Um einen funktionssicheren Betrieb der Wärmepumpe zu gewährleisten, muss der in den Geräteinformationen angegebene Mindest-Heizwasserdurchfluss in allen Betriebszuständen sichergestellt werden. Die Umwälzpumpe ist so zu dimensionieren, dass bei maximalem Druckverlust in der Anlage (fast alle Heizkreise geschlossen) der Wasserdurchsatz durch die Wärmepumpe sichergestellt ist.
Der angegebene Mindest-Heizwasserdurchsatz ist unabhängig vom Schaltwert eines eingebauten Durchflussschalters anlagenseitig sicherzustellen und darf in keinem Betriebszustand unterschritten werden. Ein eingebauter Durchflussschalter dient ausschließlich zur Abschaltung der Wärmepumpe bei einem außergewöhnlichen Abfall des Heizwasserdurchsatzes und nicht zur Überwachung und Absicherung des geforderten Mindest-Heizwasserdurchsatzes.
ACHTUNG
Bei Auslegungstemperaturen des Heizungssystems unter 30 °C im Vorlauf (z.B. Betonkernaktivierung) ist bei Luft/Wasser-Wärmepumpen zwingend auf den maximalen Volumenstrom mit 5 K Spreizung bei A7/W35 auszulegen.
Die Ermittlung der erforderlichen Temperaturspreizung kann auf zwei Arten erfolgen:
Bei der Festlegung des Heizwasserdurchsatzes im Erzeugerkreis der Wärmepumpe müssen verschiedene Punkte berücksichtigt werden. So muss der Mindest-Heizwasserdurchsatz in allen Betriebszuständen sicher gestellt werden.
HINWEIS
Bei geregelten Pumpen ist besonders darauf zu achten, dass diese auf eine konstante Drehzahl eingestellt werden und interne Regelungsfunktionen der Pumpen nicht zu einem kurzzeitigen Abfallen des Volumenstroms führen (z.B. Stillstand der Pumpe durch Entlüftungsfunktion bei Luftblasenerkennung).
Bei niedrigeren Vorlauftemperaturen ist ein höherer Volumenstrom vorzusehen. Folgende Spreizungen werden im Auslegungspunkt empfohlen:
35°C: ca. 5 K Spreizung, jedoch auf keinen Fall unter Mindest-Heizwasserdurchsatz
45°C: ca. 7 K Spreizung, jedoch auf keinen Fall unter Mindest-Heizwasserdurchsatz
55°C: max. 10 K Spreizung, jedoch auf keinen Fall unter Mindest-Heizwasserdurchsatz
65°C: max. 10 K Spreizung, jedoch auf keinen Fall unter Mindest-Heizwasserdurchsatz
Bei Anlagen mit extrem niedrigen Systemtemperaturen (Rücklauftemperaturen < 25°C) ist bei Planungen eine max. Spreizung von 5 K im Auslegungspunkt vorzugeben. Bei Anlagen zum Heizen und Kühlen ist auf den höchsten geforderten Wasserdurchsatz (Heizwasser- oder Kühlwasserdurchsatz) auszulegen.
Rechnerische Ermittlung der Temperaturspreizung
Bestimmen der momentanen Heizleistung der Wärmepumpe aus den Heizleistungskurven bei durchschnittlicher Wärmequellentemperatur
Berechnung der erforderlichen Spreizung über den in den Geräteinformationen angegebenen Mindest-Heizwasserdurchsatz
HINWEIS
Tabellenwerte für die erforderliche Temperaturspreizung in Abhängigkeit der Wärmequellentemperatur sind der hier zu entnehmen.
Beispiel Luft/Wasser-Wärmepumpe:
Wärmeleistung QWP = 10,9 kW bei A10/W35
Spez. Wärmekapazität von Wasser: 1,163 Wh/kg K
Erforderlicher Mindestheizwasserdurchfluss: z.B. V = 1000 l/h = 1000 kg/h
Erforderliche Spreizung:
Temperaturspreizung in Abhängigkeit der Wärmequellentemperatur
Bei nicht drehzahlgeregelten Wärmepumpen (Fix-Speed / ohne Inverter), insbesondere bei der Wärmequelle Außenluft ist die von der Wärmepumpe erzeugte Heizleistung stark von der aktuellen Wärmequellentemperatur abhängig. Die maximale Temperaturspreizung in Abhängigkeit der Wärmequellentemperatur ist den folgenden Tabellen zu entnehmen.
