör Normdaten Wärmepumpe W 35 W 50 W 35 W 50 W 35 W 50 W 35 W 50 W 35 W 50 W 35 W 50 Heizleistung W10/B7,5 kw 7,3 6,9 7,9 7,6 9,8 9,0 12,4 11,4 16,2 15,2 19,8 17,9 COP 1) W10/B7,5 5,7 3,7 5,6 3,6 5,7 3,6 5,7 3,7 5,6 3,6 5,6 3,7 El. Leistungsaufnahme W10/B7,5 kw 1,3 1,9 1,4 2,1 1,7 2,5 2,2 3,1 2,9 4,2 3,5 4,8 Kälteleistung W10/B7,5 kw 6,0 5,0 6,5 5,5 8,1 6,5 10,2 8,3 13,3 11,0 16,3 13,1 Schall Schallleistungspegel Lwa db(a) Schalldruckpegel in 1m 2) Lpa db(a) Einsatzbereich Wärmequellentemperatur min/max C +6 / / / / / / +20 Heizungs-Vorlauftemperatur min/max C 20 / / / / / / 60 Verdampfer, Grundwasserseite Volumenstrom (3K Δt bei W10/B7,5/W35) m 3 /h 1,9 2,0 2,6 3,2 4,2 5,1 Druckabfall kpa 13,2 15,1 10,3 16,0 9,9 14,6 Medium Wasser % Verflüssiger, Heizungsseite Volumenstrom (10K Δt bei W10/B7,5/W35) m 3 /h 0,63 0,68 0,85 1,07 1,40 1,71 Freie Pressung 3) kpa Medium Wasser % Heizungspumpe eingebaut RS 25/4 RS 25/4 RS 25/6 RS 25/6 RS 25/6 RS 25/6 Abmessungen/Anschlüsse/Diverses Abmessungen TxBxH mm 700 x 530 x 1380 Betriebsgewicht kg Heizkreisanschluss IG Zoll Grundwasserkreisanschluss IG Zoll /4 1 1 /4 Kältemittel/Füllmenge in kg R410A / 1,7 R410A / 1,8 R410A / 2,0 R410A / 2,2 R410A / 2,4 R410A / 2,5 Ausdehnungsgefäß Heizung V l eingestellter Vordruck Heizkreis p bar Sicherheitsventil (Wasser/Heizung) p bar Elektrische Daten Betriebsspannung, Einspeisung 3/N/PE/400V/50Hz Externe Absicherung mit El. Heizeinsatz AT 20C 20C 20C 20C 25C 25C Externe Absicherung ohne El. Heizeinsatz AT 13C 13C 13C 13C 16C 16C Leistung El. Heizeinsatz 400 V (2 Ph./1 Ph.) kw 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 6 / 4 / 2 max. Maschinenstrom mit El. Heizeinsatz A 17,1 17,1 18,1 20,1 22,1 24,1 max. Maschinenstrom ohne El. Heizeinsatz A 8,4 8,4 9,4 11,4 13,4 15,4 Anlaufstrom direkt A Anlaufstrom mit Sanftanlasser A max. Leistungsaufnahme Umwälzpumpen kw 0,93 0,93 1,1 1,1 1,1 1,1 max. Leistungsaufnahme total kw 9,8 10,1 10,7 11,4 13,2 13,8 = integriert 1) ohne Umwälzpumpe 2) ermittelt aus Messungen an den Modellen BSW 7 A und BSW 13 A 3) freie Pressung ist angegeben bei größter Stufe Örtliche Vorschriften beachten. 9

10 4. TECHNISCHE DATEN 4.4 Betriebsart Wasser/Wasser BSW 18 A/21 A SensoTherm Modell BSW 18 A BSW 21 A Wärmepumpentyp Bauart Standard Standard Heizkreispumpe MAG Heizung Elektroheizeinsatz Wasser-Wärmetauscher Normleistungsdaten W 35 W 50 W 35 W 50 Heizleistung W10 kw 25,7 23,6 28,1 25,7 COP 1) W10 ( - ) 6,1 3,9 6,1 3,9 El. Leistungsaufnahme 1) W10 kw 4,2 6,0 4,6 6,6 Kälteleistung W10 kw 21,5 17,6 23,5 19,1 Einsatzbereich Wärmequellentemperatur min/max C +6 / / +20 Heizungs-Vorlauftemperatur min/max C 20 / / 60 Verdampfer, Soleseite Volumenstrom (3K Δt bei W10/W35) m 3 /h 6,2 6,7 Druckabfall kpa Medium Wasser % Verflüssiger, Heizungsseite Volumenstrom (10K Δt bei W10/W35) m 3 /h 2,2 2,4 Druckabfall kpa 5 6 Medium Wasser % Abmessungen/Anschlüsse/Diverses Abmessungen TxBxH mm 700 x 530 x 1380 Betriebsgewicht kg Heizkreisanschluss IG Zoll 1 1 /4 1 1 /4 Wärmequellenanschluss IG Zoll 1 1 /4 1 1 /4 Schallleistungspegel Lwa db(a) ca. 53 ca. 56 Schalldruckpegel in 1 m 2) Lpa db(a) ca. 45 ca. 48 Kältemittel R410A R410A Kältemittelmenge kg 3,4 3,4 Elektrische Daten Betriebsspannung, Einspeisung 3/N/PE/400V/50Hz Externe Absicherung ohne El. Heizeinsatz AT 25C 25C max. Maschinenstrom A Anlaufstrom direkt A Anlaufstrom mit Sanftanlasser A max. Leistungsaufnahme Verdichter kw 8,3 9,1 max. Leistungsaufnahme Umwälzpumpen kw 2,4 2,4 max. Leistungsaufnahme total kw 10,7 11,5 Heizungspumpenausgänge P/N/PE P/N/PE Wärmequellenpumpenausgang 3P/PE 3P/PE = bauseits 1) ohne Umwälzpumpen 2) Messwerte um die Maschine gemittelt (Freifeld) Heizungsumwälzpumpen 1x230 V (max. Stromaufnahme pro Pumpenausgang: 2 A, max. totale Stromaufnahme 6 A, ZB 3Stk TopS30/10) Wärmequellenumwälzpumpe 3x400 V (ZB SP 8A-5, mit 2.3A) Örtliche Vorschriften beachten. 10

11 5. LEISTUNGSKURVEN 6 A Wärmequelle: Erde/Wasser Volumenstrom Quelle 1,5 m 3 /h (B/W), 1,9 m 3 /h (W/W) Volumenstrom Heizung 0,51 m 3 /h (B/W), 0,63 m 3 /h (W/W) Heizleistung in kw bei Vorlauftemperatur Tv Wärmequellentemperatur Elektrische Leistung in kw COP (Leistungszahl) Wärmequellentemperatur Wärmequellentemperatur 11

19 6. REGELUNGSTECHNIK Zum Lieferumfang der SensoTherm BSW gehört der integrierte Systemregler ISR-Plus mit großem beleuchtetem Display und Klartextanzeige. Das Regelsystem umfasst die vollelektronische Wärmepumpen- und Heizkreisregelung. Durch ISR-Plus erfolgt die Bedienung des Wärmeerzeugers. Es werden alle erforderlichen Parameter der Wärmepumpe entsprechend dem Einsatzort programmiert. Die Heizkurven für einen Pumpenheizkreis und einen Mischerheizkreis können eingestellt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, Heizund Absenkphasen für diese Heizkreise einzustellen. Die Vorgabe einer Trinkwassertemperatur ist über den integrierten Systemregler ISR-Plus ebenfalls möglich. Der ISR-Plus dient zur Inbetriebnahme, Einstellung und Regelung der Wärmepumpe. Das Diagnosesystem übernimmt die Überwachung, Auswertung und Anzeige aller Betriebszustände und Funktionen. Der integrierte Systemregler kann bis zu vier Zeitprogramme verarbeiten. Ein zweiter Mischerheizkreis kann bei Verwendung des Erweiterungsmoduls Mischer (EWM) ebenfalls über den ISR-Plus mit eigenem Zeitprogramm und eigener Heizkennlinie geregelt werden. Weitere Informationen zu dem genannten regelungstechnischen Zubehör finden Sie auf den folgenden Seiten. Abb. 3: Integrierter Systemregler ISR-Plus Betriebsarttaste Trinkwasserbetrieb ESC-Taste (Abbruch) ohne Funktion Betriebsarttaste Heizbetrieb Display OK-Taste (Bestätigung) Drehknopf Informationstaste Abb. 4: Heizkennliniendiagramm C 4 3,5 3 2,75 2,5 2,25 2 Vorlauftemperatur ,75 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0, C Außentemperatur 19

