Mit oder ohne Pufferspeicher, wohin soll das Kondensat ablaufen, wo installiert man Ventile und Wärmemengenzähler? Auslegung, Aufstellung und Installation einer Wärmepumpe werfen viele Fragen auf. Thomas Groß von Panasonic antwortet und nennt Details, die die Funktion stören können.
Funktioniert wie ein Kühlschrank, nur andersherum – Mit der Aussage beschreiben nicht wenige Fachunternehmer dem technikfernen Endkunden verständlich die Grundzüge der Abläufe beim Heizen mit einer Wärmepumpe. Hinsichtlich Auslegung, Aufstellung und Installation verlangt die an sich leicht zu durchschauende Technik jedoch wesentlich mehr Tiefgang. Der Beitrag nennt wichtige allgemeine Anhaltspunkte, die unbedingt zu beachten sind, und gibt Einbautipps. Was die Planung betrifft, sollte man zum Beispiel in die Auslegung der Wärmepumpe schon den Pufferspeicher mit einbeziehen, falls ein solcher gewünscht ist. Aber der Reihe nach:
1. Wärmepumpen immer auf die Normaußentemperatur der entsprechenden Region oder Stadt am Aufstellort ausgelegen, um den Einsatz des Elektroheizstabes zu vermeiden.
2. Der Installateur sollte beachten, dass bei Standard- Wärmepumpen die Heizleistung bei fallenden Außentemperaturen abnimmt und somit entgegengesetzt zur benötigten Heizlast des Gebäudes verläuft. Bei Wärmepumpen von Panasonic mit T-Cap-Technologie hingegen fällt die Heizleistung bei fallenden Außentemperaturen nicht ab, sodass sowohl bei A2/ W35 als auch bei A-15/W35 die gleiche Heizleistung zur Verfügung steht.
3. Eine korrekte Heizlastberechnung ist wichtig, um eine Über- oder Unterdimensionierung der Anlage zu vermeiden. Eine Überdimensionierung hat zur Folge, dass die Wärmepumpe häufi g taktet und sich dadurch die Lebenszeit des Verdichters verkürzt.
Außeneinheit und Schneehöhe
4. Der Einsatz eines Pufferspeichers erhöht zwar die Investitionskosten und hat auch einen größeren Energieverlust zur Folge, der Vorteil einer sauberen hydraulischen Trennung und die Möglichkeit, den Pufferspeicher als Energiespeicher zu nutzen, gleichen dies jedoch mindestens aus. Ein Beispiel mit der Panasonic-Regelung Wärmepumpenmanager: Erhält die Anlage ein Signal von der Photovoltaik-Anlage oder einem EVU, wird die Heizkurve überfahren und der Brauchwasserspeicher sowie der Pufferspeicher auf maximale Temperatur aufgeheizt. Dadurch wird günstige Energie jetzt erzeugt und gespeichert und später bedarfsabhängig an die Heizkreise abgegeben. Aktuell werden Pufferspeicher mit 500 Euro staatlichem Zuschuss gefördert.
5. Auf eine ausreichend große Wärmetauscherfläche im Brauchwasserspeicher ist zu achten, sodass die gewünschte Brauchwassertemperatur ohne Heizstab erreicht wird. Bei einer zu kleinen Wärmetauscherfl äche wird zu früh die maximale Vorlauftemperatur erreicht und die Wärmepumpe stoppt, obwohl die Brauchwassertemperatur noch unter dem Sollwert liegt.
6. Die Möglichkeit des bivalenten Betriebs prüfen. (Einbindung in bestehende Heizsysteme). Vorrangiger Anwendungsfall ist die Altbausanierung, bei der aufgrund baulicher Gegebenheiten Heizsysteme mit hohen Vorlauftemperaturen eingesetzt werden müssen oder zur Abdeckung von Spitzenzeiten, etwa bei gewerbliche Anwendungen. Dies bedeutet, dass die Wärmepumpe in Kombination mit anderen Wärmeerzeugern betrieben wird. Sinnvoll erscheint auch die Kombination mit einer solarthermischen Anlage zur Unterstützung der Warmwasserbereitung. Die beste Planung nutzt jedoch nichts, wenn einem bei Aufstellung der Wärmepumpe Fehler unterlaufen. Schon kleine Unachtsamkeiten beeinflussen die reibungslose Funktion erheblich. Oder stören das Anlagenumfeld, etwa wenn die Betriebsgeräusche zu laut sind.
