Ausreichend Volumenstrom und Umlaufmasse sicherstellen
Einsatzkriterien von Luft/Wasser-Wärmepumpen
Bei Luft/Wasser-Wärmepumpen kann bei niedrigen Temperaturen Kondenswasser in der Außeneinheit anfallen und zu Eis gefrieren. In diesen Fällen sind regelmäßige Abtauungen des Verdampfers notwendig, für die ausreichend Wärme zur Verfügung stehen und transportiert werden muss, um Störungen zu vermeiden.
In Anlagen mit einem Pufferspeicher ist die Wassermenge für Luft/Wasser-Wärmepumpen in den meisten Fällen ausreichend.
Bei Anlagen ohne Pufferspeicher sind oft Vorkehrungen zu treffen, um die Mindestumlaufmasse und den Mindestvolumenstrom für die Wärmepumpenanlage gewährleisten zu können.
Luft/Wasser-Wärmepumpen bilden seit rund fünf Jahren die größte Gruppe in den Absatzzahlen von Wärmepumpen – trotz erhöhter Geräteanforderungen bei niedrigen Temperaturen der Außenluft. Hier muss z. B. beachtet werden, dass bei der Abkühlung von Luft Kondenswasser anfallen und dieses bei niedrigen Temperaturen in der Außeneinheit zu Eis gefrieren kann. Zur Vermeidung von Vereisungen sind regelmäßige Abtauungen des Verdampfers im Außenteil der Wärmepumpe notwendig. Dafür muss ausreichend Wärme zur Verfügung stehen und transportiert werden können – sonst ist eine Störung vorprogrammiert.
Praxistipps auf den Punkt gebracht
In der täglichen Arbeitspraxis tauchen immer wieder Fehler und Fragen im Installationsablauf auf – einige selten, andere häufig. An dieser Stelle setzt die IKZ-HAUSTECHNIK an und zeigt in loser Folge Problemsituationen auf, die von der Industrie beantwortet werden, abgerundet mit Tipps und Tricks für knifflige Fälle.
Suchen Sie auch nach einer Lösung für eine Installation? Dann schreiben Sie uns per E-Mail oder Brief möglichst mit Bild unter: STROBEL VERLAG, Redaktion IKZ-HAUSTECHNIK, Postfach 5654, E-Mail: redaktion@strobel-verlag.de
Bei der Installation von Wärmepumpen geben die meisten Hersteller einen Mindestvolumenstrom für das jeweilige Gerät an, wenn das Heizsystem ohne Pufferspeicher arbeitet. „Für einen störungsfreien Betrieb der Anlage ist dieser Volumenstrom unbedingt sicherzustellen“, sagt Klaus Reimers, Leiter der Reparaturtechnik bei Stiebel Eltron. Bei Luft/Wasser-Wärmepumpenanlagen komme darüber hinaus der Mindestumlaufmasse besondere Bedeutung zu.
Volumenstrom
Der Volumenstrom ist grundsätzlich dafür verantwortlich, dass die von der Wärmepumpe erzeugte Wärme auch transportiert und damit an das Heizwasser abgegeben werden kann. Dafür muss eine Mindestmenge an Heizwasser pro Stunde durch den Wärmeaustauscher geleitet werden – eben der Mindestvolumenstrom. Ist der Volumenstrom zu gering, wird zu wenig erzeugte Wärme abgegeben, das (gasförmige und komprimierte) Kältemittel kühlt nicht ausreichend ab. „Die hohe Temperatur im System führt dann zu einer Störungsabschaltung des Gerätes“, warnt Klaus Reimers.
Neben der störungsfreien Wärmeübertragung ist ein ausreichender Volumenstrom bei vielen Luft/Wasser-Wärmepumpen zudem notwendig, um einen sicheren Abtauvorgang zu gewährleisten. Bei Wärmepumpen, die der Außenluft Wärme entziehen, kann es unter bestimmten Bedingungen – hohe Luftfeuchtigkeit bei gleichzeitig kalten Temperaturen um 0 °C oder weniger – zu Reif- oder Eisbildung am Verdampfer kommen. „Dann wird der Abtauvorgang gestartet, bei dem im Regelfall Wärme aus dem Heizkreislauf entzogen wird, um den Verdampfer kurzzeitig zu erwärmen und so den Reif- oder Eisansatz zu entfernen“, erklärt der Wärmepumpen-Experte.
Mindestumlaufmasse
Neben dem Volumenstrom, der ausreichen muss, um die entsprechende Menge Wärme für den Abtauvorgang zu transportieren, spiele allerdings auch die Mindestumlaufmasse in diesem Fall eine wichtige Rolle. Klaus Reimers: „Sie bezeichnet die Menge Wasser, die mit entsprechender Temperatur innerhalb der Heizungsanlage zur Verfügung stehen muss. In einem Pufferspeicher ist die Wassermenge im Normalfall immer problemlos ausreichend. Anders eventuell bei Anlagen ohne Pufferspeicher: Hier muss das Volumen in den Heizflächen oder Heizkörpern entsprechend groß sein.“ Steht bei teilweise geschlossenen Heizkreisen nicht genügend Volumen und damit Wärmeenergie im Heizkreislauf zur Verfügung, kommt – sofern vorhanden – der Elektro-Heizstab zum Einsatz, was die Effizienz des Systems verschlechtert. „Im schlimmsten Fall kann es auch hier wieder zu einer Störabschaltung des Gerätes kommen“, sagt Reimers.
Heizungsverteil- und übergabesystem
Um Mindestumlaufmasse und Mindest-volumenstrom sicherzustellen, ist eine entsprechende Planung und Realisierung des Heizungsverteil- und übergabesystems zwingend erforderlich. So hat z. B. die Anzahl und Verteilung von Flächenheizkreisen, deren Nennweite und Regelungstechnik bzw. deren Einzelraumregelung entscheidenden Einfluss auf die Auslegungstemperatur und den Volumenstrom im Teillastbetrieb. Ein Überströmventil reicht hier häufig nicht aus. In der Regel wird ein dauerhaft geöffneter Heizkreis so ausgelegt, dass über diesen der Mindestvolumenstrom jederzeit sichergestellt ist. Um den Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) nach einer Einzelraumregelung gerecht zu werden, kann die Raumtemperaturerfassung für diesen „Führungsheizkreis“ – meist im Wohnzimmer – über den Fernversteller der Wärmepumpenregelung erfolgen.
Bilder: Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, Holzminden