20 6. REGELUNGSTECHNIK Grundausstattung/Funktion Integrierter Systemregler ISR-Plus und Diagnose-System mit hinterleuchtetem Display und Klartextanzeige Hinweise Lieferumfang Kesseltemperaturregelung konstant ohne Außentemperaturfühler witterungsgeführt gleitend mit Außentemperaturfühler QAC 34 (Lieferumfang ) werkseitige Heizkennlinie 0,76 wahlweise Heizkennlinien < 0,76 einstellbar Wärmer-/Kälter-Korrektur Änderung der Raumnenntemperatur max. ± 3 C (Heizkennlinien-Parallelverschiebung) Heizkreis 1 (Pumpenheizkreis) Wochenprogramm Fernbedienung nur mit Raumgerät* (RGT K oder RGT KF) Berücksichtigung der Gebäudedynamik (Regelung über gemischte Außentemperatur) automatische Heizkennlinien-Adaption nur mit Raumgerät* (RGT K erforderlich) Tages-Heizgrenzautomatik automatische Sommer-/Winter-Umschaltung Schnellabsenkung Schnellaufheizung Heizkreis 2 (Mischerheizkreis) Wochenprogramm Fernbedienung nur mit Raumgerät* (RGT K oder RGT KF) Berücksichtigung der Gebäudedynamik (Regelung über gemischte Außentemperatur) automatische Heizkennlinien-Adaption nur mit Raumgerät* (RGT K erforderlich) Tages-Heizgrenzautomatik automatische Sommer-/Winter-Umschaltung Schnellabsenkung Schnellaufheizung Trinkwassererwärmung Vorrang absolut mit 3-Wege-Umschaltventil Zubehör USV 3* Ansteuerung Elektro-Heizstab Regelung integriert, bauseitiges Schütz erforderlich, Elektro-Heizstab: Zubehör ZE EAS 6* Pumpennachlauf Anti-Legionellen-Funktion Funktion Trinkwasser-Zirkulationspumpe Sonstige Funktionen Frostschutz für Wärmepumpe, Wärmequellenanlage, Gebäude und Trinkwasserspeicher Wiederanlaufverzögerung * Zubehör 20

21 6. REGELUNGSTECHNIK Raumgerät RGT K Bei Einsatz des Raumgerätes RGT K (Zubehör) ist die ferngesteuerte Einstellung aller am Grundgerät einstellbarer Reglerfunktionen möglich. Die Verbindung des Raumgerätes RGT K mit der Reglereinheit erfolgt über eine dreiadrige Leitung. Das Raumregelgerät RGT K ist als Raumgerät zur Fernbedienung des SensoTherm konzipiert. Das RGT K beinhaltet: Raumtemperatur- und Zeitregelung (mit/ohne Raumeinfluss) Speichertemperatur und -zeitregelung Anzeige von Außentemperatur, Raumtemperatur, Speichertemperatur u.v.m. Jahresuhr (mit Urlaubsprogramm und automatischer Sommer-/Winterzeitumstellung) Parametrierung der Außentemperatur- Kennlinien Einstellung der automatischen Sommer-/Winter-Umschaltung Parametrierung und Regelung eines Mischerheizkreises Klarschriftdisplay Als Programmiergerät einsetzbar Unterstützung der Regelungsfunktion passives Kühlen RGT KF ermöglicht bei gleichen Funktionen den drahtlosen (Funk-) Betrieb 21

22 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 5: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe ohne Pufferspeicher (nur für Fußbodenheizung geeignet). Legende: ATF Außentemperaturfühler B4 Pufferspeicherfühler FB Fernbedienung *) GW Gasdruckwächter HP Heizkreispumpe *) TLP Trinkwasserladepumpe *) TWF Trinkwasserfühler QAZ 36 *) TZP Trinkwasserzirkulationspumpe *) X1...X4 Klemmleiste Netzspannung X10...X17 Klemmleiste Kleinspannung *) Zubehör oder bauseits zu stellen 2) Nur beim WGB 70 C Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet direkt in den Heizkreislauf. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Rücklauftemperatur (WRF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Der integrierte Elektroheizeinsatz (K26) wird bedarfsabhängig zugeschaltet. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. 22

23 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 6: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher im Rücklauf. Legende: ATF Außentemperaturfühler B4 Pufferspeicherfühler FB Fernbedienung *) GW Gasdruckwächter HP Heizkreispumpe *) TLP Trinkwasserladepumpe *) TWF Trinkwasserfühler QAZ 36 *) TZP Trinkwasserzirkulationspumpe *) X1...X4 Klemmleiste Netzspannung X10...X17 Klemmleiste Kleinspannung *) Zubehör oder bauseits zu stellen 2) Nur beim WGB 70 C Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet direkt in den Heizkreislauf. Im Rücklauf ist ein Pufferspeicher eingebunden. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Rücklauftemperatur (WRF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Der integrierte Elektroheizeinsatz (K26) wird bedarfsabhängig zugeschaltet. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die Größe des eingebauten Membranausdehnungsgefäßes ist zu kontrollieren und je nach Wasserinhalt des Heizsystems ist dieses durch ein externes Gefäß zu ersetzen. 23

24 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 7: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe ohne Pufferspeicher (nur für Fußbodenheizung geeignet). TWW Erwärmung mit hydraulischer Umschaltung. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet direkt in den Heizkreislauf. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Rücklauftemperatur (WRF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Der integrierte Elektroheizeinsatz (K26) wird bedarfsabhängig zugeschaltet. Die Kondensatorpumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die TWW Ladung erfolgt im Niedertarif über den Fühler (TWF), dabei wird das Umlenkventil (DWV) umgeschaltet. Der Elektroheizeinsatz (K6/Zubehör) im TWW-Speicher kann vom Wärmepumpenregler angesteuert werden. 24

25 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 8: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher im Rücklauf. TWW Erwärmung mit hydraulischer Umschaltung. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet direkt in den Heizkreislauf. Im Rücklauf ist ein Pufferspeicher eingebunden. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Rücklauftemperatur (WRF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Der integrierte Elektroheizeinsatz (K26) wird bedarfsabhängig zugeschaltet. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die Größe des eingebauten Membranausdehnungsgefäßes ist zu kontrollieren und je nach Wasserinhalt des Heizsystems ist dieses durch ein externes Gefäß zu ersetzen. Die TWW Ladung erfolgt im Niedertarif über den Fühler (TWF), dabei wird das Umlenkventil (DWV) umgeschaltet. Der Elektroheizeinsatz (K6/Zubehör) im TWW-Speicher kann vom Wärmepumpenregler angesteuert werden. 25

26 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 9: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher. Nach Außentemperatur geschobene Ladung. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet auf den Trennspeicher. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Temperaturfühler (PSF1) bzw. (PSF2) in Abhängigkeit der Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Der integrierte Elektroheizeinsatz (K26) wird bedarfsabhängig zugeschaltet. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die Größe des eingebauten Membranausdehnungsgefäßes ist zu kontrollieren und je nach Wasserinhalt des Heizsystems ist dieses durch ein externes Gefäß zu ersetzen. Die Entladeregelung wird mit dem optionalen Heizkreis-Mischer (HM) über den Vorlauffühler (HVF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur geregelt. Der Trennpeicher kann im Niedertarif hoch geladen werden. 26

27 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 10: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher. TWW Erwärmung mit hydraulischer Umschaltung. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet auf den Trennspeicher. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Temperaturfühler (PSF1) bzw. (PSF2) in Abhängigkeit der Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Der integrierte Elektroheizeinsatz (K26) wird bedarfsabhängig zugeschaltet. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die TWW Ladung erfolgt im Niedertarif über den Fühler (TWF), dabei wird das Umlenkventil (DWV) umgeschaltet. Der Elektroheizeinsatz (K6/Zubehör) im TWW-Speicher kann vom Wärmepumpenregler angesteuert werden. Die Größe des eingebauten Membranausdehnungsgefäßes ist zu kontrollieren und je nach Wasserinhalt des Heizsystems ist dieses durch ein externes Gefäß zu ersetzen. Die Entladeregelung wird mit dem optionalen Heizkreis-Mischer (HM) über den Vorlauffühler (HVF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur geregelt. Der Trennpeicher kann im Niedertarif hoch geladen werden. 27

