Technische Dokumentation – Erdwärme-Absorber

Report
Die innovative und zuverlässige Wärmequelle!
Stand: März 2014
PLANEN MIT
OBERFLÄCHENNAHER
ERDWÄRME
Das EWKtec-Erdwärme-Absorber-Modul
EWKtec GmbH· Niklastorstraße 36· 71672 Marbach am Neckar · Tel +49 7144 3346 790 · Fax + 49 7144 3346 792
Mail: [email protected] · www.ewktec.com
DAS ABSORBER-PRINZIP
Bitte Vorschriften nach DIN 4124 (10.02) beachten!
EWKtec-Erdwärme-Absorber-Module sammeln aus dem sie umschließenden Erdreich wertvolle Energie.
Bei fachgerechter Dimensionierung wird eine zuverlässige Regenerierung des Erdreichs in der
Absorptionsumgebung gewährleistet.
EWKtec-Erdwärme-Absorber-Module sind die effektive und kostengünstige Alternative zu Erdsonden.
Gegenüber herkömmlichen Flächenkollektoren benötigt dieses System deutlich weniger Fläche.
Funktion – Entzugsleistung (siehe auch Grafik Folgeseite):
Durch die optimale Oberflächenkonzeption und die dünnschichtige & turbulente Durchströmung (lowflow-Prinzip) erzielen die EWKtec-Absorber ihre effiziente Entzugsleistung.
Die senkrechte Einbaulage der EWKtec-Absorber gewährleistet die Ausbeutung einer großen Kubatur
Erdreich (ca. 0,5 m horizontal und ca. 0,4 m vertikal).
Diese Anordnung führt, bei einem Abstand von 0,7 m zwischen den Absorbern zum extrem geringen
Flächenverbrauch bei einer Flächenentzugsleistung von 142,61 W/m².
Die Berechnungsgrundlage 99,83 W pro Modul gilt grundsätzlich für alle Bodenverhältnisse! Ausnahme:
Kies (nicht wasserführend)
Die diskontinuierliche Arbeitsweise der Wärmepumpe gestattet dem Erdreich immer genügend
Regenerationszeit, um ausreichend Wärme bereitzustellen (siehe Tabelle Folgeseite).
DIE TECHNISCHEN GRUNDLAGEN
Die Ermittlung der Leistungswerte erfolgt aufgrund der durchschnittliche Erdreichbeschaffenheit in Deutschland:
Quelle:
Typischer Temperaturverlauf zu Beginn und zur Spitze der Heizperiode
Temperatur nach
einer halben Stunde
Betrieb der
Wärmepumpe
Temperatur nach
Temperatur nach
einer Stunde Betrieb einer Stunde Pause
der Wärmepumpe
der Wärmepumpe
Temperatur nach zwei
Stunden Pause der
Wärmepumpe
WQA
(Ausgang aus der
Wärmepumpe) 12 °C
8 °C
7 °C
10 °C
11 °C
WQE
(Eingang in die
Wärmepumpe)
12 °C
11 °C
10 °C
10 °C
11 °C
Zeitraum
Jan. / Februar
Temperatur vor
Betrieb der
Wämrepumpe
Temperatur nach
einer halben Stunde
Betrieb der
Wärmepumpe
Temperatur nach
Temperatur nach
einer Stunde Betrieb einer Stunde Pause
der Wärmepumpe
der Wärmepumpe
Temperatur nach zwei
Stunden Pause der
Wärmepumpe
WQA
(Ausgang aus der
Wärmepumpe) 3 °C
-2 °C
-4 °C
2,1 °C
2,6 °C
WQE
(Eingang in die
Wärmepumpe)
1 °C
-1 °C
2,1 °C
2,6 °C
Zeitraum
Sept. / Oktober
Temperatur vor
Betrieb der
Wämrepumpe
3 °C
Die Gegenüberstellung zeigt eindrucksvoll, wie die im Erdreich gespeicherte Energie immer wieder
zu einem energetisch wertvollen Phasenwechsel an den Absorber-Flächen führt, so dass sich das
System auf dem Niveau Jan./Februar selbst nach einem langen Winter (April) in den Abschaltzeiten
der Wärmepumpe nahezu vollständig regeneriert.
