Welcher Plattenwärmetauscher für eine Wärmepumpe?

✅ Welchen Plattenwärmetauscher sollte man für eine Wärmepumpe verwenden?

In diesem Artikel wird das Thema Auswahl des richtigen Plattenwärmetauschers für die Wärmepumpe behandelt. Die Auswahl des richtigen Wärmetauschers ist entscheidend für die Effizienz und Leistung des gesamten Systems. Es gibt viele Ratschläge und Kriterien, die bei der Auswahl eines plattenförmigen Wärmetauschers berücksichtigt werden müssen. Zunächst sollten technische Parameter wie Leistung, Betriebstemperatur und Flüssigkeitsdurchfluss berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist das Material, aus dem der Wärmetauscher gefertigt ist, sowie seine Größe und Konstruktion zu beachten. Eine falsche Wahl kann ernsthafte Folgen sowohl für die Leistung der Wärmepumpe als auch für das gesamte System haben. Wenn der Wärmetauscher zu klein ist oder aus ungeeignetem Material besteht, kann dies zu einer geringen Leistung der Wärmepumpe, hohen Betriebskosten und Ausfällen führen. Daher ist es ratsam, sich vor der endgültigen Entscheidung mit einem Fachmann zu beraten.

Was ist eine Wärmepumpe? Kommt man nicht ohne Wärmetauscher aus?

Eine Wärmepumpe ist eine Heizvorrichtung, die thermische Energie aus der Umgebung nutzt und in thermische Energie zur Beheizung der Luft im Gebäude und zur Erwärmung von Brauchwasser umwandelt. Sie funktioniert nach dem Prinzip des Wärmeaustauschs zwischen zwei Medien - eines kühlt ab, während das andere erwärmt wird. In einer Zentralheizungsanlage entnimmt die Wärmepumpe thermische Energie aus der Luft oder dem Boden und gibt sie dann in den Heizkreislauf des Hauses ab. Diese Form der Heizung ist umweltfreundlicher und energieeffizienter als herkömmliche Methoden wie Gas- oder Ölheizungen. Eine Wärmepumpe kann auch Warmwasser bereitstellen, was besonders wichtig ist für alltägliche Aktivitäten wie Waschen oder Baden.

• ✅ Es gibt viele Arten von Wärmepumpen. Wenn du den Kauf einer Wärmepumpe planst, schaue dir die grundlegenden Typen von Wärmepumpen in einem anderen unserer Artikel an.

Warum ist ein Wärmetauscher für den Betrieb einer Wärmepumpe unerlässlich?

☑️ Vor allem, über welchen Wärmetauscher der Wärmepumpe sprechen wir – denn es könnten zwei verschiedene sein...

Zunächst ist zu erwähnen, dass mit der Wärmepumpe zwei Wärmetauscher zusammenarbeiten können. Der erste ist ein direkter Bestandteil der Wärmepumpe und für ihren Betrieb unerlässlich - es handelt sich um den internen Wärmetauscher, oft freonbasiert und druckbeständig.

Der Wärmetauscher (intern) ist ein unverzichtbares Element für den Betrieb der Wärmepumpe. Die Wärmepumpe funktioniert nach dem Prinzip des Wärmeaustauschs, bei dem thermische Energie von einem Medium auf ein anderes übertragen wird. Bei der Beheizung von Räumen entzieht die Wärmepumpe Wärme aus der Umgebung, beispielsweise aus der Luft oder dem Boden, und gibt sie ins Gebäudeinnere ab. Der interne Wärmetauscher spielt hierbei eine Schlüsselrolle und ermöglicht den Transfer von Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Heizmedium, ohne direkten Kontakt. Durch diesen Prozess kann die Wärmepumpe Wärme effizient in die Räume übertragen und so für eine effektive und wirtschaftliche Beheizung sorgen. Der Wärmetauscher ist daher ein unverzichtbares Element, das einen reibungslosen Betrieb der Wärmepumpe ermöglicht.

Wenn der Freon-Wärmetauscher (innen) in der Wärmepumpe ausfällt, können wir ihn leider nicht durch einen normalen Plattenwärmetauscher ersetzen, sondern müssen nach selteneren Hochdruck-Wärmetauschern für Wasser-Gas suchen.

