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Einstellung der Wärmepumpe-Durchflussmenge

Über diesen Artikel

Lesezeit

4 Minuten

Veröffentlichung

20.06.2022

Letztes Update

30.06.2022

Damit eine Heizung gut funktioniert, ist die optimale Einstellung der Durchflussmenge wichtig. Gilt das auch für eine Wärmepumpe und was steckt dahinter? Wir haben recherchiert.

Inhalt des Blogartikels

Was bedeutet die Durchflussmenge im Zusammenhang mit der Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe gibt die erzeugte Wärme über einen Wärmetauscher an das Wasser im Heizungssystem ab. Mittels einer Umwälzpumpe wird das Wasser ständig in einem geschlossenen Kreislauf durch die Verrohrung und die Heizkörper sowie den Wärmetauscher der Wärmepumpe bewegt. Die Durchflussmenge ist in unserem Fall die Menge Wasser, die in einer bestimmten Zeiteinheit durch den Wärmetauscher fließt. Üblich ist die Angabe mit der Maßeinheit Liter pro Stunde (l/h) oder Kubikmeter pro Stunde (cbm/h). Statt Durchflussmenge wird der Wert in Fachkreisen auch als Volumenstrom bezeichnet.

 

Welche Faktoren beeinflussen die Durchflussmenge einer Wärmepumpe?

In der Praxis haben die Umdrehungszahl der Umwälzpumpe, aber auch die Querschnitte von Rohrleitungen und Heizkörpern Einfluss auf den momentanen Durchfluss. Im Übrigen legt der Hersteller fest, welchen minimalen und maximalen Durchfluss seine Pumpe für die optimale Leistung benötigt. Um die Zusammenhänge zu verdeutlichen, schauen wir uns kurz die Arbeitsweise einer Wärmepumpe an.

Eine Wärmepumpe besteht im Wesentlichen aus einem Kältemittelkreislauf wie bei einem Kühlschrank. In dem Kreislauf befindet sich ein Kältemittel, das am Beginn des Prozesses flüssig ist. Es nimmt über einen Wärmetauscher Wärme mit geringem Temperaturniveau aus der Umwelt (Umgebungsluft, Erdwärme, Grundwasser) auf und wechselt in den gasförmigen Aggregatzustand.

Ein meist elektrisch betriebener Kompressor erhöht den Druck im Gas, wobei es sich stark erwärmt. Auf diesem Weg wird die dem Kompressor zugeführte elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt. Das heiße Gas gelangt zu einem zweiten Wärmetauscher, in dem es die Wärme an das Heizungswasser abgibt.

Dabei wird es wieder flüssig und der hohe Druck sinkt ab. Der restliche Druck wird in einem Entspannungsventil abgebaut. Das nun wieder flüssige Kältemittel kommt zurück zum ersten Wärmetauscher und nimmt wieder Umweltwärme auf.

Wie du siehst, handelt es sich um einen kontinuierlichen Kreislaufprozess. Die Wärmepumpe produziert fortlaufend Wärme und will diese an das Heizungswasser abgeben. Dazu muss eine Mindestmenge an Wasser den zweiten Wärmetauscher passieren, um genügend Wärme aus dem Kältemittel aufzunehmen.

Kann die Wärme nicht in genügendem Maß abgeführt werden, zum Beispiel bei einem zu geringen Durchfluss, steigt der Druck im Kältemittelkreislauf gefährlich an. Wird eine bestimmte Gefahrenschwelle überschritten, schaltet sich die Wärmepumpe ab, um einem Platzen des Kältemittelkreislaufs vorzubeugen. Sie kann sich erst wieder einschalten, wenn sich der Druck durch das allmähliche Abkühlen des Kältemittels normalisiert hat.

 

Wie wird die Durchflussmenge der Wärmepumpe richtig eingestellt?

Du hast bereits erfahren, dass die notwendige Durchflussmenge durch den Hersteller der Wärmepumpe festgelegt wird. Die Angabe findest du in den technischen Daten oder der Montageanleitung. Zwei weitere Daten sind für die optimale Leistung des Systems zu beachten. Eine Wärmepumpe ist so ausgelegt, dass die erzeugte Temperatur, auf die das Heizungswasser erwärmt wird, maximal 60 Grad Celsius beträgt. Häufig wird sogar mit noch niedrigeren Temperaturen gearbeitet. Mit dieser Temperatur wird das Heizungswasser in die Heizanlage eingespeist. Sie wird als Vorlauftemperatur bezeichnet.

Das heißt, das gesamte Heizungssystem muss darauf ausgelegt sein, trotz dieser relativ niedrigen Temperatur alle Räume ausreichend zu heizen. Auch das Heizsystem ist ein Kreislauf. Das erwärmte Wasser fließt durch alle Rohre und Heizkörper, gibt Wärme ab und wird dabei kälter. Es kommt mit einer niedrigeren Temperatur zur Wärmepumpe zurück, die als Rücklauftemperatur bezeichnet wird. Den Unterschied zwischen Vor- und Rücklauftemperatur bezeichnet der Heizungsfachmann als Spreizung. Für Wärmepumpenheizungen haben sich 5 Grad als ideale Spreizung herausgestellt.