DIE TECHNIK DES EWKTEC-ABSORBERS
Leistung
Druckverlust
Leistung P
Delta p
Delta p pro Strang
pro Modul
pro Modul
(10 Module)
99,83 W
96 Pa
960 Pa
Geometrie
Flächenentzugsleistung (Grundstücksfläche)
Länge
Breite
Absorptionsfläche
142,61 W/m²
0,89 m
0,35 m
2 x 0,31 m²
Höhe 350 mm
(zwei Absorber pro 1,4 m²)
Länge 990 mm
Anschluss Rohr DN 32
Anschluss Muffe DN 35
TECHNISCHE DATEN
Eigenschaften / Maße / Betriebsparameter
Material
Prüfverfahren
Wert
Polypropylen (PP)
Dichte
Härte
Shore D
ISO 1183
898 kg/m³
ISO R868
66
Schmelzindex 190 °C / 5 kg
ISO R1133
0,5 g/10 min
Schmelzindex 230 °C / 2,16 kg
ISO R1133
0,3 g/10 min
Zugversuch
50 mm / min
ISO R527/II
Streckspannung
28 MPa
Reißfestigkeit
43 MPa
Reißdehnung
800 %
Izod-Schlagversuch (Kerb. 01'')
Technische Daten je Modul:
Maße:
Material:
Prüfdruck
Gewicht:
Kälteleistung:
Biege-E-Modul
Max. Strang:
Schmelzpunkt
Einbringung:
Füllmenge:
Berstdruck
(L/B/H) 1080x340x40 mm
Polypropylen (PP)
1648g
83,33 Watt
12 Module
senkrecht stehend
1,59 Liter
ISO 180/4A
minus 20 °C
minus 20 °C Material: PP
0 °C
23 °C
4 kJ/m²
7 kJ/m²
17 kJ/m²
> 60 kJ/m²
24 h
4 bar
ISO R178
1.200 Mpa
DSC / ISO 3146
Vicat-Erweichungstemperatur
at 10 N
at 50 N
Abmessungen eines Moduls
(L x H x T)
150 °C
15 bar
147 °C
68 °C
890 x 350 x 40 mm
Fläche
eines Moduls
Entwicklungspartner
der EWKtec GmbH:
Gewicht
0,31 m²
1,7 kg
Flächenentzugsleistung
142,61 W/m²
Kälteleistung (abhängig v. d. Bodenentzugsleistung)
99,83 W
Druckverlust pro Modul
Länge eines Modulstranges
96 Pa
10 Module
Grabenlänge
Druckverlust pro Strang mit 2 x 5 m Anschlussrohr
DN 20 und 70 cm DN 32 Verbindung
10 m
durch:
5 bis 5,5 m
ca. 2 kPa
Arbeitsdruck der Module zum Soleverteiler
0,8 bis max. 1,2 bar
Durchflussmenge pro Strang
5 l/min
Füllmenge
Einbringung
5/70
cm DN32
Rohr/5
Geprüft
und
überwacht
1,75 l
senkrecht stehend
5
DIE DIMENSIONIERUNG (AUSLEGUNG) DES
EWKTEC-ERDWÄRME-ABSORBER-SYSTEMS
Auslegung, bezogen auf die zu deckende Wärmeentzugsleistung aus dem
Erdreich, bzw. Kälteleistung der zur Anwendung kommenden Sole/WasserWärmepumpe.
geforderte Heizleistung → 4 kW
5 kW
6 kW
8 kW
9 kW 10 kW 12 kW 13 kW 14 kW 16 kW 17 kW 18 kW 20 kW
Entzugsleistung B0/W35° → 3 kW
4 kW
5 kW
6 kW
7 kW
8 kW
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Berechnete
Modulmenge
9 kW 10 kW 11 kW 12 kW 13 kW 14 kW 15 kW
99,83 W
Modul
Anzahl der Kreisläufe
[10 Module pro Kreislauf]
Berechnete
Modullänge Gesamt]
[m]
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
Länge eines
Einzelgrabens
[m]
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Anzahl der Gräben
à=5m
[Stück]
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Benötigte
Grundstücksfläche
[m²]
14
21
28
35
42
49
56
63
70
77
84
91
98
Fläche
Wärmetauscher
[m²]
18,6
24,8
31,0
37,2
43,4
49,6
55,8
62,0
68,2
74,4
80,6
86,8
93
Strang Durchflussmenge
[l/min]
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Durchflussmenge
gesamt
[l/h]
900
1.200
1.500
1.800
2.100
2.400
2.700
3.000
3.300
3.600
3.900
4.200
4.500
Füllmenge Absorber
[ohne WP+Verteiler]
[Liter]
52,5
70
87,5
105
122,5
140
157,5
175
192,5
210
227,5
245
262,5
Anteil Frostschutz
29 % [Ethylenglykol]
[Liter]
15,22
20,30
25,38
30,45
35,52
40,60
45,68
50,75
55,82
60,90
65,98
71,05
76,12
• Grabenabmessung bei stehender Einbringung (T x B): 1,5 m x 0,7 m
• Grabenlänge (für 10 Absorber; je 5 im Vor- & Rücklauf): 5 m
• Idealerweise zusätzlich:
+ 0,5 m anschlussseitig
• Die theoretisch fehlenden 0,17 W pro Absorber = 1,7 W pro Strang werden durch die vorhandenen
und in der Auslegung nicht weiter berücksichtigten Leitungswege im Erdreich erbracht.
PLANUNGS- UND INSTALLATIONSHANDBUCH FÜR DAS
EWKTEC-ERDWÄRME-ABSORBER-SYSTEM
WÄRMEQUELLENSYSTEM FÜR SOLE/WASSER-WÄRMEPUMPEN
1 Kreislauf = 10 Module = Entzugsleistung 1 kW
Inhaltsverzeichnis
1.
Hinweise zur Installation
9
1.1
Sicherheitshinweis
9
1.2
Aufbewahrung der Montageanleitung
9
1.3
Vorsichtshinweise
9
2.
Vorschriften
9
2.1
Installation der Wärmequellenanlage
9
2.2
Erforderliche Installationsfläche
9
2.3
Temperatur bei der Installation
9
2.4
Installationsabstände
9
3.
Montage
10
3.1
Vorbereitungen zur Verlegung
10
3.2
Installation Wärmequellenverteiler
10
3.3
Verlegung der EWKtec-Absorber-Module
11
3.4
Schweißanleitung für Muffenschweißen mit Polypropylen PP-R
12
3.5
Erforderliche Druckproben
13
3.5.1 Vorprüfung mit 4 bar Druckluft
13
3.5.2 Hauptprüfung mit 4 bar Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch
13
3.6
Verfüllen der Gräben
13
4.
