Für die Ermittlung des Wärmestroms wurden die Ausgleichstemperaturen der in Abbildung 3 dargestellten Kombinationen in Räumen bis 100 m³ berechnet. Dabei wurde deutlich, dass die Masse des warmen Wassers einen großen Einfluss auf die sich einstellende Umgebungstemperatur hat. Folglich tragen Rohrleitungskombinationen warmgehender Medien umso mehr zu einer Temperaturerhöhung des Kaltwassers bei, desto größer das von ihnen transportierte Volumen ist. Per logarithmischer Mittelung der Resultate und Umrechnung in einen Wärmestrom mittels Formel (2) ergeben sich für die nachstehend aufgeführten Gebäudebereiche folgende, gerundete Berechnungsgrößen [8]:
Kellerbereich (unbeheizt):
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2,0 W/m (Verlegung neben Warmwasserleitungen)
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4,0 W/m (Verlegung neben Heizungs- und Warmwasserleitungen)
Versorgungsschacht- und Wohnbereich:
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4,0 W/m (Verlegung neben Warmwasserleitungen)
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6,0 W/m (Verlegung neben Heizungs- und Warmwasserleitungen)
Mit den spezifischen Wärmeströmen und den zugehörigen Längen der Kaltwasserleitungen kann der Gesamtwärmeeintrag in das System über Formel (1) ermittelt werden. Anschließend wird mit Formel (4) der zum Abtransport der aufgenommenen Wärme notwendige Pumpenvolumenstrom ermittelt:
Der steuerbare Einflussfaktor für den Pumpenvolumenstrom während der Dimensionierungs-Phase ist die Temperaturdifferenz ∆ϑ zwischen Kaltwasser und erwärmten Kaltwasser. Denn die Pumpenleistung fällt insgesamt umso kleiner aus, je größer die Temperaturdifferenz gewählt wird. Bei der Festlegung der Auslegungstemperaturen ist zu berücksichtigen, dass die Kaltwassertemperatur am Berechnungspunkt aufgrund verschiedener Faktoren, wie zum Beispiel der herrschenden Außentemperatur, Schwankungen unterliegen kann. Daher sollte die gemäß DIN 1988-200 vorgeschriebene Höchsttemperatur für Kaltwasser von 25 °C für die Berechnung zugrunde gelegt werden [9].
Möglichst große Temperaturdifferenzen zwischen Kaltwasser und erwärmtem Kaltwasser bei der Planung anstreben.
Anschließend werden die Wärmeeinträge entlang der Kaltwasser-Fließwege an den Knotenpunkten aufgeteilt. Alle bereits betrachteten Wärmeeinträge werden am aktuellen Knotenpunkt subtrahiert und die verbleibenden Wärmeströme in den Abgang (Index a) sowie in den Durchgang (Index d) in einer Tabelle übernommen. Abbildung 4 dient als Orientierung, um die in den Teilstrecken notwendigen Volumenströme mittels der Formeln (5) und (6) berechnen zu können.
Die anschließende, auf Grundlage der bereits errechneten Volumenströme, durchzuführende Rohrnetzberechnung erfolgt in Abhängigkeit der Fließgeschwindigkeit und kann mittels Tabellenkalkulation durchgeführt werden.
Dabei sollte die Fließgeschwindigkeit nicht mehr als 0,5 m/s betragen, um mögliche Erosionskorrosionen nicht zu beschleunigen und um große Druckverluste zu vermeiden. Mit Formel (7) lässt sich die Fließgeschwindigkeit v bei ausgewählter Kaltwasser-Zirkulationsleitung bestimmen:
Maximale Fließgeschwindigkeit im Zirkulationssystem: Vmax = 0,5 m/s
Der Rohrauswahl folgt eine differenzierte, nach DIN 1988-300 entsprechende, Druckverlustberechnung des gewählten Rohrnetzes. Mit dem Gesamtdruckverlust aus Rohrnetz, Wärmeübertrager und Rückschlagventil sowie dem bereits ermittelten Pumpenvolumenstrom kann eine für das System passende Umwälzpumpe ausgewählt werden. Abschließend werden die erforderlichen Druckverluste der zum Abgleich des Systems benötigten Drosselarmaturen nach Formel (8) berechnet. Diese ergeben sich aus dem Gesamtdruckverlust, den Druckverlusten der Teilstrecke sowie den summierten Druckverlusten des betrachteten Fließweges. Die Anwendung dieser Formel auf jeden Fließweg sorgt dafür, dass eine Gleichverteilung der Volumenströme innerhalb des Systems erfolgt.
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