Hydraulik PDF Drucken E-Mail

Wassergeführte Heizsysteme brauchen für den effizienten Betrieb mit einer Wärmepumpe eine spezielle Hydraulik.

Der Temperaturhub ist ein wichtiger Faktor für die Arbeitzahl, ein anderer ist die Hydraulik des Heizsystems. Für eine Wärmepumpe muss diese optimiert werden. Wichtig ist dabei die Spreizung, also der Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf der Heizung. Diese sollte möglichst gering ausfallen. Allerdings sind der Spreizung auch Grenzen gesetzt, sie muss immer in Relation zur mittleren Kondensationstemperatur betrachtet werden. Folgt man den Messungen des Wärmepumpen Testzentrum Buchs, so ergibt eine Spreizung von 5 K den höchsten relativen COP. Der Anteil der Umwälzpumpe zur Überwindung der internen Druckverluste kann einen schlechteren COP durchaus kompensieren.

Bei einer Flächenheizung ist eine Auslegung  von 30 °C im Vorlauf (Austritt aus der WP) und 27 °C im Rücklauf (Eintritt in die WP) optimal für eine Wärmepumpe. Eine kleine Spreizung von 3  K erfordert einen großen Volumenstrom, dieser setzt größere Rohrquerschnitte als etwa bei Brennwertheizungen voraus, die eine hohe Spreizung benötigen. Genauso ist auf einen möglichst kleinen Druckverlust zu achten, deshalb sollte kein Heizkreis länger als 100 m sein. Als konkretes Beispiel für ein gutes System gelten Rohre mit 17 mm Durchmesser und einem Verlegeabstand von 10 cm, am besten schneckenförmig verlegt. Die Kreise müssen hydraulisch abgeglichen werden und sind am besten mit voll geöffneten Ventilen zu betreiben. Nur im Räumen, in denen eine niedrige Temperatur gewünscht wird, sollten die Kreise gedrosselt werden.

Eine solche Auslegung ist ambitioniert und auch teurer als die übliche Auslegung 35/27 °C, rechnet sich aber schnell über die Betriebskosten und bringt ein nochmals verbessertes Raumklima. Zudem sind in den Bädern meist zusätzliche Heizflächen, z.B. ein Stück Wandheizung nötig.

Die Verwendung eines Pufferspeichers ist gerade bei Flächenheizungen kontraproduktiv, die Estrichmasse und die korrelierenden Wände bilden den eigentlichen Speicher.

Bei Heizkörpern ist ein hoher Volumenstrom genauso wichtig um mit möglichst niedrigen Vorlauftemperaturen auszukommen. Das setzt natürlich eine entsprechende Verrohrung voraus. Würde der Heizkörper nur im oberen Drittel warm, verschenkt man nicht nur kostbare Heizfläche, sondern benötigt zu hohe Vorlauftemperaturen. Deshalb sind die Heizkörper mit voll geöffneten Ventilen zu betrieben, die witterungsgeführte Steuerung der Wärmepumpe sorgt für angepasste Vorlauftemperaturen. Nur in Räumen, in denen es etwas kühler sein soll, werden die Ventile zurück gedreht.  Der Volumenstrom der Zirkulationspumpe ist so zu regeln, dass sich eine Spreizung von 5 K ergibt.

Gelingt es nicht mit 50 °C Vorlauftemperatur auszukommen oder bleiben einige Räume zu kühl, sind die Heizkörper entweder durch größere oder durch Gebläsekonvektoren zu ersetzen.

Bei Heizkörpern ist ein Pufferspeicher in der Regel sinnvoll und notwendig, damit die Wärmepumpe die erzeugte Wärme auch abgeben kann und nicht auf Hochdruckstörung geht. Der Einsatz von Kombispeichern zur gleichzeitigen Warmwasserbevoratung verschlechtert dagegen die Arbeitszahl deutlich! Besonders prekär wird die Kombination mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe. Ist die Schichtung im Speicher sowieso schon schwierig, so wird sie hier bei jedem reversiblen Abtauvorgang des Verdampfers, bei dem die Wärmepumpe die Wärme aus dem Speicher benutzt, komplett zerstört. Das führt nach der Abtauung sofort zu einer Heizanforderung des Warmwasserspeichers, was wiederum zu einer schnellen Vereisung des Verdampfers führt, usw. usf..

Ein hydraulischer Abgleich der Heizungsanlage ist Pflicht und muss vom Installateur belegt werden!