Planungshilfe
14
4.1
Platzbedarf
14
4.2
Standard-Verlege-Schema für 1 kW Entzugsleistung
15
4.3
Hydraulische Darstellung
16
4.4
Dimensionierung der Wärmequelle
16
5.
Inbetriebnahme der Wärmequelle
17
5.1
Befüllen der Wärmequelle
17
5.2
Hinweis zur soleseitigen Anlagenanbindung und Isolierung
17
5.3
Einstellen des Wärmequellenverteilers
17
6.
Konformitätserklärung
18
7.
Anlage 1 - Ausschreibungstext
19
Anlage 2 - Prüfprotokoll
20
LUFT/SOLE
8
1. Hinweise zur Installation / 2. Vorschriften
1. Hinweise zur Installation
1.1 Sicherheitshinweis
2.2 Erforderliche Installationsfläche
Diese Montageanleitung ist lediglich ein Hilfsmittel zur
Planung und Installation der Wärmequellenanlage.
Es kann und soll deshalb technisches Fachwissen und eine
Planung nicht ersetzen.
Die erforderliche Installationsfläche für EWKtec-ErdwärmeAnlagen sind in der Planungsphase vom Errichter der
Wärmequellenanlage zu ermitteln. Planungshilfe siehe Kapitel
4.
1.2 Aufbewahrung der Montageanleitung
2.3 Temperatur bei der Installation
Die Montageanleitung für das EWKtec-ErdwärmeAbsorber-System sollte mit allen anderen die Anlage
betreffenden Unterlagen aufbewahrt werden.
Die EWKtec-Erdwärme-Absorber dürfen nur verarbeitet bzw.
mechanisch
belastet
werden,
wenn
sowohl
die
Umgebungstemperatur als auch die Werkstoff-temperatur
mindestens +5 °C betragen. Anderenfalls besteht eine erhöhte
Bruchgefahr. Die ideale Verarbeitungstemperatur liegt bei >
+10 °C; bei Temperaturen unterhalb dieses Wertes ist eine
erhöhte Sorgfalt beim Umgang mit den Absorbern
erforderlich.
1.3 Vorsichtshinweis
Um eine einwandfreie Systemfunktion sicherzustellen
sowie aus Gründen der Gewährleistung, ist es
unabdingbar, ausschließlich nach dieser Anleitung
vorzugehen und die vorgegebenen Komponenten der
EWKtec GmbH zu verwenden.
2. Vorschriften
2.1 Installation der Wärmequellenanlage
Die Montage des EWKtec-Erdwärme-Absorber-Systems
darf nur von anerkannten Fachunternehmen durchgeführt
werden. Der Errichter der Anlage übernimmt die Gewähr
für
die
ordnungsgemäße
Inbetriebnahme
der
Wärmequellenanlage zur Beheizung.
Die Leistungsangaben sind für (B0/W35), Klimabereich
Deutschland, 440 m über Meereshöhe (NN), 2000
Jahresvollbenutzungsstunden (Heizung 1800 Stunden,
Brauchwasser 200 Stunden), Auslegung auf 100 % QN
Normgebäudeheizlast ermittelt.
Hinweis:
Erfolgt die Auslegung der Wärmepumpe auf <100% der
erforderlichen Norm-Gebäudeheizlast QN, so ist die
Anzahl der Module aufgrund der höheren
Betriebsstunden neu zu berechnen.
2.4 Installationsabstände
Bei der Verlegung der EWKtec-Erdwärme-Absorber und
Zuleitungen ist ein Mindestabstand von 0,30 cm (in der Höhe
und seitlich) zu Versorgungsleitungen aller Art einzuhalten.
Die Module dürfen in der Fläche nicht überpflastert, versiegelt
oder überbaut werden. Eine Bepflanzung der Fläche ist
grundsätzlich möglich, doch dürfen diese Gewächse nicht
tiefer als 80 cm wurzeln (ggf. Informationen bei einer
Gärtnerei einholen). Der Abstand zur Grundstücksgrenze sollte
mindestens 0,30 m, besser 0,40 m betragen, ggf. fordern
lokale Vorschriften einen größeren Abstand. Die EWKtecErdwärme-Absorber-Module sind vor länger andauernder
direkter Sonneneinstrahlung zu schützen, da UV-Licht die
Eigenschaften des Werkstoffes negativ beeinflussen kann.
Hinweis:
Dieses Produkt darf nur dann von Personen (einschl.
Kindern) mit eingeschränkten körper-lichen bzw. geistigen
Fähigkeiten oder unzu-reichenden Erfahrungen bzw.
Kenntnissen verwendet werden, wenn diese von einer
verantwortlichen Person beaufsichtigt oder angeleitet
werden.
Technische Änderungen vorbehalten!
9
3. Montage
Die Montage erfolgt in folgender Reihenfolge:
3.2 Installation Wärmequellenverteiler
1.
Ermittlung des Platzbedarfs
2.
Durchführung der Erdarbeiten
3.
Einbringen
der
Module
sowie
deren
Verbindungen in 5-er-Reihen, wovon 2 Reihen
miteinander durch PP-Rohr und entsprechende
Schweißmuffen verbunden werden
4.