Der Wärmetauscher – für die Monoblock-Wärmepumpe (seltener auch für Split-Systeme)

Der zweite Wärmetauscher – der Plattenwärmetauscher – manchmal auch als äußerer Wärmetauscher bezeichnet, kann verwendet werden, um die Wärmepumpe vom Heizsystem zu trennen, z. B. wenn das System alt ist und wir die Wärmepumpe vor einer potenziell schädlichen Umgebung (Installation im offenen System) schützen möchten, oder wenn der Kreislauf der Wärmepumpe Glykol enthält, der die Wärmepumpe vor dem Einfrieren schützt. Dieser zweite Wärmetauscher ist grundsätzlich vollständig unabhängig vom ersten – dem Freon-Wärmetauscher – und wird zu einem anderen Zweck installiert. Er muss auch nicht immer installiert werden.

Der äußere Wärmetauscher wird am häufigsten bei Monoblock-Wärmepumpen verwendet. Der Grund ist einfach – Monoblöcke haben ein gewisses Risiko des Einfrierens (natürlich unter ungünstigen Umständen, wie z. B. langanhaltenden Stromausfällen bei extremen Minusgraden), da der Hauptteil der Wärmepumpe außen installiert ist. Daher wird sie mit Glykol gefüllt und dann durch einen Plattenwärmetauscher vom Wasserkreis des Systems getrennt.

Seltener besteht die Notwendigkeit, bei Split-Wärmepumpen einen Wärmetauscher zur Trennung zu verwenden, da sie dieses Risiko nicht haben. Dennoch werden auch sie getrennt – z. B. um sie vor alten Heizsystemen zu schützen, wenn jemand sich entscheidet, eine Wärmepumpe in einem alten Heizsystem zu installieren.

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Die Folgen einer falsch dimensionierten Wärmetauschers für die Wärmepumpe

Der interne Kältemittel-Wärmetauscher ist ein Element der Wärmepumpe und wird selten vom Benutzer ausgewählt, da er in der Regel vom Hersteller als Teil des Sets geliefert wird. Der Plattenwärmetauscher zur Trennung der Wärmepumpe vom Heizungs- oder Warmwassersystem - wird normalerweise vom Benutzer selbst ausgewählt (ohne Beteiligung des Wärmepumpenherstellers) und sollte sorgfältig ausgewählt werden oder einen Fachmann um Hilfe bitten.

✅ Ein falsch dimensionierter Wärmetauscher für die Wärmepumpe kann schwerwiegende Folgen haben. Vor allem kann dies zu einem Rückgang der Effizienz des Wärmeaustauschprozesses führen. Wenn der Wärmetauscher nicht den Anforderungen des Gebäudes entspricht, kann er möglicherweise nicht genügend Wärme liefern, was zu einem erhöhten Energieverbrauch und höheren Kosten führt. Falsch gewählte Parameter des Wärmetauschers können zu erhöhtem Lärm und verkürzter Lebensdauer der Wärmepumpe führen. Daher ist es wichtig, den Wärmetauscher den spezifischen Anforderungen des Gebäudes entsprechend sorgfältig auszuwählen, um diese potenziellen Probleme zu vermeiden.

✅ Der häufigste Fehler in solchen Fällen ist die Auswahl eines zu kleinen Wärmetauschers, der durch mangelnde Erfahrung verursacht wird (leider wird dieser Fehler der falschen Auswahl auch von Fachleuten begangen).

Wie wählt man einen Plattenwärmetauscher für die Wärmepumpe aus?

Die Auswahl eines geeigneten Plattenwärmetauschers für die Wärmepumpe ist ein entscheidender Schritt, um die Effizienz des gesamten Systems zu gewährleisten. Plattenwärmetauscher werden aufgrund ihres effizienten Wärmeaustauschprozesses zwischen den Flüssigkeiten im gesamten Heizsystem oft in Wärmepumpen eingesetzt.

Bei der Auswahl eines Wärmetauschers für die Wärmepumpe sollten die Wetterbedingungen berücksichtigt werden, unter denen die Wärmepumpe arbeiten wird. Wenn das Risiko von niedrigen Temperaturen besteht, ist es notwendig, das System vor dem Einfrieren zu schützen. Zu diesem Zweck wird oft Glykol verwendet, das im Vergleich zu reinem Wasser einen viel niedrigeren Gefrierpunkt hat (eine Mischung aus Glykol und Wasser im Verhältnis 3:2 gefriert erst bei -37°C). Daher ist es in solchen Fällen wichtig, dass der Plattenwärmetauscher mit Glykol verwendet werden kann.