Luft/Wasser-Wärmepumpe
Wärmequellentemperatur | Max. Temperaturspreizung im 1-Verdichterbetrieb zwischen Vor- u. Rücklauf der Wärmepumpe | ||
von | bis | Wärmepumpe mit 1 Verdichter | Wärmepumpe mit 2 Verdichter |
-20 °C | -15 °C | 4K | 2K |
-14 °C | -10 °C | 5K | 2,5K |
-9 °C | -5 °C | 6K | 3K |
-4 °C | 0° C | 7K | 3,5K |
1 °C | 5 °C | 8K | 4K |
6 °C | 10 °C | 9K | 4,5K |
11 °C | 15 °C | 10K | 5K |
16 °C | 20 °C | 11K | 5,5K |
21 °C | 25 °C | 12K | 6K |
26 °C | 30 °C | 13K | 6,5K |
31 °C | 35 °C | 14K | 7K |
Tabelle: Wärmequelle: Außenluft
Sole/Wasser-Wärmepumpe
Wärmequellentemperatur | Max. Temperaturspreizung im 1-Verdichterbetrieb zwischen Vor- u. Rücklauf der Wärmepumpe | ||
von | bis | Wärmepumpe mit 1 Verdichter | Wärmepumpe mit 2 Verdichter |
-5° C | 0 °C | 5 K | 10K |
1 °C | 5 °C | 6 K | 11K |
6 °C | 9 °C | 6 K | 12K |
10 °C | 14 °C | 7 K | 13K |
15 °C | 20 °C | 7 K | 14K |
21 °C | 25 °C | 8 K | 15K |
Tabelle: Wärmequelle: Erdreich
Wasser/Wasser-Wärmepumpe
Wärmequellentemperatur | Max. Temperaturspreizung im 1-Verdichterbetrieb zwischen Vor- u. Rücklauf der Wärmepumpe | ||
von | bis | Wärmepumpe mit 1 Verdichter | Wärmepumpe mit 2 Verdichter |
7° C | 12 °C | 5 K | 10K |
13 °C | 18 °C | 6 K | 11K |
19 °C | 25 °C | 6 K | 12K |
Tabelle: Wärmequelle: Grundwasser
Überströmventil
Bei Anlagen mit einem Heizkreis kann mit einer gemeinsamen Heizungsumwälzpumpe (M13) die Wärmepumpe und das Heizsystem durchströmt werden.
Bei Einsatz von Raumtemperaturreglern kommt es zu schwankenden Volumenströmen im Verbraucherkreis. Ein im Erzeugerkreis eingebautes Überströmventil – nach der ungeregelten Heizungsumwälzpumpe (M13) – muss diese Volumenstromänderungen ausgleichen.
Bei steigendem Druckverlust im Verbraucherkreis (z.B. durch schließende Ventile) wird ein Teilvolumenstrom über das Überströmventil geleitet und sichert den Mindestheizwasserdurchfluss durch die Wärmepumpe.
HINWEIS
In Verbindung mit einem Überströmventil müssen Umwälzpumpen mit konstanter Drehzahl (Volumenstrom) eingesetzt werden.
Einstellung Überströmventil
Zur Einstellung des Überströmventils werden alle Regelorgane (Stellantriebe, Thermostatventile…) der Heizkreise geschlossen, so dass der für den Wasserdurchsatz ungünstigste Betriebszustand vorliegt.
Das Überströmventil ist so weit zu öffnen, dass sich bei der aktuellen Wärmequellentemperatur die angegebene maximale Temperaturspreizung zwischen Heizungsvor- und rücklauf ergibt. Die Temperaturspreizung ist möglichst nahe an der Wärmepumpe zu messen.
HINWEIS
Ein zu weit geschlossenes Überströmventil stellt den Mindestheizwasserdurchsatz durch die Wärmepumpe nicht sicher.
Ein zu weit geöffnetes Überströmventil kann dazu führen, dass einzelne Heizungskreise nicht mehr ausreichend durchströmt werden.