Installation des Wärmequellenverteilers
5.
Anschweißen der Vor- und Rückläufe an die
Modulketten
Der Wärmequellenverteiler darf aus hydraulischen
Gründen nicht weiter als 20 m vom Haus entfernt
installiert werden und sollte sich zum Zwecke der
Entlüftung am höchsten Punkt befinden. Sollte dieser
Abstand aus baulichen Gründen nicht einzuhalten
sein, ist der Verteiler in unmittelbarer Nähe zu den
EWKtec-Erdwärme-Absorbern zu platzieren, z. B. in
einem Brunnenring (begehbar). In diesem Fall ist die
Anbindungsleitung von der Wärmepumpe zum
Verteiler in einer Dimension größer als der
Geräteanschluss zu wählen.
6.
Verbindung der Vor- und Rückläufe mit dem
Verteiler
7.
Druckprüfungen mit Protokoll
8.
Fixieren und Einschlemmen der Module im
Graben mit Erdreich/Sand
9.
Verfüllen der Baugrube mit steinfreiem Aushub
(siehe 3.6)
Hinweis:
Die Länge der Einzelanbindungsleitungen vom Verteiler
zu den EWKtec-Absorber-Reihen soll maximal 20 m
betragen. Darüber hinaus muss die Pumpenleistung den
Erfordernissen angepasst werden.
3.1 Vorbereitungen zur Verlegung
Die Verlegung der EWKtec-Absorber-Module erfolgt in
einer Tiefe von 1,50 m. Der Boden ist glatt zu ziehen und
von spitzen Gegenständen wie z. B. Steinen zu befreien.
Dann erfolgt eine Bedeckung des Untergrundes,
anschließend die Einbringung der Module.
Hinweis:
Das zu verwendende Wärmeträgergemisch ist ein
Ethylen-Glykol-Gemisch mit 29 Vol.-% und einem
Eisflockenpunkt von -15 °C. Bauteile wie z. B.
Wärmequellenverteiler oder Vor- und RücklaufLeitungen sind so zu installieren, dass sie vor Frost, UVStrahlung und äußeren Einwirkungen (mechanische
Beschädigung, Tierverbiss) geschützt sind. Beachten Sie
dabei bitte die regionalen Witterungsverhältnisse
(Frostschutz). Es darf ausschließlich das von der EWKtec
GmbH empfohlene Wärmeträgermedium verwendet
werden (ggf. Rücksprache mit der EWKtec GmbH).
Beispiel Wärmequellenverteiler vor Anschluss und
Isolierung im Schacht (oben) bzw. nach Isolierung an
der Wand (unten)
Wird der Wärmequellenverteiler am Fundament oder
der Kellerwand des Gebäudes oder in einem
Lichtschacht installiert, so muss dieser z. B. mit einer
Hartschaumplatte zwischen Wand und Verteiler zur
Gebäudewand/Fundament isoliert werden.
10
3. Montage
3.3 Verlegung
Module
der
EWKtec-Erdwärme-Absorber-
Bitte achten Sie darauf, dass die offenen Rohre bei der
Verlegung immer mit einer Verschlusskappe
verschlossen sind, um so zu vermeiden, dass Schmutz
in das Rohrsystem eintreten kann.
Für den Schweißvorgang ist die beigefügte
Schweißanleitung
„Muffenschweißen
mit
Polypropylen PP (siehe Abschnitt 3.4) zu beachten.
Das Rohrmaterial sollte auf die erforderliche Länge
ausgerollt und nur mit einer Schneidezange
geschnitten werden (keine Säge verwenden!), die
Schnittstellen sind sofort mit Verschlussstopfen zu
versehen.
Jeweils 10 EWKtec-Absorber-Module bilden einen
Strang. Hierbei werden jeweils 5 Absorber mit dem
Fusiotherm-Schweißverfahren unter Verwendung der
bereits am Absorber angebrachten Schweißmuffen
miteinander verschweißt.
Schweißverbindung zweier Absorber
Unten im Bild: Steckverbindung als Montagehilfe
Beide Stränge á 5 Absorber werden jeweils am
muffenlosen Ende über 90° Schweißmuffen und ein 70
cm langes PP-Rohr (DN 32) miteinander verbunden.
Am, den Soleverteilern zugewandten, Ende der 5-erReihen werden Reduziermuffen DN 32 auf DN 20 in die
dort
am
Absorber
angebrachten
Muffen
eingeschweißt.
Daran werden PP-Rohre (DN 20) in ausreichender
Länge bis zum Standort der Soleverteiler
angeschweißt.
Die Vor- und Rücklaufleitungen von den AbsorberReihen zu den Sole-Verteilern sollten mit geringem
Abstand nebeneinander auf dem Erdboden verlegt
werden. (nicht bündeln!)
Schweißverbindung 90 ° Schweißmuffen am Ende muffenlosen
Ende der Absorber, verbunden mit 70 cm DN 32 PP-Rohr
Achtung:
Schweißverbindung vom Absorber (muffenseitig) mit
Reduziermuffe DN 32 auf DN 20 und angeschweißtem
DN 20 Rohr (für Anbindung an Soleverteiler)
Es ist beim Einsatz der EWKtec-Erdwärme-Absorber unbedingt
darauf zu achten, dass das bauseitig vorhandene
Ausdehnungsgefäß (MAG, solebeständig) eingesetzt wird!