Bei der Auswahl eines Plattenwärmetauschers sollten Sie auf seine Leistung, Konstruktion und das verwendete Material achten, um die optimale Leistung des gesamten Systems sicherzustellen. Die Auswahl eines geeigneten Plattenwärmetauschers für die Wärmepumpe ist eine Herausforderung, die eine genaue Analyse aller Faktoren erfordert, die seine Leistung beeinflussen. Der Wärmeaustausch ist ein entscheidender Prozess in Wärmepumpen, daher ist es äußerst wichtig, sicherzustellen, dass der Plattenwärmetauscher effektiv funktioniert.

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Berechnung der Tauschfläche des Wärmetauschers für die Wärmepumpe

Der Anbieter von Wärmetauschern für Wärmepumpen Nordic Tec verwendet einen Auswahlrechner, der das richtige Verhältnis der Wärmeaustauschfläche des Wärmetauschers zur Leistung der Wärmepumpe vorschlägt, abhängig von den Vorlauftemperaturen, mit denen die Wärmepumpe unser System speisen wird. Der Rechner gilt natürlich für die Plattenwärmetauscher der Marke Nordic Tec:

• ✅ Für Heizungs-/Warmwassersysteme, die bei mindestens ca. 50°C arbeiten - für jede 10 kW Leistung der Wärmepumpe sollte ein Wärmetauscher mit einer Wärmeaustauschfläche von ca. 1,50 m² ausgewählt werden.
• ✅ Für Heizungs-/Warmwassersysteme, die bei mindestens ca. 30-35°C arbeiten - für jede 10 kW Leistung der Wärmepumpe sollte ein Wärmetauscher mit einer Wärmeaustauschfläche von bis zu 3,00 m² ausgewählt werden.

Es ist leicht zu erkennen, dass der erste Fall in der Regel Gebäude mit Heizkörperheizung betrifft, während sich der zweite Fall häufig auf Fußbodenheizungen bezieht. Systeme mit mittleren Temperaturen oder gemischten Systemen - Heizkörper/Fußbodenheizung - sollten entsprechend proportional behandelt und ebenfalls mit einem Plattenwärmetauscher ausgestattet werden.

Wärmetauscher - Berechnungen bei Verwendung von Glykol oder Wasser

Der Auswahlrechner für Wärmetauscher von Nordic Tec für Wärmepumpen berücksichtigt die Verwendung von Glykol, das die Wärmeübertragung beeinträchtigt. Wenn auf beiden Seiten des Wärmetauschers Wasser ohne Glykol verwendet wird (das System der Wärmepumpe ist mit Wasser gefüllt), können die Umrechnungsfaktoren um etwa 10% reduziert werden.

Wie wählt man einen Wärmetauscher für die Wärmepumpe je nach Vorlauftemperatur aus?

Bei der Auswahl eines Wärmetauschers für die Wärmepumpe machen Laien häufig den Fehler, die erwartete Vorlauftemperatur falsch einzuschätzen. In vielen Fällen geben Wärmepumpen-Investoren zu diesem Zeitpunkt die höchstmögliche Temperatur an, die die Wärmepumpe erreichen kann, z. B. 65 °C oder 70 °C, und wiederholen diese Zahl aus dem Werbematerial des Wärmepumpenverkäufers. Diese Temperatur hat nichts mit der Realität zu tun - ein Betrieb bei dieser Temperatur würde hohe Kosten und Energieverbrauch bedeuten, was schnell zu einem Verschleiß der Wärmepumpe führen würde. Darüber hinaus macht es in der Praxis keinen Sinn, ein Haus mit solchen Temperaturen zu heizen. Es ist ratsam, dies mit einem Fachmann zu besprechen und zu erfragen, bei welchen Temperaturen das System optimal arbeiten soll.

Eine gute Wahl für die Wärmepumpe sind die folgenden gelöteten Plattenwärmetauscher, die im Angebot von Nordic Tec erhältlich sind, einschließlich derjenigen, die zwischen den Zeilen dieses Artikels erscheinen. Alle haben ziemlich große Heizflächen, aber die Auswahl hängt natürlich von der Leistung der Wärmepumpe, der Betriebstemperatur und den oben beschriebenen Faktoren ab.

