Guten Abend,ich habe eine Frage zum Druckverlust im Leitungsysytem:wir haben ein Feld mit 10 Erdwärmesonden errichtet und jetzt geht es darum zu sehen, ob die Umwälzpumpe den Druckverlust im System schafft oder nicht.Der Planer meinte, dass er den Druckverlust in den Leitungen der am weitesten liegenden Sonde berechnen und sehen kann, ob die Umwälzpumpe diesen Druckverlust überwinden kann. Also er berechnet den Druckverlust auf der längsten Leitungsstrecke (die Strecke zwischen der am fernsten liegenden Sonde und der Pumpe).Meine Frage ist: wieso reicht es aus, den Druckverlust nur auf der längsten Strecke zu berechnen? Muss man doch nicht den Druckverlust in allen Leitungen (nicht nur in der längsten Leitung) berechnen? Also meiner Meinung nach überall wo es Fluid fließt entsteht Druckverlust und deswegen muss der Druckverlust im System durch Summieren der Druckverluste in allen Leitungen berechnet werden. Warum betrachtet man den Druckverlust nur auf der längsten Strecke?Oder habe ich hier einen Denkfehler?Vielen Dank

Hier sagt mein schlaues Buch dass das Prinzip der kommunizierenden Röhren also der Druck in Flüssigkeiten an jeder Stelle der Leitung gleich ist. Es ist der statische Flüssigkeitsdruck der Wassersäule.

Der Förderdruck der Pumpe ist jedoch abhängig von der Fließgeschwindigkeit und hier nimmt die Fließgeschwindigkeit und somit der Fließdruck mit den Einzelwiderständen ab. Diese wirken als Bremse. Und die Leitung mit der größten Bremswirkung gibt somit die notwendige Pumpenleistung vor. Das ist meist die längste Leitung. In allen anderen Leitungsteilen ist er somit ausreichend.

Hoffe ich konnte helfen.

Grüßle
der Maestro93

Die zehn Erdwärmesonden sind parallel geschaltet mit einem zentralen Verteiler - nehme ich an.
Wenn diese zehn Erdwärmesonden auch parallel genutzt werden sollen, muss deren Solldurchfluss -mutmaßlich unter Berücksichtigung der Sollspreizung- definiert werden.
Die Summe dieser Volumenströme muss die Umwälzpumpe leisten können. Dafür muss sie eine bestimmte Druckdifferenz aufbauen können, der direkt vom Volumenstrom und den Strömungswiderständen abhängt.
Ein hydraulischer Abgleich sorgt dafür, dass jeder der 10 Kreise den richtigen Anteil des Gesamtvolumenstroms erhält.
Es ist m.E. also ziemlich sinnlos, nur die "am weitesten liegende Sonde" zu berechnen, wenn die Pumpe die neun weiteren parallelen Solekreisläufe schließlich gar nicht zusätzlich bedienen kann - der Druck also zusammenbricht - "Kurzschluss" = Druck weg.

Jede einschlägige Pumpenkennlinie führt einem das deutlich vor Augen.

Was anderes wäre es, wenn die Sonden alternierend genutzt werden sollen. Dann muss man die (Gruppen) mit dem höchsten Strömungswiderstand identifizieren. Das muss ja nicht zwingend die "am weitesten liegenden Sonde" sein - je nach Auslegung, Bohrtiefe und Sorgfalt der Ausführung.

Oder habe ich das ganze Konstrukt nicht richtig verstanden?

Der Druckabfall für newtonsche Flüssigkeiten (also z.B. Wasser) in geraden Rohrleitungen mit inkompressibler und stationärer Strömung errechnet sich nach der bekannten Formel:

Druckabfall = Rohrreibungskoeffizient * Länge/Innendurchmesser * Dichte/2 * Strömungsgeschwindigkeit im Quadrat

Da mir das Einfügen von Bildern in diesem Forum zu umständlich ist und ein Formeleditor auch nicht zur Verfügung steht, habe ich die Formel in Worten geschrieben.

Der Rohrreibungskoeffizient hängt von der Strömungsform, also laminar oder turbulent, ab. Bei der turbulenten Strömung sind bei der Berechnung drei Fälle zu unterscheiden.

Rohrleitungsübergänge und Krümmer sind dabei noch nicht berücksichtigt.

Stehe ich hier auf der Leitung?

Es hängt doch vom Volumenstrom pro Sonde ab.

Wenn ich bei jeder Sonde den gleichen Volumenstrom einregele, reicht es, wenn ich den Druckverlust über die längste Leitung bestimme. Da ist er am größten.

Die Druckverluste an den anderen Sonden ist zwangsweise geringer. Und da sie parallel hängen (was ich mal annehme) summieren sie sich nicht.

Ich muss sogar, wenn ich überall den gleichen Volumenstrom haben will, die kürzeren Sonden drosseln. (hydraulischer Abgleich)

Hanebüchen wird es - aber man ist dann auf jeden Fall auf der sicheren Seite - wenn ich den Druckverlust auf der längsten Sonde mit dem Gesamtvolumenstrom berechne. Dann passt es auf jeden Fall, weil jede weitere zugeschaltete Sonde den Druckverlust verringert. (nicht erhöht!)

Und wenn jetzt die Pumpe den GESAMTvolumenstrom bei dem Druckverlust der längsten Leitung packt (laut Kennlinie) dann ist alles gut.

Also ja, der Weg mit der längsten Sonde ist richtig!

Selbstverständlich hängt der Druckabfall in einer Rohrleitung auch vom Volumenstrom ab. Bitte nicht wundern, dass der "Volumenstrom" in "meiner" Formel fehlt. Er fehlt nämlich nicht wirklich. Er wurde formelmäßig durch die Strömungsgeschwindigkeit ersetzt.

Wie hoch der Volumenstrom ist, insbesondere wenn die Rohrleitungen parallel angeordnet sind, ist eine ganz andere Frage.

Ich hatte mir deinen Beitrag gar nicht richtig angeschaut, da du die Eingangsfrage nicht beantwortest.

Meiner bescheidenen Meinung nach, ist die Höhe des Volumenstromes keine andere Frage, sondern genau der Punkt:

Schafft die Pumpe den nötigen Volumenstrom bei dem entstehenden Druckverlust. Nur deswegen berechnet man das.

Die sicherste Art des hydraulischen Zusammenschlusses ist hier immer noch die Sonden nach Tichelmann anzuschließen.

FG. Schmitt

Bei parallel eingebundenen Kreisläufen summiert sich der Volumenstrom, und der maximale Druckverlust ist im längsten Kreislauf. Alle anderen Kreisläufe müssen durch Ventile so eingestellt werden, dass sie den gleichen Druckverlust haben. Dann können sie jeder für sich den gleichen Volumenstrom liefern, und in Summe bei n Kreisen das n-fache des längsten Kreises.

Bei in Reihe eingebunden Leitungen ist der Volumenstrom überall konstant, und der Druckverlust addiert sich über alle Leitungen. Dann hat die Umwälzpumpe aber mehr Arbeit zu leisten.