Bitte Vorschriften nach DIN 4124 (10.02) beachten!
11
3. Montage
3.4 Schweißanleitung für Muffenschweißen mit
Polypropylen PP
• Schweißgerät
montieren
und
auf
Betriebstemperatur (~ 240 °C) bringen. Die
Schweißwerkzeuge müssen frei von Verunreinigungen
und Beschädigungen sein.
• Anschließend das Rohr bis zur Markierung auf den
entsprechenden Schweißeinsatz schieben und
anwärmen. Je nach Durchmesser sind die
Anwärmzeiten zu beachten (siehe Tabelle 3.4.1).
• Das Rohrende am besten mit einer Rohrschere
gerade schneiden, von Staub und Schmutz säubern
und die Einstecktiefe mit einem Stift markieren (siehe
Tabelle 3.4.1).
• Den Fitting und das Rohr gleichzeitig aus den
Schweißeinsätzen ziehen.
• Zügig und ohne zu verdrehen den Fitting und das
Rohr ineinander schieben und mehrere Sekunden
halten (siehe Tabelle 3.4.1). Das Rohr dabei nicht zu
weit in die Muffen schieben (Markierungen mit
Tiefenanschlag verwenden).
• Den Fitting von Staub und Schmutz säubern.
• Zuerst den Fitting auf den entsprechenden
Schweißeinsatz schieben und anwärmen.
• Die Abkühlzeit ist einzuhalten (siehe Tabelle 3.4.1).
• Der Fitting bleibt auf Schweißeinsatz.
Tabelle 3.4.1
Richtwerte für das Heizelement-Muffenschweißen
von PP-Rohren bei einer Außentemperatur von 20 °C
und bei mäßiger Luftbewegung.
Durchmesser
Rohr außen
Einschweiß
- tiefe
Anwärmzeit
Fitting
Anwärmzeit
Rohr
max.
Verarbeitungszeit
HalteZeit
AbkühlZeit
20 mm
10 mm
4-5 s
3-5 s
3-5 s
10 s
4 min.
32 mm
10 mm
8-10 s
8-9 s
3-5 s
10 s
4 min.
Achtung:
Die Schweißverbindungen sind erst nach ca. 30 Minuten voll belastbar!
Der Schweißeinsatz muss nach Anbringen der Reduziermuffen , nachdem die Modulreihen verschweißt sind, von DN
32 auf DN 20 gewechselt werden.
Hierbei: Verbrennungsgefahr!!! Schweißgerät vom Netz abziehen und Abkühlen lassen!!!
12
3. Montage
3.5 Erforderliche Druckproben
3.5.1 Vorprüfung mit 3 bar Druckluft
Bevor die Gräben verfüllt werden, ist eine
Vorprüfung der gesamten Anlage mit 3 bar
Druck durchzuführen.
Die Anlage ist auf Leckagen zu überprüfen.
Über die erfolgreiche Durchführung der
Vorprüfung
mit
Druckluft
ist
ein
ordnungsgemäß ausgefülltes Protokoll zu
erstellen (siehe Anlage 1).
Hinweis:
Das Vorliegen der Prüfprotokolle in einer
angemessenen Frist (14 Tage) nach Erstellung
der Druckproben sowie die Verwendung der
von der EWKtec GmbH empfohlenen
Systemkomponenten sind Voraussetzung für
die erweiterte 10-jährige Gewährleistung
(ausschließlich Absorber-Module) aus der
Produkthaftpflichtversicherung.
Hinweis:
3.5.2 Hauptprüfung mit 4 bar Wasser-GlykolGemisch (bis -15 °C abgesichert)
Nach erfolgreicher Vorprüfung ist das System
mit Wasser-Glykol-Gemisch zu füllen und unter
einen Prüfdruck von 4 bar zu setzen.
Dieser Prüfzustand ist über einen Zeitraum von
mindestens 12 Stunden aufrecht zu erhalten
und detailliert zu protokollieren (siehe Anhang
3).
Danach können Folgegewerke mit deren Arbeit
beginnen.
Grundsätzlich
ist
das
Wärmequellensystem
während
der
nachfolgenden
Arbeiten
unter
dem
vorgenannten Prüfdruck zu halten, um ggf.
durch
die
Folgegewerke
verursachten
Undichtigkeiten sofort zu entdecken und
unmittelbar beseitigen zu können.
Sofern die Folgegewerke ihre Arbeit nicht
unmittelbar im Anschluss an die Druckprobe
aufnehmen, ist die Anlage zunächst zu
entspannen, d. h. der Druck in der Anlage auf
den vorgesehenen Betriebsdruck zu reduzieren.
Erst mit Beginn der Folgearbeiten ist der Druck
wieder auf 4 bar zu erhöhen.
Die Prüfprotokolle sind vollständig ausgefüllt an
die EWKtec GmbH zu senden.
Verwenden Sie das EWKtec-ErdwärmeAbsorber-System nicht zum Trockenheizen des
Estrichs und des Gebäudes, besonders dann
nicht, wenn kurz darauf die Heizperiode
beginnt, da die Regenerationszeit einen
Sommer beträgt. Dieser Vorgang muss über
einen alternativen Wärmeerzeuger (z. B.