28 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 11: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher und Solarspeicher. TWW Erwärmung mit hydraulischer Umschaltung. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet auf den Trennspeicher. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Temperaturfühler (PSF1) in Abhängigkeit der Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Der integrierte Elektroheizeinsatz (K26) wird bedarfsabhängig zugeschaltet. 28 Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die TWW Ladung erfolgt im Niedertarif über den Fühler (TWF), dabei wird das Umlenkventil (DWV) umgeschaltet. Der Elektroheizeinsatz (K6/Zubehör) im TWW-Speicher kann vom Wärmepumpenregler angesteuert werden. Der untere Teil des Trinkwasserspeichers wird mit der Solaranlage bewirtschaftet. Die Größe des eingebauten Membranausdehnungsgefäßes ist zu kontrollieren und je nach Wasserinhalt des Heiz- systems ist dieses durch ein externes Gefäß zu ersetzen. Die Entladeregelung wird mit dem optionalen Heizkreis-Mischer (HM) über den Vorlauffühler (HVF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur geregelt. Der Trennpeicher kann im Niedertarif hoch geladen werden.

29 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 12: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Passives Kühlen, Heizkreis/Kühlkreis direkt, ohne Trennspeicher. Funktionsbeschreibung Beim passiven Kühlen (Freecooling) erfolgt die Kühlung, ohne dass ein Kälteerzeuger in Betrieb genommen wird. Die Wärmerückgabe erfolgt direkt in die angeschlossene Quelle (Erdsonde oder Grundwasser). Der Wärmepumpenregler fährt über die Außentemperatur (ATF) eine Kühlkennlinie, welche mit dem angeschlossenen Mischer (Y1/Y2) und der Vorlauftemperatur (HVF) geregelt wird. Bei Kühlanforderung wird der Quellenkreis mittels des Umlenkventils (Y21) über den Plattenwärmeübertrager (WT) gelenkt. Bei Heizanforderung wird das Umlenkventil zurückgestellt und der Mischer geschlossen. Bei vorhandenen Raumthermostatventilen müssen diese für den Kühl- sowie den Heizbetrieb umstellbar sein. 29

30 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 13: 6 A 15 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Erdsondenanlage TWW Wärmepumpe Ladekreis Trinkwasserboiler Verbraucher Passives Kühlen, Heizkreis/Kühlkreis indirekt, mit Trennspeicher oder Kombispeicher. B9 TWW EG N1 Q3 SV PI E15 B71 Q2 Q9 B3 K6 1) U1 Q8 PI SV SV B91 EG KW B92 Legende: B3 Trinkwasser-Temperaturfühler B71 Rücklauftemperaturfühler Wärmepumpe B9 Aussentemperatur-Fühler B91 Sole Eintrittstemperatur-Fühler B92 Sole Austrittstemperatur-Fühler EG Expansionsgefäss E15 Druckwächter KW Kaltwasser K6 Elektroheizeinsatz TWW ( 6KW ) 400V 1) N1 Wärmepumpenregler Optiplus (eingebaut) Q3 Umlenkventil 230V Q8 Solepumpe 230V/400V Q9 Kondensatorpumpe 230V SV Sicherheitsventil TWW Trinkwasser U1 Überströmventil 1) Kraftschütz+Sicherung in bauseitigem Tableau. Funktionsbeschreibung Beim passiven Kühlen (Freecooling) erfolgt die Kühlung, ohne dass ein Kälteerzeuger in Betrieb genommen wird. Die Wärmerückgabe erfolgt direkt in die angeschlossene Quelle (Erdsonde oder Grundwasser). Der Wärmepumpenregler fährt über die Außentemperatur (ATF) eine Kühlkennlinie, welche mit dem angeschlossenen Mischer (HM) und der Vorlauftemperatur (HVF) geregelt wird. Bei Kühlanforderung wird der Quellenkreis mittels der Umlenkventile (Y21) beidseitig über den Plattenwärmeübertrager (WT) gelenkt. Bei Heizanforderung werden die Umlenkventile auf die Heizposition zurückgestellt. Bei einer eingestellten Entladeregelung wird das Mischventil (HM) in die Regelung eingebunden. Bei vorhandenen Raumthermostatventilen müssen diese für den Kühl- sowie den Heizbetrieb umstellbar sein. 30

31 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 14: 18 A/21 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe ohne Pufferspeicher (nur für Fußbodenheizung geeignet). Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet direkt in den Heizkreislauf. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Rücklauftemperatur (WRF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. 31

32 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 15: 18 A/21 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher im Rücklauf. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet direkt in den Heizkreislauf. Im Rücklauf ist ein Pufferspeicher eingebunden. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Rücklauftemperatur (WRF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. 32

33 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 16: 18 A/21 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Erdsondenanlage Wärmepumpe Ladekreis Trinkwasserboiler Wärmepumpe mit TWW Erwärmung mit hydraulischer Umschaltung (nur für Fußbodenheizung geeignet). TWW Verbraucher B9 TWW EG N1 Q3 SV PI E15 B71 Q2 Q9 B3 K6 1) U1 Q8 PI SV SV B91 EG KW B92 Legende: B3 Trinkwasser-Temperaturfühler B71 Rücklauftemperaturfühler Wärmepumpe B9 Aussentemperatur-Fühler B91 Sole Eintrittstemperatur-Fühler B92 Sole Austrittstemperatur-Fühler EG Expansionsgefäss E15 Druckwächter KW Kaltwasser K6 Elektroheizeinsatz TWW ( 6KW ) 400V 1) N1 Wärmepumpenregler Optiplus (eingebaut) Q3 Umlenkventil 230V Q8 Solepumpe 230V/400V Q9 Kondensatorpumpe 230V SV Sicherheitsventil TWW Trinkwasser U1 Überströmventil 1) Kraftschütz+Sicherung in bauseitigem Tableau. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet direkt in den Heizkreislauf. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Rücklauftemperatur (WRF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Die Kondensatorpumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die TWW Ladung erfolgt im Niedertarif über den Fühler (TWF), dabei wird das Umlenkventil (DWF) umgeschaltet. Der Elektroheizeinsatz (K6/Zubehör) im TWW-Speicher kann vom Wärmepumpenregler angesteuert werden. 33

34 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 17: 18 A/21 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher im Rücklauf. TWW Erwärmung mit hydraulischer Umschaltung. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet direkt in den Heizkreislauf. Im Rücklauf ist ein Pufferspeicher eingebunden. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Rücklauftemperatur (WRF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die TWW Ladung erfolgt im Niedertarif über den Fühler (TWF), dabei wird das Umlenkventil (DWV) umgeschaltet. Der Elektroheizeinsatz (K6/Zubehör) im TWW-Speicher kann vom Wärmepumpenregler angesteuert werden. 34

35 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 18: 18 A/21 A Grundkonzept (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher. Nach Außentemperatur geschobene Ladung. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet auf den Trennspeicher. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Temperaturfühler (PSF1) bzw. (PSF2) in Abhängigkeit der Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die Entladeregelung wird mit dem optionalen Heizkreis-Mischer (HM) über den Vorlauffühler (HVF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur geregelt. Der Trennpeicher kann im Niedertarif hoch geladen werden. 35

36 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 19: 18 A/21 A Grundkonzept Option Hochladung (Betriebsart Sole/Wasser) Grundkonzept Option Hochladung (Betriebsart Wasser/Wasser) Wärmepumpe mit Pufferspeicher. TWW Erwärmung mit hydraulischer Umschaltung. Funktionsbeschreibung Über den Außenfühler (ATF) wird die Wärmepumpe in Betrieb gesetzt. Diese arbeitet auf den Trennspeicher. Die Ein- und Ausschaltung der Wärmepumpe erfolgt über die Temperaturfühler (PSF1) bzw. (PSF2) in Abhängigkeit der Außentemperatur. Die Maschine besitzt eine Anlaufverzögerung, um ein Pendeln zu verhindern. Die Pumpe (KSP) ist während der gesamten Heizperiode in Betrieb. Die TWW Ladung erfolgt im Niedertarif über den Fühler (TWF), dabei wird das Umlenkventil (DWV) umgeschaltet. Der Elektroheizeinsatz (K6/Zubehör) im TWW-Speicher kann vom Wärmepumpenregler angesteuert werden. Die Entladeregelung wird mit dem optionalen Heizkreis-Mischer (HM) über den Vorlauffühler (HVF) in Abhängigkeit zur Außentemperatur geregelt. Der Trennpeicher kann im Niedertarif hoch geladen werden. 36

