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Länge der Erdwärmesonde

Die Erdsonde muss nur die Wärme aus dem Boden liefern, die nicht vom Verdichterstrom kommt. Geteilt durch die Entzugsleistung je Meter ergibt das die Bohrtiefe.

L=ΦWP·(1−1ε)qE
Umstellen nach
L
nötige Sondenlänge m
ΦWP
Heizleistung der Wärmepumpe kW · W
ε
Leistungszahl (COP) im Auslegungspunkt –
qE
spezifische Entzugsleistung des Untergrunds W/m

Die Formel umgestellt

  • nach L nötige SondenlängeL=ΦWP·(1−1ε)qE
  • nach ΦWP Heizleistung der WärmepumpeΦWP=L·qE1−1ε
  • nach ε Leistungszahl (COP) im Auslegungspunktε=11−L·qEΦWP
  • nach qE spezifische Entzugsleistung des UntergrundsqE=ΦWP·(1−1ε)L

Größen und Einheiten

ZeichenGrößeEinheiten
Lnötige Sondenlängem
ΦWPHeizleistung der WärmepumpekW, W
εLeistungszahl (COP) im Auslegungspunktohne Einheit
qEspezifische Entzugsleistung des UntergrundsW/m

Merke

Entzugsleistung Φ_E = Φ_WP − P_el = Φ_WP · (1 − 1/ε). Bei ε = 4,5 kommen rund 78 % der Heizwärme aus dem Boden.

In der Praxis

Richtwerte für die Entzugsleistung je Meter gibt die VDI 4640 Blatt 2 (sinngemäß, für kleine Anlagen um 1800 Betriebsstunden): rund 20 W/m in trockenem Sand, 50 W/m in normalem Festgestein, 65 … 70 W/m in wasserführendem Kies. Lange Sonden teilt man auf mehrere Bohrungen mit mindestens 6 m Abstand auf. Die Bohrung ist bei der unteren Wasserbehörde anzuzeigen.

Beispiel

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit 8 kW und COP 4,5 soll Erdwärme aus normalem Festgestein (50 W/m) beziehen. Wie lang muss die Sonde sein?

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