Heizpatrone) erfolgen. Wenn die Sole/WasserWärmepumpe auch zur
Schwimmbadbeheizung genutzt wird, ist mit
erhöhten Jahresvollbenutzungsstunden zu
rechnen und somit eine Vergrößerung der
Wärmequelle erforderlich.
3.6 Verfüllen der Gräben
Die Module sind mit einer 5 cm lockeren
Erdschicht (evtl. Sand nach DIN 4022-Grobsand
oder feiner Korndurchmesser 0,63-2,00 mm) zu
fixieren und einzuschlemmen, bevor die
Baugrube komplett verfüllt wird.
Bevor die Gräben nicht vollständig aufgefüllt
und gut nach DIN 1610 verdichtet wurden
(Proktordichte über 90 %), dürfen keine
Maschinen (z. B. Bagger) die Fläche befahren,
da die Module sonst beschädigt werden
können.
13
4. Planungshilfe
4.1 Platzbedarf
Der Platzbedarf für die Modulreihen sollte
während der Planungsphase ermittelt und
mit dem Lageplan abgeglichen werden. Für
einen Modulkreislauf (= 10 Einzelmodule)
wird eine Grabenlänge von 5 m benötigt.
Die Module werden mit einem seitlichen
Abstand von ca. 0,70 m oder größer
eingesetzt.
Die Verlegung der Module muss den
Gegebenheiten auf dem Grundstück
angepasst
werden.
Für
spätere
Erdarbeiten sollte die Positionierung der
Modulkreisläufe im Lageplan vermerkt
werden. Eine Verlegung der ErdwärmeAbsorber-Module in Hanglage darf mit
max.
15
%
Gefälle
erfolgen.
(Mindestüberdeckung und Möglichkeit
zur Entlüftung beachten)
Hinweis:
Eine feste Überbauung der EWKtecAbsorber-Module durch z. B. Terrasse,
Carport, Garage, Gebäude etc. ist nicht
zulässig!
Ausnahmen können nur dann ermöglicht
werden, wenn unter den versiegelten
Flächen und oberhalb der ErdwärmeAbsorber Wasser (z.B. Regenwasser) in
ausreichender Menge verrieselt wird. Die
Auslegung hierfür hat durch einen
Fachmann zu erfolgen.
14
4. Planungshilfe
4.2. Standard-Verlege-Schema für 1 kW Entzugsleistung
Verbindung zwischen Modul-Reihen mit DN 32 PP-Rohr
90° Schweißmuffen für DN 32 PP-Rohr
Vorlauf von der Wärmepumpe in die Absorber
Soleverteiler mit
Durchflussmengenbegrenzer
Rücklauf zur Wärmepumpe
Reihen zu je 5 Absorbern
Schweißverbindung
zwischen den Absorbern
Reduziermuffen DN32
auf DN20 PP-Rohr
DN 20 PP-Rohr zur Anbindung an Soleverteiler
Vorlauf von Wärmepumpe
Soleverteiler mit Kugelhähnen
Rücklauf zur Wärmepumpe
15
4. Planungshilfe
4.2 Hydraulische Darstellung
Bei einer Sole/Wasser-Wärmepumpenanlage mit
Lüftungsmodul
und
Absorber-Modulen,
Wärmequellenverteiler, Füll- und Spülarmatur
und Membran-Druckausdehnungsgefäß hat der
Anschluss der Wärmepumpe an den Vor- und
Rücklaufverteiler wie folgt zu erfolgen:
Das Gerät ist ausgangsseitig an den
Vorlaufverteiler anzuschließen.
Eingangsseitig ist es am Rücklaufverteiler
(Verteiler mit Durchflussmengenbegrenzern)
anzuschließen. Die Durchflüsse durch die
Module
sind
abzugleichen,
wobei
der
größtmögliche Durchfluss erreicht werden sollte
(siehe Einstelltabelle 5.3.1)
Findet nun eine Unterdimensionierung der Wärmepumpe
statt, so bedeutet dies auch eine Erhöhung der
Betriebsstunden der Wärmepumpe und somit über das
gesamte Jahr betrachtet eine längere Laufzeit der
Wärmepumpe sowie gleichzeitig eine stärkere Belastung
(Wärmeentzug) der Wärmequelle.
Dies wiederum bedeutet, dass die Wärmequelle (Größe der
Wärmequelle)
bei
einer
Unterdimensionierung
der
Wärmepumpe wie für eine Wärmepumpe ausgelegt sein
muss, die die Gebäudeheizlast zu 100 % abdeckt, da die
Wärmequelle
sonst
überbelastet
wird
und
sich
gegebenenfalls nicht mehr regenerieren kann.
Hinweis:
Die Randzonen von 0,35 m bzw. 0,70 m sollten
bei der Anlagenplanung immer berücksichtigt
werden!
4.3 Dimensionierung der Wärmequelle
Die Auslegung der Wärmepumpe erfolgt in
Abhängigkeit der erstellten Gebäudeheizlast
nach DIN EN 12831, welche sich aus dem
Transmissionsund
Lüftungswärmebedarf
zusammensetzt. Ist die abgegebene Leistung
der Wärmepumpe identisch mit der errechneten
Gebäudeheizlast, so spricht man von einer
100%-igen Abdeckung der Wärmepumpe
bezogen auf die Gebäudeheizlast.
