Configuration des champs avec des sondes Détermination du débit volumétrique: La formule de base est la suivante: Q = m x c x t De cette façon, on a calculé la quantité circulé en sol Q = La quantité de chaleur kwh m = La masse (la quantité circulé) kg c = La capacité calorique wh t = Différence de température K (Kelvin) Dans notre cas, la différence de température entre l'eau entrante et sortant du sol (suivez les informations fournies par le fabricant de pompe à chaleur; habituellement 3-5 K). c: La capacité thermique spécifique est: 1.160 wh Car les sondes fonctionnent en général avec le mélange eau-glycol, et la capacité thermique de glycol se diminue, nous allons calculer, en simplifiant, avec la valeur suivante: 1.00 wh On connait la quantité de chaleur (la puissance de captation nécessaire) et la différence de température, on a besoin de connaitre la quantité d'eau circulé dans le sol. Ainsi on transforme la formule comme suit: m = Q c x t Exemple de calcul : Puissance de captation 8 KW = 8000 W, différence de température considérée = 3,4 K m = 8000 wh x 1,0 wh x 3,4 K = 2353 kg m = 2353 kg c'est la quantité d'eau-sol, circulé /heure = débit volumétrique = 2353 L/h Sous réserve de modifications techniques et d erreurs de rédaction (fr) GERES GmbH, Meine, Germany 1
Le calcul des sondes-numéro minimal Exemple de configuration d une sonde du 35,0 mètres: Débit volumétrique adopté: 2353 L/h Débit volumétrique maximum / sonde: 2353 L/h : 600 L/h = 3,92 sondes C est-à-dire. Dans ce cas on prend en compte 4 sondes Calcul de puissance de captation par sonde: 8000 W / 4 sondes = 2000 W/sonde La profondeur de forage à déterminer: Les premiers 7,0 m seront configurés comme un tuyau vertical Pour cette section, nous partons d'une puissance de captation globale de 25 W/m C est-à-dire. 7,0 m x 25 W/m = 175 W. La sonde entière doit capter 2000 W 2000 W 175 W = 1825 W puissance de captation nécessaire pour le serpentin. 1825 W : 27,5 m serpentins = 66,3 W/m Si vous rencontrez de terrains avec une puissance de captation plus faible, vous devez intégrer plusieurs sondes. Le serpentin de la sonde de 35 m, en état d extension maximale sur place, peut capter l'énergie jusqu'à 100 W/m (jusqu'à 85 W/m dans le cas du mélange eau-glycol). Si vous rencontrez des couches géologiques, qui garantissent une puissance de captation plus grande, il ne faut pas forer jusqu'a la profondeur maximale de 35 m. Mais il est défendu de diminuer le nombre de sondes, parce que la quantité d'eau circulé ne sera plus suffisante. [Merci de respecter les informations concernant la puissance de captation, voir les dispositions VDI 4640] Sous réserve de modifications techniques et d erreurs de rédaction (fr) GERES GmbH, Meine, Germany 2
Des exemples pour différentes circonstances géologiques Déterminer les pertes de pression et des diamètres nominaux de tuyau La perte de pression constatée est toujours dépendante de la pompe sol eau existante a la pompe a chaleur. Dans le cas de la construction d'une installation avec des sondes il faut tenir compte, et s'il y a le cas de communiquer au fabricant, la perte de pression constante pour le dimensionnement du conduit de connexion entre le distributeur et la pompe à chaleur. Dans le cas de sondes GERES vous avez l'avantage que la perte de pression sur la sonde est toujours la même, donc n'est pas nécessaire de la calculer. La perte de pression est indiquée dans les suivantes unités de mesure: Pa mbar m (Pascal); 100 Pa = 1,0 mbar; 10.000 Pa = 100 mbar hauteur transport (pompe de recirculation) 100 mbar = 1 m Sous réserve de modifications techniques et d erreurs de rédaction (fr) GERES GmbH, Meine, Germany 3