37 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 20: Erweiterung 1 (Zusatzkreis mit Entladeregelung) Wärmepumpe mit Trennspeicher oder Kombispeicher. Kein Erweiterungsmodul erforderlich! 37

38 7. HYDRAULISCHE ANBINDUNG UND HYDRAULISCHE SCHALTPLÄNE Abb. 21: Erweiterung 2 (2 Verbraucherkreise mit Entladeregelung) Wärmepumpe mit Trennspeicher oder Kombispeicher. Zusatz erforderlich: Regler Erweiterungsmodul Mischer (EWM). Hinweis: Die Parametrierung im Heizkreis 2 erfolgt in den Parameterpunkten , welche bei Anschluss des Erweiterungsmodules erscheinen. Keine Zusatzsoftware erforderlich! 38

39 8.1 PLANUNGSHINWEISE ALLGEMEIN Allgemeine Hinweise Für die Planung und Installation sind die dafür gültigen DW- und EN-Normen sowie Richtlinien verbindlich. Genehmigungen Es ist empfehlenswert, in der Planungsphase folgende Punkte frühzeitig abzuklären: Mit dem Energieversorger: Anschlussbewilligung Anlaufstrom Hoch-/Nieder-/Spezialtarif Sperrzeiten Wärmequellen: Die Wasserentnahme aus öffentlichen Gewässern und die Versetzung einer Erdwärmesonde oder einem Erdregister müssen durch die zuständige Wasserbehörde genehmigt werden. Wärmepumpendimensionierung Die Heizungswärmepumpe weist im Vergleich zu anderen Wärmeerzeugern einen kleineren Einsatzbereich auf. Die Heiz- und Antriebsleistungen und damit auch der Nutzungsgrad der Wärmepumpe variieren je nach Wärmequelle und Wärmenutzungstemperaturen. Grundsätzlich gilt, je kleiner die Differenz zwischen Wärmenutzungsund Wärmequellentemperatur ist, desto effizienter (bessere Leistungszahl) kann die Anlage betrieben werden. Faustformel: Vorlauftemperatur 1 K niedriger Leistungszahl 2,5 % höher Empfohlene Vorlauftemperaturen: Fußbodenheizung: C Radiatoren: C Mit steigender Vorlauftemperatur nimmt die Leistungszahl ab! Deshalb verlangt die Wärmepumpe vom Planer/Installateur die Berücksichtigung von Randbedingungen. Die Anlage ist so auszulegen, dass die Einsatzgrenzen nicht überschritten werden. Transport Die Wärmepumpe darf beim Transport nur bis zu einer Neigung von max. 30 (in jeder Richtung) gekippt werden. Es ist zu vermeiden, dass die Wärmepumpe in irgendwelcher Form Nässe oder Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Die Heizungswärmepumpe ist während der ganzen Bauphase gegen Beschädigungen zu schützen. Aufstellung Die Wärmepumpen können ohne Sockel auf einer ebenen, glatten und waagerechten Fläche aufgestellt werden. Räume mit großer Luftfeuchtigkeit wie Waschküchen usw. sind nur bedingt geeignet. Die Mindestabstände müssen bei allen Geräten, für Wartungs- und Bedienungsarbeiten, eingehalten werden. Der Aufstellraum muss trocken und frostsicher sein. Schallemissionen Körperschallübertragungen ans Heizsystem und auf das Gebäude werden durch den Einsatz von flexiblen Anschlüssen vermieden: Schläuche für Rohrleitungsanschlüsse, flexible elektrische Verbindungen, bei Mauerdurchführungen direkten Kontakt der Rohre zur Mauer verhindern, schwingungsdämpfende Befestigungen. Bei den Wärmepumpen ist die Schalldämmung vollständig im Gerät integriert. Elektrischer Anschluss Die Wärmepumpen sind gemäß mitgeliefertem Anschlussschema abzusichern und am Hausanschluss anzuschließen (keine provisorischen Anschlüsse, Stromunterbrüche durch Bauarbeiten, Phasenwechsel). Nach Beendigung der Verdrahtungsarbeiten darf kein Probelauf erfolgen. Die Wärmepumpe ist elektrisch gegen die Inbetriebsetzung von unbefugten Personen zu sichern. Elektrische Anschlussarbeiten sind nur durch einen konzessionierten Fachmann auszuführen. Inbetriebnahme Die Inbetriebnahme der Wärmepumpe darf nur durch qualifiziertes Fachpersonal erfolgen. Qualifiziertes Fachpersonal ist neben dem BRÖTJE Werkskundendienst der speziell für die Inbetriebnahme von Wärmepumpen geschulte Fachhandwerker. Voraussetzung für die Inbetriebnahme einer Wärmepumpe sind die folgenden Punkte: Die Wärmepumpe ist wasserseitig (Wärmequelle und Heizung) komplett gefüllt und entlüftet, elektrisch fest angeschlossen (keine provisorische Baustellenverdrahtung), Heizungsbauer und ggf. Elektriker sind anwesend. Bei der Inbetriebnahme ist ein Inbetriebnahmeprotokoll auszufüllen und beim BRÖTJE Werkskundendienst zu hinterlegen. Die Zusendung des Inbetriebnahmeprotokolls dient als Nachweis der sachgerechten Installation und Inbetriebnahme gemäß Installations- und Betriebsanleitung sowie den geltenden gesetzlichen Vorschriften. Verbindungsleitungen Wärmequelle Die Materialverträglichkeit der Leitungen mit dem Frostschutzmittel ist zu prüfen (keine verzinkten Leitungen). Verbindungsleitungen sind so kurz wie möglich zu halten. In warmen Räumen bildet sich Schwitzwasser an den Leitungen und Armaturen. Dies muss mit dampfdichtem Isolationsmaterial verhindert oder über eine Tropfrinne abgeleitet werden. Die Installation muss gegen Korrosion geschützt sein (Materialwahl). Um Leckagen feststellen zu können, muss zur Überwachung ein Druckwächter im Solekreislauf eingebaut sein (eventuell bereits in der Wärmepumpe integriert). Jede Erdwärmesonde bzw. jeder Erdwärmekollektor muss ab Verteiler einzeln absperrbar und einstellbar sein. 39