Ist die abgegebene Leistung der Wärmepumpe
geringer als die Gebäudeheizlast, so spricht man
von
einer
Unterdimensionierung
der
Wärmepumpe bezogen auf die errechnete
Gebäudeheizlast, wobei es sich um eine
durchaus übliche Vorgehensweise bei der
Auslegung von Wärmepumpen handelt.
Leistungsangaben (B0/W35), Klimabereich Deutschland,
440
m
über
Meereshöhe
(NN),
2000
Jahresvollbenutzungsstunden (Heizung 1800 Stunden,
Brauchwasser 200 Stunden), Auslegung auf 100% QN
Norm-Gebäudeheizlast ermittelt.
Berechnungsbeispiel:
Norm-Gebäudeheizlast (errechnet nach DIN): 7,84 kW
Heizleistung der Wärmepumpe bei B0/W35:
6,43 kW
Berechnung:
Q Heizleistung x 100 %
Q Abdeckung =
Q Norm-Gebäudeheizlast
6,43 kW x 100 %
=
= 82 %
7,84 kW
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5. Inbetriebnahme
5. Inbetriebnahme
5.1 Befüllen der Wärmequelle
Nach der erforderlichen Druckprobe der
EWKtec-Absorber-Anlage (vgl. 3.5) muss diese
gespült und entlüftet werden. Zuvor ist der Druck
des MAG auf der Soleseite zu prüfen und auf 0,5
bis 0,7 bar einzustellen. Der Betriebsdruck sollte
zwischen 1,0 – 1,2 bar liegen.
Beim Spülen sollte unbedingt eine Spülanlage
verwendet werden, welche an die in der
Wärmequelleneintrittsseite installierten Spül- und
Füllarmaturen angeschlossen wird. Zu Beginn
dieser Arbeiten ist am Eck-Absperrhahn dieser
Armatur der direkte Soledurchfluss zu sperren.
Die Absperrhähne an der Spülanlage sind zu
öffnen. Nun wird die in der Spülanlage
befindliche Umwälzpumpe aktiviert, welche die
Soleflüssigkeit aus dem Spülfass durch die
Wärmepumpe und die Absorber-Module in
Umlauf bringt.
Läuft nun Soleflüssigkeit aus dem oberen
Einlaufstutzen in das Spül-Fass zurück, ist der
Solekreislauf gefüllt. Jetzt kann auch die
Solepumpe in der Wärmepumpe aktiviert
werden. Um alle Modulkreisläufe schmutz- und
blasenfrei
zu
spülen,
sind
am
Soleverteilerbalken alle Anschlüsse bis auf einen
zu schließen. So ist sichergestellt, dass dieser
verbleibende Strang intensiv durchgespült wird
und etwaige Luftblasen oder Schmutzpartikel
heraus gespült werden. Der Spülvorgang für
einen Strang gilt als ausreichend, wenn keine
Luftblasen- oder Schaumbildung bei der
rückfließenden Sole festgestellt wird.
Nun kann der nächste Strang geöffnet werden,
wobei der eben gespülte Strang wieder
verschlossen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich,
bis alle Stränge der Reihe nach durchgespült
wurden.
5.2 Hinweise zur soleseitigen Anlagenbindung
und Isolierung
In der Wärmepumpe sind die Soleanschlussbögen
auf korrekte Isolierung zu überprüfen, ggf. ist
nachträglich zu isolieren. Besonders ist auf die
Ausführung der Isolation und die Verwendung von
geeignetem Isolationsmaterial zu achten. Eine
Wandungsstärke
des
verwendeten
diffusionsdichten Isolationsmaterials von mind. 19
mm ist vorgeschrieben (bei Außeninstallation
zudem UV-Beständigkeit).
5.3 Einstellen des Wärmequellenverteilers
Für
eine
einwandfreie
Funktion
der
Wärmequellenanlage ist es erforderlich einen
hydraulischen Abgleich am Wärmequellenverteiler
vorzunehmen und somit die Module untereinander
abzugleichen.
Die Regelventile am Verteilerbalken müssen voll
geöffnet werden. Die Durchflussmengenmesser am
Verteilerbalken sind mit Hilfe des Regelventils auf
den höchsten Durchsatz einzustellen und dabei
untereinander abzugleichen. Hierdurch wird ein
gleichmäßiger und optimaler Massenstrom je
Modulkreislauf
gewährleistet
und
der
Soledurchfluss zum Gerät bei geringstem
Druckverlust erreicht.
Tabelle EWKtec 5.3.1 (auch Verweis unter 4.2)
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6. Konformitätserklärung
Konformitätserklärung Erdwärme-Absorber-System der EWKtec GmbH
Hiermit erklären wir die Unbedenklichkeit beim Einsatz unserer Produkte, welche dem Stand der Technik sowie den gängigen
Regeln entsprechen. Auch geht bei bestimmungsgemäßem Einsatz unserer Komponenten keine Gefährdung für die Nutzer aus.
Unbedenklichkeitsbescheinigung
EWKtec-Erdwärme-Absorber-System
Hiermit bescheinigen wir, dass das verwendete Polypropylen Typ PP physiologisch und toxikologisch unbedenklich ist. Das
Bundesgesundheitsamt BGA regelt in seiner Empfehlung 7 „Polypropylen“ dessen Verwendung bei der Herstellung von
Bedarfsgegenständen im Sinne von Abs. 5.1 Nr. 1 des Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG). Demnach entspricht
Polypropylen den Vorschriften des Bundesgesundheitsamtes, Mitteilung 152, Blatt 25 vom 04. April 1982 sowie den vorgenannten
gültigen KTW-Empfehlungen, Kunststoffe, Behältnisse und Verschlüsse für das Aufbewahren von Lebensmitteln können
bedenkenlos aus Polypropylen hergestellt werden. Darüber hinaus ist Polypropylen zur Herstellung pharmazeutischer Verpackungen
geeignet.