7. Der Aufstellort der Außeneinheit sollte so gewählt sein, dass der Luftaustritt nicht direkt zum Nachbarn und seinem Schlafzimmer oder Wohnzimmer zeigt.
8. Die Außeneinheit immer erhöht montieren. Gerade in Regionen mit reichlich Schneefall ist das unverzichtbar, Stichwort: Schneehöhe.
9. Das Kondensat der Wärmepumpe muss frei in den frostfreien Bereich ablaufen, sodass sich keine Eisfl äche unterhalb der Außeneinheit bildet.
10. Bei Bodenaufstellung sollten unter der Außeneinheit Schwingungsdämpfer montiert werden, um Körperschall zu vermeiden; bei Wandmontagen sind Schwingungsdämpfer obligatorisch. Bei Holzhäusern ist zu empfehlen, dass auch die Inneneinheit mit Schwingungsdämpfern versehen wird, um Körperschall zu vermeiden. Mit Blick auf die Installation und die Einbindung in den Heizkreislauf gilt: so komplex wie nötig, so einfach wie möglich. Heißt, Heizsysteme nicht zu komplex aufbauen, dadurch erhöht sich die Fehlerwahrscheinlichkeit deutlich und die Effi zienz leidet. Im Detail sollte man auf folgende Punkte achten:
11. Im Rücklauf immer einen Schmutzfänger installieren, um die Verschmutzungen des Plattenwärmetauschers zu vermeiden. Das kann zu einem schlechteren Wärmeübergang und folglich zu einem schlechten Wirkungsgrad führen. Im schlechtesten Fall kommt es zu einer Schädigung des Wärmetauschers, sodass Wasser in den Kältekreislauf eintritt. Diese Schädigung hat den Austausch von sowohl Innen- und Außengerät zur Folge. Auch die Kältemittelrohrleitungen muss man dann erneuern.
12. Wärmepumpen arbeiten mit konstanten Wasserdurchflussmengen. Die dürfen nicht reduziert werden, da ansonsten der Strömungswächter auslöst und die Wärmepumpe stoppt.
13. Umschaltventile, Überströmventile und Wärmemengenzähler sind nach der Nenndurchflussmenge des Wassers zu dimensionieren, damit die Druckverluste so gering wie möglich sind.
14. Wenn kein Pufferspeicher genutzt wird und die Fußbodenheizung, die Radiatoren oder Konvektoren mit Durchgangsventilen versehen sind, so ist ein Überströmventil zwingend zu installieren, da eine Wärmepumpe eine konstante Wasserdurchfl ussmenge benötigt.
15. Hocheffizienzpumpen sollten auf Festdrehzahl eingestellt werden, um eine konstante Wasserdurchfl ussmenge zu garantieren.
16. Je niedriger die Vorlauftemperatur / Heizkurve gewählt wurde, desto niedriger sind auch die Betriebskosten. Im Bereich einer Sanierung bedeutet das: Die Vorlauftemperatur muss nicht unbedingt genau so hoch liegen wie vor der Sanierung, also in der Regel bei 65 oder 55 °C. Im Gegenteil, die Vorlauftemperaturen sollten so niedrig wie möglich gehalten sein, um die Effi zienz der Wärmepumpe zu steigern. Dazu wird die Vorlauftemperatur schrittweise gesenkt, bis sie nicht mehr ausreichend ist, und danach entsprechend leicht angehoben.
Autor: Thomas Groß, Technical Manager Heating- and Cooling-Systems bei Panasonic