40 8.2 PLANUNGSHINWEISE HEIZUNGSANLAGE UND GEBÄUDE Vorlauftemperaturen und Heizflächentemperaturen Grundsätzlich gilt bei Wärmepumpen: Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto höher wird die Leistungszahl der Wärmepumpe. Mit niedrigen Vorlauftemperaturen wird die eingesetzte elektrische Energie besser genutzt. Die maximal mögliche Vorlauftemperatur von BRÖTJE Wärmepumpen beträgt 60 C. Heizungsanlagen, für die eine höhere Vorlauftemperatur erforderlich ist, können nur bivalent, d. h. mit einem zweiten Wärmeerzeuger, betrieben werden. Um einen Betrieb nur mit der Wärmepumpe zu gewährleisten, sollten Neubauten für eine maximale Vorlauftemperatur von 55 C ausgelegt werden. Bei der Sanierung von Altbauten kann die Vorlauftemperatur durch eine Verminderung der Heizlast wie z. B. Wärmeschutzverglasung und Wärmedämmung gesenkt werden. Auch eine Vergrößerung der Heizfläche ermöglicht eine deutliche Senkung der Vorlauftemperatur. Heizlast Um eine optimale Nutzung der Wärmepumpe zu gewährleisten, ist der Wärmebedarf des Gebäudes zu ermitteln. Für die Ermittlung des Wärmebedarfs bestehen drei Möglichkeiten: 1. Nach dem bisherigen Brennstoffverbrauch Zunächst wird der durchschnittliche Jahresverbrauch der letzten 5 Jahre an Öl oder Gas ermittelt. Falls die Trinkwassererwärmung ebenfalls mit Öl oder Gas erfolgt, werden von dem ermittelten Öl- oder Gasverbrauch Liter bzw. m 3 pro Person abgezogen. Aus dem verbleibenden Brennstoffverbrauch wird die erforderliche Leistung wie folgt ermittelt: Q N = Brennstoffverbrauch [l oder m 3 ] Wirkungsgrad * Heizwert Vollbenutzungsstunden Brennstoffverbrauch [l oder m3 ] 250 Q N : Gebäudewärmebedarf in kw Brennstoffverbrauch: in Liter Öl oder Kubikmeter (m 3 ) Gas Wirkungsgrad: Annahme 0,7 ( 70 %) Heizwert: 10 kwh/l Öl bzw. 10 kwh/m 3 Gas Vollbenutzungsstunden: Mittelwert 1600 h/a 2. Überschlägiger Wärmebedarf über die zu beheizende Wohnfläche A [m 2 ]: Niedrigstenergiehaus: W/m 2 nach EnEV Neubau: W/m 2 Wohnhaus ab Bj. 80: 80 W/m 2 Ältere Häuser ohne Wärmedämmung: W/m 2 Achtung: Durch Nutzergewohnheiten und Schwankungen zwischen den Jahren können bei dieser überschlägigen Berechnungsmethode erhebliche Abweichungen entstehen. 3. Bestimmung der Heizlast gemäß EN Für eine zuverlässige Ermittlung des Wärmebedarfs ist eine Berechnung nach EN in der Planungsphase zu empfehlen. Schwimmbeckenwasser-Erwärmung (privat) Freibad (privat) Der Wärmebedarf für eine Erwärmung des Schwimmbeckenwassers sollte gesondert berechnet werden. Für eine überschlägige Ermittlung des Wärmebedarfs kann folgende Tabelle herangezogen werden: Beckentemperatur 20 C 24 C 28 C mit Abdeckung 100 W/m W/m W/m 2 ohne Abdeckung 300 W/m W/m W/m 2 normale Lage ohne Abdeckung 450 W/m W/m W/m 2 ungeschützt (windstark) Der Wärmebedarf ist stark abhängig von der klimatischen Umgebung, der Windlage des Beckens, der Nutzung und ob eine Abdeckung vorhanden ist! Hallenbad (privat) Die Schwimmbeckenwasser-Erwärmung hängt von der Beckentemperatur und der Temperaturdifferenz zur Raumtemperatur ab. Der Wärmebedarf für eine Erwärmung des Schwimmbeckenwassers sollte gesondert berechnet werden. Für eine überschlägige Ermittlung des Wärmebedarfs kann folgende Tabelle herangezogen werden: Bei Schwimmbecken mit einer Abdeckung und einer max. Nutzung von 2 h/tag können diese Werte um bis zu 50 % halbiert werden. Zur Erstaufheizung ist mit einer Wärmemenge von ca. 12 kwh/m 3 Beckeninhalt erforderlich. Es können somit Aufheizzeiten von mehr als drei Tagen erforderlich sein! Die Erstaufheizung sollte nicht in der Heizperiode stattfinden! Auslegung der Wärmepumpe Die Energie-Versorgungsunternehmen können bei Wärmepumpen bis zu 3 x pro Tag die Stromversorgung für maximal 2 Stunden abschalten. Da der Energiebedarf jedoch 24 Stunden am Tag gedeckt werden muss, kann die Leistung der Wärmepumpe ggf. entsprechend erhöht werden: Leistung der Wärmepumpe = Gebäudewärmebedarf x Dimensionierungsfaktor Für den Dimensionierungsfaktor gilt: Tägliche EVU-Sperrzeit in Stunden Wassertemperatur Raumtemperatur 20 C 24 C 28 C 23 C 90 W/m W/m W/m 2 25 C 65 W/m W/m W/m 2 28 C 20 W/m W/m W/m 2 Dimensionierungsfaktor 6 1,3 4 1,2 2 1,1 Bei der Wärmepumpe ist die tatsächliche Leistung abhängig von der Vorlauftemperatur. Bitte entnehmen Sie die tatsächliche Leistung der Wärmepumpe dem entsprechenden Abschnitt dieser Dokumentation. 40

41 8.2 PLANUNGSHINWEISE HEIZUNGSANLAGE UND GEBÄUDE Laufzeit der Wärmepumpe Da die Wärmepumpe im Rahmen der Betriebsbedingungen immer mit konstanter Leistung betrieben wird, ist eine Leistungserhöhung zum Ausgleich der EVU-Sperrzeiten kritisch zu hinterfragen. Wird die Wärmepumpe bei einer EVU-Sperrzeit von 4 Stunden (Dimensionierungsfaktor: 1,2) lediglich auf die erforderliche Nennwärmeleistung ausgelegt, entspricht dieses einer Unterdimensionierung von rund 20 %, die Wärmepumpe kann ohne elektrische Nachheizung somit etwa 80 % des erforderlichen Wärmebedarfs decken. Dieser erforderliche Wärmebedarf wird jedoch nur an wenigen, sehr kalten Tagen im Jahr benötigt. Somit können ca. 96 % der Jahresheizarbeit mit 80 % der erforderlichen Wärmeleistung gedeckt werden. Für die verbleibenden 4 % der Jahresheizarbeit bzw. für die verbleibenden 20 % der Wärmeleistung ist bei den BSW 6 15 A der Elektroheizstab (6 kw) nutzbar. Die Wärmequelle ist aber auf die gesamte Nennwärmeleistung auszulegen. Dem Stromverbrauch für diese Nachheizung stehen einige Vorteile gegenüber. Durch die kleinere Wärmepumpe wird die Laufzeit verlängert, es sind weniger Anlaufvorgänge erforderlich, dieses wirkt sich positiv auf die Lebensdauer des Kompressors aus. Wassererwärmung Die oft geforderten Warmwassertemperaturen von ºC liegen an der oberen Einsatzgrenze der Wärmepumpen. Grundsätzlich ist die Abdeckung des Warmwasserbedarfs mit der Wärmepumpe möglich. Die Anwendung mit einem Kombispeicher (Heizungsspeicher mit integrierter Trinkwassererwärmung) bietet eine gute Lösung: Das Warmwasser wird mit der WP vorgewärmt. Eine ggf. erforderliche Temperaturanhebung kann direkt elektrisch oder mittels Sonnenkollektor- Unterstützung erfolgen. Deshalb ist zu prüfen, ob das Warmwasser permanent oder nur zeitweise auf diesem Temperaturniveau gehalten werden muss. Bei der Anwendung eines Warmwasserbeistellspeichers ist auf eine genügende Wärmetauscherfläche zu achten. Dabei müssen Wassermenge, Temperaturdifferenz sowie Leistung des Kondensators berücksichtigt werden. Auswahlmatrix Trinkwasserspeicher Wärmepumpe EAS W 290 EAS W 360 EAS W 440 EAS W 360 S Sole/ Wasser/ Sole/ Wasser/ Sole/ Wasser/ Sole/ Wasser/ Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser BSW 6 A X O X O BSW 7 A X O X O BSW 8 A X O X O BSW 10 A X O X O BSW 13 A X O X BSW 15 A X O BSW 18 A X BSW 21 A X 41