So stellst du deine Wärmepumpe richtig ein

Es kommt also darauf an, dass du die Durchflussmenge so einstellst, dass die notwendigen Temperaturen für Vor- und Rücklauf sowie die Spreizung zwischen ihnen erreicht werden.

Dazu sperrst du alle Heizkreise deiner Anlage, die nicht dauerhaft in Betrieb sind und regelst den Heizkreis voll auf, der immer genutzt wird. Anschließend stellst du die Drehzahl der Umwälzpumpe so ein, dass mindestens die vom Hersteller geforderte Durchflussmenge sowie Vor- und Rücklauftemperatur inklusive Spreizung erreicht werden.

Einfacher ist die Einstellung einer Poolwärmepumpe. Sie wird über einen Bypass-Kit in das Rohrsystem zwischen Pool und Sandfilter eingebunden. Das ist notwendig, weil Druck und Durchflussmenge bei einer direkten Einbindung für die Wärmepumpe zu groß wären.

Im Bypass-Kit sind je ein Ventil für den direkten Zulauf vom Sandfilter zum Pool und für Zu- und Ablauf der Wärmepumpe enthalten. Das Ventil im direkten Zulauf befindet sich genau zwischen den Abzweigen für Zu- und Ablauf der Wärmepumpe.

Bei zunächst voll geöffneten Ventilen der Wärmepumpe schließt du das Ventil im direkten Poolzulauf etwa zur Hälfte. Dadurch staut sich etwas Wasser an und wird in den Zulauf der Wärmepumpe gedrückt. Mit dem Ventil im Zulauf der Wärmepumpe kannst du nun den Durchfluss einstellen.

 

Welche weiteren Fehler sind bei der Auswahl und Einstellung der Wärmepumpe zu vermeiden?

Grundvoraussetzung ist die exakte Bestimmung der tatsächlichen Heizlast deines Gebäudes. Verlasse dich nicht auf eine ungefähre Schätzung. Beauftrage einen Heizungsfachmann oder Energieberater, der die Ermittlung nach DIN EN 12831 vornimmt.

Nach der Ermittlung der Heizlast kannst du die Wärmepumpe auslegen (lassen). Soll die Pumpe auch für die Bereitstellung des warmen Wassers im Haus zuständig sein, muss dieser Wärmebedarf ebenfalls einbezogen werden. In der Praxis wird der Wärmebedarf für Brauchwasser pro Person mit 250 Watt (W) angenommen. Personen, die häufig ein Wannenbad nehmen, haben jedoch einen höheren Bedarf. Du solltest also die Gewohnheiten deines Haushalts bei der Nutzung von warmem Wasser beachten.

Die Größe des Wärmetauschers muss sowohl zur Wärmepumpe als auch zu den benötigten Vor- und Rücklauftemperaturen passen.

Stromversorger sind berechtigt, Sperrzeiten für die Stromversorgung der Wärmepumpe festzulegen. Das System aus Wärmepumpe und Pufferspeicher sollte in der Lage sein, diese Sperrzeiten (maximal 3x 2 Stunden pro Tag) problemlos zu überbrücken.

Luft-Wasser-Wärmepumpen sind oft mit einem zusätzlichen Heizstab ausgerüstet, der die Anlage an sehr kalten Tagen unterstützt. Auch er muss bedarfsgerecht ausgelegt sein, um erhöhten Stromverbrauch zu vermeiden.

Es ist essenziell, dass Heizungsrohre und Heizkörper zu der niedrigen Vorlauftemperatur und der engen Spreizung zur Rücklauftemperatur passen. Bei älteren Anlagen ist das oft nicht der Fall. Soll bei einer Altbausanierung der alte Heizkessel gegen eine Wärmepumpe getauscht werden, kommst du oft nicht umhin, Heizkörper und Rohre ebenfalls zu erneuern.

 

Warum sich eine Wärmepumpe für dich lohnt

Wärmepumpen benötigen keine fossilen Brennstoffe, da sie Umweltwärme als Energiequelle nutzen. Folglich entsteht kein CO₂ im Betrieb des Gerätes. Um das niedrige Energieniveau der Umweltwärme auf ein für Heizungszwecke nutzbares Niveau zu bringen, wird allerdings eine weitere Energiequelle zum Antrieb des Kompressors der Wärmepumpe benötigt. Das ist überwiegend elektrischer Strom.

Bei der Erzeugung des Stroms in konventionellen Kraftwerken entsteht CO₂. Aber der Strombedarf ist gering. So betrachtet entsteht bei der Nutzung einer Wärmepumpe 90 Prozent weniger CO₂ als bei einer Gasheizung. Außerdem ist die Stromnutzung äußerst effizient. Aus einem Teil Strom entstehen 4 Teile Wärme. Dadurch sind Wärmepumpen selbst bei steigenden Strompreisen viel kostengünstiger als fossile Heizungen.

Auch bei den weiteren Betriebskosten punkten Wärmepumpen. Denn der Wartungsaufwand ist gering, zumal kein Abgas entsteht, dadurch kein Schornstein benötigt wird und die Kosten für den jährlichen Besuch des Schornsteinfegers entfallen.

Eine bedarfsgerecht geplante und fachgerecht errichtete Wärmepumpe ist ein kostengünstiger und effizienter Wärmeerzeuger für Heizung und Warmwasser, dessen Betrieb zudem Umwelt und Klima schont.

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