La perte de pression d'une installation avec des sondes est comprise dans les suivants segments: (1) La sonde GERES (2) Le conduit de connexion entre la sonde GERES et le distributeur (Il faut toujours prendre en considération la longueur du tuyau jusqu'à la plus lointaine sonde) (3) Le distributeur (4) Le conduit de connexion entre le distributeur et la pompe à chaleur (5) Résistances individuelles dans la pompe à chaleur, par exemple la pompe sol eau, armatures bloquants, tuyaux, coudes, évaporateurs etc. Exemple: À titre d'exemple, nous utilisons encore une installation d'une pompe à chaleur avec une puissance thermique de 10 kw, 8,0 kw, puissance de captation. Le débit volumétrique est de 2353 L/h dans le cas d'une différence de température de 3,4 K. 2353 L/h : 4 sondes = 588 L/h/sonde. Exemple terrain La sonde D est la sonde la plus éloignée du distributeur. Le calcul de la longueur des conduits de connexion (4) Section D C 5,00 m Section C A 5,00 m Section = A distributeur ca.12,00 m Tuyau simple = 22,00 m Tuyau double (tour - retour) 2x 22,00 m = 44,00 m Sous réserve de modifications techniques et d erreurs de rédaction (fr) GERES GmbH, Meine, Germany 4
Explications sur les sections partielles afférent (1): perte de pression sur la sonde = 300 mbar la 588 L/h afférent (2): perte de pression per mètre de longueur tuyau 25 x 2,0 mm la 588 L/h = 1,88 mbar /m Dans toute la longueur du tuyau = 44,0m x 1,88 mbar/m 83 mbar afférent (3): perte de pression sur le distributeur = 40 mbar résultat intermédiaire: 300 mbar + 83 mbar + 40 mbar = 423 mbar 423 mbar = 42300 Pa = 4,23 m hauteur circulation pompe sol eau afférent (4): sur le tuyau qui relie le distributeur et la pompe à chaleur: pression disponible à la pompe sol eau = 550 mbar perte de pression 1-3./. 423 mbar pression constante = 127 mbar débit volumétrique nécessaire = 2353 L/h Sur un tuyau long de 1,0 m avec un diamètre intérieur de 20 mm, au débit volumétrique de 2352 L/h, il y a une perte de pression d'env. 5,7 mbar/m. Dans le cas d'une pression constante de 127 mbar, le calcul est le suivant: 127 mbar: 5,7 mbar/m = 22,10 m longueur maximale du tuyau. Sur le tuyau long de 1,0 m avec un diamètre intérieur de 32 mm, au débit volumétrique de 2352 L/h, il y a une perte de pression d'env. 2,1 mbar/m. Dans le cas d'une pression constante de 127 mbar, le calcul est le suivant: 127 mbar: 2,1 mbar/m = 60,50 m longueur maximale du tuyau. Si le tuyau reliant le distributeur et la pompe a chaleur ne doit pas être configuré par vous, mais par le fabricant de l'installation thermique, il faut tout simplement lui communiquer la perte de pression jusqu'à distributeur, y compris. afférent (5): Dans les données techniques du fabricant des pompes à chaleur dans cette rubrique est indiquée "pression disponible" ou "pression libre" ou "hauteur de circulation résiduelle". Cette valeur contient déjà toutes les pertes de pression accidentelles de la pompe à chaleur. Dans notre exemple, nous partons d'une pression disponible de 550 mbar. Si ces valeurs ne sont pas indiquées, demandez-les au fabricant. Centralisation: 1. La détermination du débit volumétrique: 8000W : 3,4 K = 2352 L/h 2. Nombre minimum de sondes: 2350 L/h : 600 L = 3,92 = 4 sondes 3. Calcul de la perte de pression par segments / distributeur des sondes (1-3) et distributeur - pompe à chaleur (4) Sous réserve de modifications techniques et d erreurs de rédaction (fr) GERES GmbH, Meine, Germany 5