42 8.2 PLANUNGSHINWEISE HEIZUNGSANLAGE UND GEBÄUDE Pufferspeicher Bei jeder Speichereinbauart ist sicherzustellen, dass die gesamte Leistung der Wärmepumpe stets abgenommen wird. Die Einbindung eines technischen Speichers oder Wärmespeichers ist bei Wärmeabgabesystemen mit geringer Trägheit (z. B. Radiatorheizung) generell einzuplanen. Er sorgt für folgende Betriebsbedingungen wie: Leistungsüberschüsse der Wärmepumpe werden aufgenommen, die Schalthäufigkeit der Maschine wird reduziert (Verlängerung der Lebensdauer des Verdichters), Überbrückung der EW-Sperrzeiten, ermöglicht mehrere Heizkreisanschlüsse. Auf einen Pufferspeicher kann verzichtet werden, wenn eine Fußbodenheizung ohne Einzelraumregelung vorliegt und die Heizkreise ausreichend groß dimensioniert sind. Heizwasservolumen größer als 25 Liter pro kw Heizleistung, gute Speicherfähigkeit des Wärmeabgabesystems (Fußbodenheizung mit Auslegung < 40 C). Sind in den Übergangszeiten nur einige Heizkreise geöffnet, kommt es zu einem Druckanstieg und ein großer Teil des Heizwassers fließt über das Überströmventil ab. In diesem Fall bekommt die Wärmepumpe warmes Rücklaufwasser und schaltet ab, obwohl einige Heizkreise evtl. noch nicht ausreichend mit Wärme versorgt wurden. Hier kann durch einen im Rücklauf eingebundenen Pufferspeicher eine ausreichende Laufzeit der Wärmepumpe erreicht werden. Die Größe des Pufferspeichers ist abhängig von der max. Heizleistung und der max. zulässigen Einschalthäufigkeit der Wärmepumpe. Als Richtwert können ca. 25 Liter pro kw Heizleistung angenommen werden. Für eine Wärmespeicherung zur Überbrückung der EW-Sperrzeiten können ca. 50 Liter pro kw Heizleistung angenommen werden. Die Abdeckungszeit (ohne Berücksichtigung der Eigenspeicherkapazität des Heizsystems) des Wärmebedarfs mit einem Pufferspeicher z. B. bei einer EW-Sperrung kann wie folgend berechnet werden: V x c x ΔT t= Q h x 3600 ΔT = Temperaturdifferenz Heizkreis c = 4,18 in kj/kg K t = Überbrückungszeit in Stunden Q h = Heizleistung in kw V = Speicherinhalt in Liter Auswahlmatrix Pufferspeicher, ohne Überbrückung der EVU-Sperrzeiten! Wärmepumpe PSW 100 PSW 300 PSW 500 Sole/ Wasser/ Sole/ Wasser/ Sole/ Wasser/ Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser Wasser BSW 6 A X O BSW 7 A X O BSW 8 A X O BSW 10 A X O BSW 13 A X O BSW 15 A X O BSW 18 A X O BSW 21 A X O Umwälzpumpen Für die Auslegung der Umwälzpumpen ist die von der WP vorgeschriebene Verdampfer- und Kondensatordurchflussmenge konstant einzuhalten. Es dürfen keine drehzahlregulierten Umwälzpumpen für die Wärmeabgabe der WP eingesetzt werden. Die Wärmequellenpumpen (Sole/Grundwasser) müssen kaltwassertauglich sein. Die Viskosität des Wärmeträgermediums muss bei der Auslegung berücksichtigt werden. Überströmventil Bei Heizsystemen mit variablem oder absperrbarem Heizwasserdurchfluss (z. B. Thermostatventile) und seriell eingebautem Speicher muss zwingend ein Überströmventil nach der Umwälzpumpe eingebaut werden. Dies sichert den Mindestheizwasserdurchfluss durch die Wärmepumpe und verhindert häufiges Takten, das zu Störungen führen kann. Das Überströmventil muss richtig dimensioniert und eingestellt werden. Hydraulische Einbindung Zu jeder Wärmepumpe bieten wir verschiedene hydraulische Grundkonzepte. Die Einbindung nach diesen Varianten gewährleistet einen einwandfreien und sicheren Betrieb. Bevor der Anschluss der Wärmepumpe erfolgt, muss die ganze Verrohrung der Anlage bei Neu- und Altanlagen gründlich gespült werden. Rückstände, die in den Heizungsrohren oder in den Erdwärmesonden/Erdregisterrohren (siehe separate Anleitung) zurückbleiben, führen zu Schäden an den Wärmetauschern und zu Betriebsstörungen der WP. Es wird empfohlen, einen Schmutzfänger im Heizungsrücklauf einzubauen. 42

43 8.3 PLANUNGSHINWEISE WÄRMEQUELLE ERDREICH 1. Ausführungshinweise zu Sole/Wasser-Wärmepumpen Einsatzbereich Die Sole/Wasser-Wärmepumpe wird in der Regel als monovalente Heizung eingesetzt. Bei richtiger Dimensionierung der Wärmepumpe und der Erdwärmesonde bietet die Erdwärme eine relativ konstante Wärmequelle mit guten Leistungszahlen. Monovalenter Betrieb Wird die Wärmepumpe monovalent (ohne Zusatzheizung) eingesetzt, müssen folgende Grunddaten sorgfältig berechnet bzw. abgeklärt werden: Wärmeleistungsbedarf gemäß EN ermitteln, oder durch bisherigen Energieverbrauch bestimmen. Maximale erforderliche Vorlauftemperatur des Heizungssystems. Die Wärmepumpe muss 100 % der erforderlichen durchschnittlichen Gebäudeleistung bei tiefsten Außenlufttemperaturen und maximalen Vorlauftemperaturen erbringen. Bivalenter Betrieb Wird die Wärmepumpe bivalent (mit Zusatzheizung) eingesetzt, müssen folgende Daten sorgfältig berechnet bzw. abgeklärt werden: Wärmeleistungsbedarf gemäß EN ermitteln, oder durch bisherigen Energieverbrauch bestimmen. Maximal erforderliche Vorlauftemperatur des Heizungssystems. Bestimmung des Bivalenzpunktes (Umschaltpunkt). Beim bivalent-parallelen Betrieb müssen die Erdwärmesonden durch einen Fachbetrieb oder ein Ingenieurbüro ausgelegt werden. Erdwärmequelle Die Jahresarbeitszahl (COP) einer WP wird wesentlich durch die Auslegung der Erdwärmequelle beeinflusst. Für die Dimensionierung ist die Kälteleistung der WP im Auslegepunkt, die Laufdauer pro Jahr, die Geologie, die Lage und die Anordnung und Tiefe der Erdwärmequelle zu berücksichtigen. Als Standard-Bezugspunkt wird die Kälteleistung bei B0/W35 (Soleeintrittstemperatur = 0 C, Heizvorlauftemperatur = 35 C) angenommen. Je nach geografischer Lage und Bodenbeschaffenheit (ggf. geologisches Gutachten) kann die Entzugsleistung unterschiedlich sein. Für die Versetzung von Erdsonden sind die allgemeinen Bohr- und Verlegebedingungen der Bohrfirma zu beachten. Thermische Erholungszeit des Erdreichs Der Wärmepumpenbetrieb soll nicht wesentlich größer als 1800 Stunden pro Jahr betragen. Ist die Betriebszeit höher, muss die Erdwärmequelle größer ausgelegt werden. Bei einer ganzjährigen Brauchwassererwärmung ist die Erdwärmesondenlänge gemäß dem Warmwasserbedarf zu erhöhen, damit genügend Energie aus der Umgebung zu den Erdwärmesonden nachfließt. Dies gilt insbesondere bei gut gedämmten Bauten (Niedrigenergiehäuser), wo die Warmwasserbereitung einen hohen Anteil am Jahresenergiebedarf einnimmt. Sole-Wärmeträger Der Solekreislauf erfordert den Einsatz von umweltfreundlichen Frostschutzmitteln. Die Konzentrationsvorgabe von 30 Vol.-% ist einzuhalten und periodisch zu überwachen. Das Befüllen der Erdwärmesonde hat nach der separaten Anleitung zu erfolgen. Die Sole ist vor dem Befüllen der Anlage aus Frostschutz und Wasser zu mischen. Wird einem System nachträglich Frostschutz beigegeben, besteht keine Gewährleistung für eine einwandfreie Vermischung mit dem Wasser. Vor dem Einfüllen der Wärmeträgerflüssigkeit ist das Rohrleitungssystem zu spülen. Die EWS darf dabei nie mit Luft leergeblasen werden. Sie muss immer mit Flüssigkeit gefüllt sein. Verunreinigungen können zu Zersetzungserscheinungen im Wärmeträgermedium führen. Dadurch entsteht Schlamm oder die Verunreinigung selber kann zu Störungen am Wärmetauscher und anderen Komponenten führen. Ausführungsweise der Erdwärmesondenanlage siehe Prinzipschema Erdwärmesondenanlage. Gewährleistung Die Wärmequellenanlage ist nicht Lieferumfang der Wärmepumpe, sie wird nicht von BRÖTJE erstellt. Die Gewährleistung für Planung und Installation der Wärmequellenanlage liegt beim Ersteller der Wärmequellenanlage. 2. Erdwärmesonden Der Vorteil von Erdwärmesonden ist ihr geringer Flächenbedarf. Erdwärmesonden werden senkrecht in das Erdreich eingebracht. Zwei Doppel-U-Rohrsonden wirken als Wärmetauscher und entziehen dem umliegenden Erdreich Wärme. Unterhalb einer Tiefe von 15 m ist die Temperatur im Erdreich unabhängig von den jahreszeitlichen Schwankungen weitgehend konstant. Nachteilig gegenüber anderen Wärmequellenanlagen sind die höheren Erschließungskosten. Genehmigung Allgemeine Hinweise zu Genehmigungen siehe 8.1 Genehmigungen. Erdwärmesonden sind genehmigungspflichtig durch die zuständige Wasserbehörde. In Wasserschutzgebieten kann der Betrieb untersagt oder an besondere Auflagen geknüpft werden. Ab 100 m Erdsondentiefe ist eine bergbaurechtliche Genehmigung erforderlich. Dimensionierung von Erdwärmesonden Die erforderliche Länge der Erdsonde richtet sich nach der Beschaffenheit des Erdreiches, der daraus resultierenden spezifischen Entzugsleistung und den Betriebsstunden im Jahr. Die Bodenbeschaffenheit und die spezifische Entzugsleistung ist vor Ort bei der Erstellung der Erdsonde durch ein spezialisiertes Unternehmen zu prüfen. Die Erdwärmesondenlänge ist ggf. den Bedingungen vor Ort anzupassen. Als Richtwerte können die spezifischen Entzugsleistungen gemäß VDI 4640 herangezogen werden. 43