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Was zeichnet einen guten Wärmetauscher für Wärmepumpen aus?

Ein guter Wärmetauscher für Wärmepumpen zeichnet sich durch mehrere wichtige Merkmale aus. Vor allem das Material, aus dem er besteht, sollte robust und korrosionsbeständig sein. In diesem Fall wird oft rostfreier Stahl 316L verwendet, der eine hohe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse aufweist und zudem leicht zu reinigen ist.

Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die entsprechende Leistung, also die Fähigkeit, eine ausreichende Menge an Wärmeenergie vom Wärmequelle auf das Zielmedium zu übertragen.

Eine große Oberfläche der Platten des Wärmetauschers – garantiert eine ordnungsgemäße Funktion der Wärmepumpe

✅ Der Wärmetauscher sollte auch über eine ausreichende Wärmeübertragungsfläche verfügen (Modelle beginnen bei etwa 0,8-1,0 m2 Plattenfläche), um eine effektive Wärmeabgabe oder -aufnahme zu ermöglichen. Je größer die Oberfläche, desto größer die Möglichkeit zur Wärmeübertragung, was sich auf die Effizienz und Leistungsfähigkeit der Wärmepumpe auswirkt. Die Investition in einen größeren Wärmetauscher kann sich langfristig trotz höherer anfänglicher Kosten lohnen, da dies der Wärmepumpe ermöglicht, bei niedrigeren Temperaturen zu arbeiten, was sich in Energieeinsparungen und geringerer Ausfallwahrscheinlichkeit niederschlägt. Eine Investition in einen größeren Wärmetauscher kann sich also langfristig lohnen, auch wenn die Ausgabe für eine Wärmepumpe höher ist als bei Plattenwärmetauschern für Heizkessel oder Kamine.

Der Wärmetauscher sollte auch strukturell gut gestaltet sein, um einen reibungslosen Mediumfluss zu gewährleisten und Strömungswiderstände zu minimieren. Darüber hinaus ist es wichtig, dass der Wärmetauscher leicht zu handhaben und zu warten ist, um eine schnelle und effektive Reinigung sowie eventuelle Reparaturen zu ermöglichen. All diese Merkmale sind entscheidend für die effiziente Funktion der Wärmepumpe und die Gewährleistung des thermischen Komforts in Gebäuden.

Zur Erleichterung des Zugangs und der Demontage des Wärmetauschers aus der Wärmepumpeninstallation (für Wartungszwecke, Reinigung usw.) empfiehlt es sich, die Verwendung einer Montagestütze in Betracht zu ziehen.

Wie schließt man einen Plattenwärmetauscher an eine Wärmepumpe an?

Um einen Plattenwärmetauscher an eine Wärmepumpe in einer Zentralheizungsanlage ordnungsgemäß anzuschließen, müssen einige wichtige Schritte beachtet werden. Zunächst sollte die Oberfläche, auf der der Wärmetauscher platziert wird, gereinigt werden, um ausreichend Platz für die Montage zu schaffen. Anschließend sollte überprüft werden, ob die Wärmepumpe ordnungsgemäß vorbereitet ist und alle Komponenten funktionsfähig und korrekt angeschlossen sind. Falls erforderlich, sollten auch angemessene Überlastschutzvorrichtungen bereitgestellt und überprüft werden, ob alle Installationselemente den Sicherheitsstandards entsprechen.

Nachdem sichergestellt wurde, dass die Wärmepumpe vollständig einsatzbereit ist, kann mit dem Anschließen des Plattenwärmetauschers begonnen werden. Ein geeigneter Platz für den Wärmetauscher muss festgelegt und überprüft werden, ob er ordnungsgemäß befestigt ist und keine losen Teile vorhanden sind. Anschließend sollten die Zulauf- und Rücklaufrohre der Wärmepumpe mit den entsprechenden Anschlüssen am Wärmetauscher verbunden werden. Es ist wichtig, eine ordnungsgemäße Abdichtung der Verbindungen sicherzustellen, um Undichtigkeiten zu vermeiden.