Für Trinkwasserversorgungsanlagen gelten die „Empfehlungen zur gesundheitlichen Beurteilung von Kunststoffen und anderen
nichtmetallischen Werkstoffen für den Trinkwasserbereich“, die so genannten KTW-Empfehlungen. Polypropylen entspricht diesen
Empfehlungen. Polypropylen ist grundwasserneutral und wird von Mikroorganismen nicht angegriffen.
Die chemische Zusammensetzung des verwendeten Polypropylen steht in Übereinstimmung mit nationalen und internationalen
Regeln für die Verwendung von Materialien, die mit Trinkwasser in Kontakt stehen.
Das von der EWKtec GmbH angebotene Polypropylen wurde durch die Versuchsanstalt für Kunststofftechnik und Großchemie
untersucht.
Im Zuge dieser Untersuchungen wurde herausgefunden, dass eine Übereinstimmung mit folgenden Richtlinien herrscht:
• die Liste für Monomere 260/92 des Ministeriums für Handel und Industrie
• die Liste für Monomere der Europäischen Gemeinschaft, Direktive 90/128/EEC und 92/93 EEC und 93/9/EEC
• die Positivliste des BGA (Bundesgesundheitsamt in Deutschland) für Polypropylen
• die Positivliste des KTW (Deutschland) für Polypropylen, das mit Wasser in Kontakt steht.
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ANLAGE 1: Ausschreibungstext für ein EWKtec Erdwärme-Absorber-System
Ausschreibungstext:
LV:
Gewerk:
Titel:
Erdwärme-Absorber-Anlage
Sanitär- und Heizungstechnik
Wärmeversorgungstechnik
Erdkollektor
Typ/Kurzbeschreibung:
Artikel-Nr.:
EWKtec-Erdwärme-Absorber-Module
WEWAM01PP32
Gerätebeschreibung:
Erdkollektor-Modulreihen zur Nutzung der oberflächennahen Geothermie mittels AbsorberSystem.
Module bestehen aus erdreichresistenten Kunststoff (Polypropylen). Es werden vertikal stehende
Modulreihen mit max. 10 Absorber-Modulen je Kreislauf gebildet incl. Formstücke und Rohr DN
32. Die Verbindung der Module erfolgt mittels polyfusionsdichter Verschweißung.
Die Verlegung erfolgt in Gräben mit einer Breite von ca. 70 cm und einer Tiefe von ca. 1,50 m.
Der Abstand zwischen Soleverteiler und Absorberfeld darf 20 m nicht überschreiten.
Es gilt das „Planungs- und Installationshandbuch“ der EWKtec GmbH zu beachten.
Technische Daten:
Maße (LxBxH):
990 x 350 x 40 mm
Material:
Polypropylen (PP)
Gewicht:
1700 g
Flächenentzugsleistung:
142,61 W/m²
Kälteleistung:
99,83 Watt/Modul
Druckverlust pro Modul:
96 Pa
Druckverlust pro Strang:
ca. 2 kPa (mit 2 x 5 m DN 20 Anschlussrohr PP)
Arbeitsdruck der Module:
0,8 bis max. 1,2 bar
Durchflussmenge pro Strang: 5 l/min
Füllmenge:
1,75 l
Max. Strang
10 Module
Einbringung:
stehend
Funktionsnotwendiges Zubehör:
Rohre DN 32 a 50 m (ca. 25 m /Strang), Rohre DN 20 a 50 m (ca. 6 m/Strang), ThermoSchweißmuffen DN 32, Winkel 90° DN 32 (2 Stck/Strang), Reduziermuffen 32x20 (2 Stck/Strang),
Soleverteiler Rücklauf mit Durchflussbegrenzern, Soleverteiler Vorlauf mit Kugelhähnen, SoleBefüllstation, Sole (29%ig Ethylenglykol) ca. 50 l/Modulreihe
Schacht für Soleverteiler und Erdarbeiten sowie Montage bauseits.
Anlage 2: Druckprüfungsprotokoll
Protokoll Druckprüfung EWKtec-Erdwärme-Absorber-System
Bauvorhaben:
Ausführende Firma:
Projektleiter:
Protokoll-Nr.:
Druckprüfung mit Luft
Nr.:
Druckprüfung mit Sole
Teilstrecke
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6
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14
15
Druck
Uhrzeit
Datum
Unterschrift
Bemerkung
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Beginn
Ende
Beginn
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Beginn
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Beginn
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Beginn
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Beginn
Ende
Achtung: Die Erstellung ordnungsgemäß ausgestellter Protokolle über die durchgeführten Druckprüfungen ist Voraussetzung für die 10-jährige
erweiterte Gewährleistung der EWKtec GmbH auf die von ihr gelieferten Erdwärme-Absorber-Module.
Ich bestätige hiermit, dass ich für die o.g. Abschnitte eine Druckprobe gemäß der EWKtec-Montage-Anleitung erfolgreich durchgeführt habe.
Name des Prüfers
Datum / Unterschrift

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