44 8.3 PLANUNGSHINWEISE WÄRMEQUELLE ERDREICH Tabelle: Mittlere spezifische Entzugsleistungen für Erdwärmesonden: Dimensionierung Spez. von Entzugsleistung Erdwärmesonden bis 1800 h/a bis 2400 h/a Die erforderliche [W/m] Länge der Erdsonde [W/m] richtet Schlechter sich nach der Beschaffenheit des Erdreiches, Untergrund, der daraus 25 resultierenden 20 spezifischen trockenes Entzugsleistung und der Betriebsstunden Sediment im Jahr. Die Bodenbeschaffenheit Normales und die spezifische Entzugsleistung Festgestein ist vor Ort bei der Erstellung und wassergesättigtes Unternehmen zu prüfen. der Erdsonde 60 durch ein 50 spezialisiertes Die Sediment Erdwärmesondenlänge ist ggf. den Bedingungen vor Ort anzupassen. Als Richtwerte Festgesteinkönnen die spezifischen Entzugsleistungen mit hoher gemäß VDI 4640 herangezogen Wärmeleitfähigkeit werden. Für Anlagen mit WW-Bereitung sind 2400 h/a anzusetzen. Für die Dimensionierung der Erdwärmesondenanlage ist die Kälteleistung der Wärmepumpe heranzuziehen. Beispiel: 10 A / B0 W35 Heizleistung: 10,1 kw COP: 4,7 Elektr. Leistungsaufnahme: 2,2 kw Kälteleistung (Q K ): 7,9 kw Annahme: Normales Festgestein bei einer Betriebsdauer bis zu 2400 Stunden pro Jahr: Spezifische Entzugsleistung (q E ): 50 W/m. Erforderliche Bohrlochlänge: Q L = K 7900 W = = 158 m 50 W m q E Planung und Erstellung Die Planung und die Erstellung einer Erdwärmesondenanlage ist durch ein spezialisiertes Tiefbauunternehmen mit Erfahrung bei der Erstellung von Erdwärmesonden durchzuführen. Ggf. sind geologische Gutachten sowie besondere Genehmigungen erforderlich. Die gesetzlichen Vorschriften, Richtlinien und Normen sind zu beachten. Prinzipschema und Ausführungshinweise zur Erdsondenanlage Platzverhältnisse und Zugänglichkeit für schwere Baufahrzeuge abklären. Bestehende Werkleitungen beachten. Bohrpositionen ausmessen und markieren. Geologisches Gutachten gemäß Bohrbewilligung einholen. Wasser- und Elektroanschluss erstellen. Haftpflichtversicherung abschließen. Schlammmulde bereitstellen. Verbindungsleitungen und Verteiler Möglichst kurze Leitungsdistanz wählen. Graben für Verbindungsleitungen ca. 80 cm tief mit Gefälle zur Erdwärmesonde ausheben. Grabensohle wasserdurchlässig mit Sand belegen. Verbindungsrohre in Sandschicht einbetten (Verletzungsgefahr). Überdeckung erst nach der Druckprobe vornehmen! Außenmontage Zugänglichkeit des Verteilers gewährleisten. Mauerdurchbrüche isolieren und gegen Wasser abdichten. Innenmontage Alle Leitungen, Pumpen und Hähne dampfdiffusionsdicht isolieren. Eventuell Tropfschalen montieren. Körperschallübertragung vermeiden. Wärmedämmung Dampfdiffusionsdichte Ausführung. Genügend Wandstärke vorsehen. Bauseitige Arbeiten Koordination und Ausführung der Leitungsgräben, Mauerdurchbrüche und Verteilerschächte. Zuschütten des Grabens und Schließen der Mauerdurchbrüche nach den Montagearbeiten. Verbindungen Verbindungsleitungen und Verteiler Lieferung/Montage durch Installationsfirma Bauseits Graben und Durchbrüche bei Kompaktgeräten eingebaut Sondentiefe Erdwärmesonde Bohrungen Erdwärmesonden, Einbau und Hinterfüllung Lieferung/Montage durch Bohrfirma Anschluss Wärmepumpe Wärmequellenförderpumpe und Sicherheitseinrichtungen, Verbindungsleitungen, Isolation, Wärmeträgerfüllung Lieferung/Montage durch Installationsfirma Empfehlung 8 m Bauseits Schlammulde 44

45 8.3 PLANUNGSHINWEISE WÄRMEQUELLE ERDREICH Abb. 22: Ausführungshinweise zur Anordnung des Zuleitungsgrabens und der Erdsondenfelder 45

46 8.3 PLANUNGSHINWEISE WÄRMEQUELLE ERDREICH 3. Erdwärmekollektoren Ähnlich einer Fußbodenheizung werden für Erdwärmekollektoren Rohrschlangen eingesetzt. In 1,2 1,5 m Tiefe ist das Erdreich ohne Wärmeentzug durch die Wärmepumpe frostsicher. Durch Sonneneinstrahlung und Regen wird dem Erdwärmekollektor Energie zugeführt. Genehmigung Allgemeine Hinweise zu Genehmigungen siehe Seite 39. Erdwärmekollektoren sind bei der zuständigen Wasserbehörde anzeige- oder genehmigungspflichtig. In Wasserschutzgebieten kann der Betrieb untersagt oder an besondere Auflagen geknüpft werden. Dimensionierung von Erdwärmekollektoren Die erforderliche Fläche der Erdwärmekollektoren, die Länge der Rohrschlangen und der Verlegeabstand richten sich nach der Beschaffenheit des Erdreiches, der daraus resultierenden spezifischen Entzugsleistung und den Betriebsstunden im Jahr. Die Bodenbeschaffenheit und die spezifische Entzugsleistung sind vor Ort zu prüfen. Die Fläche ist ggf. den Bedingungen vor Ort anzupassen. Als Richtwerte können die spezifischen Entzugsleistungen gemäß VDI 4640 herangezogen werden. Tabelle 1: Spezifische Entzugsleistungen für Erdwärmekollektoren: Entzugsleistung bis 1800 h/a [W/m 2 ] Planung und Erstellung Die Planung und die Erstellung einer Erdwärmekollektoranlage ist durch ein Unternehmen mit Erfahrung bei der Erstellung von Erdwärmequellenanlagen durchzuführen. Die gesetzlichen Vorschriften, Richtlinien und Normen sind zu beachten. Bei der Ausführung ist zu beachten, dass eine Energiezuführung insbesondere durch Regenwasser gewährleistet ist. Daher sind die für die Erdwärmekollektoren verwendeten Flächen nicht durch Pflastersteine oder Asphalt zu versiegeln. Auch eine Überbauung mit Häusern oder Gartenhäuschen ist nicht zulässig. Auch Gartenteiche verhindern durch ihre Folie das Versickern von Regenwasser. Zur Verbesserung der Wärmezuführung kann z. B. eine Regenwasserversickerung im Bereich der Erdwärmekollektoren erfolgen. Aufgrund möglicher Schädigungen der Rohrschlangen sind Bäume im Bereich der Erdwärmekollektoren nicht zulässig. Kleiner und mittelhoher Bewuchs mit geringen Wurzeltiefen ist problemlos möglich. Aufgrund des Energieentzugs aus dem Erdreich kann die Vegetationsphase im Frühjahr verzögert beginnen. Die einzelnen Kollektorfelder sind an den Verteiler/Sammler mit gleichen Rohrlängen anzuschließen. Jeder Erdwärmekollektor sollte am Verteiler einzeln absperrbar und einstellbar sein. Nur so ist ein gleichmäßiger Wärmeentzug sichergestellt. Tabelle 2: Erforderliche Erdreichfläche und Rohrlänge bei einer möglichen Entzugsleistung von 20 W/m 2 (siehe Tabelle 1) Empfehlung Empfohlene Erforderliche Rohrlänge Anzahl Sole/Wasser Dim. Sole Fläche Erdkollektor Solekreise (Leitungslänge Umwälzpumpe Leitung max. 20 m) BSW 6 A Serie DN m m 3 Stck.à100 m BSW 7 A Serie DN m m 4 Stck.à 80 m BSW 8 A Serie DN m m 5 Stck.à 82 m BSW 10 A Serie DN m m 5 Stck.à100 m BSW 13 A Serie DN m m 7 Stck.à 92 m BSW 15 A Serie DN m m 8 Stck.à 97 m BSW 18 A Wilo Top S 30/10 DN m m 10 Stck.à 95 m Wilo Top S 40/10 BSW 21 A Wilo Top S 30/10 DN m m 11 Stck.à 95 m Wilo Top S 40/10 Entzugsleistung bis 2400 h/a [W/m 2 ] Verlegeabstand [m] Trockener, nicht bindiger Boden Feuchter, bindiger Boden Sand/Kies, wassergesättigt , ,5 Für Anlagen mit WW-Bereitung sind 2400 h/a anzusetzen. 46