✅ Zu beachten ist, dass die meisten Plattenwärmetauscher Gegenstromgeräte sind und der Durchflussrichtung nicht immer frei gewählt werden kann. In diesem Fall sollte man sich an die Anweisungen des Herstellers halten.

Nachdem alle erforderlichen Rohre und Leitungen angeschlossen wurden, sollte überprüft werden, ob die Installation ordnungsgemäß funktioniert. Es muss überprüft werden, ob der Wärmetauscher Wärme ordnungsgemäß von der Wärmepumpe aufnimmt und an die Zentralheizungsanlage abgibt. Dabei ist zu beachten, dass der Wärmeverlust beim Start höher ist und sich nach dem Vorheizen des Systems stabilisieren sollte. Wenn alles ordnungsgemäß funktioniert, können abschließende Anpassungen und Einstellungen wie Temperatur oder Wasserfluss vorgenommen werden, um einen optimalen Betrieb der gesamten Anlage zu gewährleisten.

Wie pflegt man den plattenförmigen Wärmetauscher, der mit einer Wärmepumpe verbunden ist?

Um sicherzustellen, dass die Wärmepumpe ordnungsgemäß funktioniert, sollten die Wärmetauscher, die mit ihr verbunden sind, regelmäßig überprüft werden. Die Sauberkeit des plattenförmigen Wärmetauschers ist ein entscheidendes Element, um seine Effizienz aufrechtzuerhalten.

Im Laufe der Zeit, oft über Jahre hinweg, können sich Ablagerungen und Verunreinigungen wie Kalk, Rost oder Schmutz auf den Oberflächen der Tauschplatten ansammeln. Diese Ablagerungen führen zu einer Verringerung des Wärmeübergangs, was zu einer Verringerung der Effizienz des Wärmetauschers führt, und folglich muss die Wärmepumpe dies durch einen erhöhten Energieverbrauch ausgleichen.

Regelmäßige Reinigung ermöglicht es, diese Ablagerungen zu entfernen und die optimale Leistung des Wärmetauschers wiederherzustellen. Es ist auch wichtig, die Arbeitsparameter der Wärmepumpe wie Temperatur, Druck und Durchfluss zu überwachen und aufrechtzuerhalten. Wenn auf der einen Seite der Wärmepumpe Glykol und auf der anderen Seite Wasser im geschlossenen Kreislauf verwendet wird, können wir optimistisch sein, da das Problem der Verkalkung der Geräte im geschlossenen Kreislauf nicht so akut ist. Eine schlechtere Situation ergibt sich jedoch bei der Arbeit im offenen Kreislauf, in diesem Fall ist es ratsam, die Arbeit des Wärmetauschers häufiger zu überwachen und bei Bedarf zu reagieren.

Die Pflege des Plattenwärmetauschers, der mit einer Wärmepumpe verbunden ist, ist entscheidend, um die optimale Effizienz und die langfristige Funktionsfähigkeit des gesamten Systems zu gewährleisten.

Prävention von Kalkablagerungen in Systemen mit Wärmepumpen und Wärmetauschern

Es ist auch sinnvoll, über die Prävention von dem größten „Antihauptdarsteller“ der Heizungsanlagen nachzudenken – dem Kesselstein, also den Kalkablagerungen, die die Effizienz der Installation verringern und den Verschleiß von Geräten wie Wärmepumpen oder Heizkesseln beschleunigen. Kesselstein ist auch für Wärmetauscher schädlich, obwohl er langsam wirkt – er sammelt sich normalerweise über Jahre hinweg.

✅ Zur Prävention dieses Phänomens sind IPSE-Hartwasserfilter sehr effektiv. Sie funktionieren auf der Basis einer galvanischen Zelle, die innerhalb des Filters eine geringe Spannung von etwa 5-6 V erzeugt. Diese Spannung ist zwar gering, aber ausreichend, um die für die Wasserhärte verantwortlichen Elemente wie Calcium in Aragonit umzuwandeln (d.h. sie verlieren ihre Fähigkeit, Kalkablagerungen zu bilden). Diese Geräte sind weniger effektiv bei der Reduktion von bereits bestehenden Kalkablagerungen in Wärmetauschern oder Rohrleitungen der Installation – sie zeigen jedoch auch hier eine gewisse Wirkung.

Wasserenthärter Nordic Tec IPSE 1"

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Aktualisierung: 12-2024