47 8.4 PLANUNGSHINWEISE WÄRMEQUELLE GRUNDWASSER 4. Ausführungshinweise Wasser/Wasser-Wärmepumpen Einsatzbereich Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe wird in der Regel als monovalente Heizung eingesetzt. Durch das hohe Temperaturniveau der Wasserquellen werden hohe Leistungszahlen erreicht. Die Nutzungsart dieser Wärmequelle ist abhängig von der chemischen Zusammensetzung des Grund- bzw. Oberflächengewässers, der Quellentemperatur sowie möglichen behördlichen Vorschriften. Monovalenter Betrieb Wird die Wärmepumpe monovalent (ohne Zusatzheizung) eingesetzt, müssen folgende Grunddaten sorgfältig berechnet bzw. abgeklärt werden: Wärmeleistungsbedarf gemäß EN ermitteln, oder durch bisherigen Energieverbrauch bestimmen. Maximale erforderliche Vorlauftemperatur des Heizungssystems. Die Wärmepumpe muss 100 % der erforderlichen durchschnittlichen Gebäudeleistung bei tiefsten Außenlufttemperaturen und maximalen Vorlauftemperaturen erbringen. Nutzung mit Zwischenkreislauf Das Temperaturniveau kann bei dieser Anwendung voll genutzt werden. Es wird nur bei Grundwasserfassungen (Filterbrunnen) angewendet. Es müssen aber Verunreinigungen, Verschlammung (Filter), Erosion und Korrosion im Verdampfer verhindert werden. Natürliche Wasserquellen können mit der Zeit ihre Qualität ändern. Auch durch eine einmalige Wasseranalyse kann auf die Dauer keine absolute Garantie gegeben werden. Es ist deshalb eine Indirektnutzung mit Zwischenkreislauf vorzusehen. Für die Wärmepumpenmodelle BSW 6 BSW 15 ist im Zubehör ein entsprechendes Wärmetauscher-Set (ZS WW 1-3) erhältlich. Oberflächengewässer Die Nutzung von Oberflächengewässer (Fluss-, See- oder Bachwasser) lassen durch ihre relativ großen Temperaturschwankungen in der Regel keinen monovalenten Betrieb mit einer Direktnutzung zu. Der für die indirekte Nutzung benötigte Wärmetauscher im Zwischenkreislauf ist aus korrosionsbeständigem Material zu wählen und muss problemlos zu reinigen sein. Es gilt zu beachten, dass die Zwischenkreislauftemperatur je nach Wärmequelle unter 0 ºC fallen kann (Frostschutz im Zwischenkreislauf). Deshalb ist die Konzentration des Wärmeträgers im Zwischenkreislauf auf die tiefstmögliche Verdampfungstemperatur auszulegen. Genehmigung Jede Nutzung des Oberflächen- oder Grundwassers braucht eine Genehmigung der Wasserbehörde sowie ggf. ein hydrogeologisches Gutachten. Verbindungsleitungen Wärmequelle Die Erschließungsleitungen sind so kurz wie möglich zu halten. Leitungen und Armaturen müssen gegen Grundwasser resistent sein. In warmen Räumen bildet sich Kondenswasser an Armaturen. Dies muss mit dampfdichtem Isolationsmaterial verhindert oder über eine Tropfrinne abgeleitet werden. Die Installation muss gegen Korrosion geschützt sein. Für die Betriebssicherheit sind gemäß den Grundkonzeptvorgaben ein Strömungswächter und ein Frostschutzthermostat einzubauen. Bei Anwendung eines Zwischenkreislaufs ist die Materialverträglichkeit der Leitungen mit dem Frostschutzmittel zu prüfen (keine verzinkten Leitungen). Wärmequellenfassung Das entzogene Grundwasser ist dem gleichen Vorkommen in der Fließrichtung wieder abzugegeben (Distanz > 15 m). Die minimal vorgeschriebene Rückgabetemperatur darf + 4 ºC nicht unterschreiten. Die Größe des Brunnens wird für einen bestimmten Fördervolumenstrom dimensioniert. Wird dieser überschritten, besteht die Gefahr, dass der Kiesfilter um den Grundwasserbrunnen zerstört wird. Nur fachmännisch erstellte Brunnen garantieren einen einwandfreien Betrieb. Der Wärmeentzug aus Oberflächengewässer ist grundsätzlich auf zwei Arten möglich: Register im Fließgewässer, Filterbrunnen für die indirekte Nutzung von Oberflächengewässer. Der Vorteil der Filterbrunnenlösung ist die praktisch verschmutzungsfreie Wasserentnahme. Ein monovalenter Betrieb ist häufig möglich und anzustreben. Ansonsten ist der bivalent parallele Betrieb sehr sinnvoll. Die erforderliche Leistung der Zusatzheizung muss nur ca % des Jahresheizbedarfs abdecken. Anforderungen an das Grundwasser Korrosionsbeständigkeit von gelöteten Plattenwärmeübertragern (Edelstahl und Kupferlot) gegenüber Wasserinhaltsstoffen. Insbesondere sollen die Werte in nachfolgender Tabelle eingehalten werden: Wasserinhalts- Einheiten max. Richtstoffe und werte für Platten- Kernwerte wärmeübertrager ph-wert 6 9 Gesamthärte dh Elektrische µs/cm Leitfähigkeit Chloride Cl - mg/kg < 1000 (unter 25 C) Freies Chlor Cl 2 mg/kg < 5 2- Sulfate SO 4 mg/kg < 70 Sulfide S 2- mg/kg < 1 Nitrate NO 3 mg/kg < 100 Mangan mg/kg < 1 (gelöst) Mn Freie aggressive mg/kg < 20 Kohlensäure CO 2 Ammoniak mg/kg < 2 + NH 3 /NH 4 Eisen gelöst Fe mg/kg < 2 Schwefelwasser- mg/kg < 0.05 stoff H 2 S Die genannten Maximalwerte sind Richtwerte, die unter bestimmten Betriebsbedingungen abweichen können. Die Auflistung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Geräteaufstellung Aufstellungsort gemäß allgemeinen Planungshinweisen, Mindestabstände siehe Geräteabmessungen. 47