Wie schützt man eine Wärmepumpe vor einer alten Heizungsanlage?

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Posted on: 2024-12-20
 

Erwägen Sie die Installation einer Wärmepumpe in einem Gebäude mit einer alten Heizungsanlage? Wie schützt man eine Wärmepumpe vor einem offenen System, das für sie schädlich ist? Lesen Sie, wie die Trennung von Wärmepumpen von alten Heizungsanlagen mithilfe von Plattenwärmetauschern in der Praxis funktioniert.

Warum sollten Wärmepumpen nicht in alten Heizungsanlagen betrieben werden?

Zunächst sprechen wir hier von offenen Systemen, was häufig der Fall ist, wenn wir eine Wärmepumpe in einem alten Haus anschließen möchten. Natürlich gehen wir davon aus, dass eine umfassende Renovierung der Heizungsanlage, wie die Umstellung auf ein geschlossenes System, derzeit nicht möglich ist und verschoben werden muss. Dafür gibt es viele Gründe, einer davon ist oft der hohe Kostenaufwand für eine solche Renovierung. Wärmepumpen können im Allgemeinen nicht in offenen Systemen betrieben werden, da sie als zu empfindlich gelten (z. B. könnten Betriebs- oder Temperatursensoren beschädigt werden). Zudem verlangen die Hersteller die Installation in einem geschlossenen System, um die Garantie zu gewährleisten.

Wärmepumpen werden nicht für den Betrieb in alten Heizungsanlagen empfohlen, da diese oft einen hohen Temperaturbedarf haben (z. B. 60–75 °C), was nicht den optimalen Betriebsbedingungen von Wärmepumpen entspricht. Wärmepumpen arbeiten am effizientesten bei niedrigeren Temperaturen (30–48 °C), die typisch für moderne Niedertemperatursysteme wie Fußbodenheizungen sind. Außerdem können alte Anlagen schlecht isolierte Rohre und Heizkörper mit einem hohen Wasservolumen haben, was zu Wärmeverlusten und einer geringeren Effizienz der Wärmepumpe führt, wodurch die Betriebskosten steigen. Das bedeutet jedoch nicht, dass Wärmepumpen nicht in alten Häusern installiert werden.

✅ Wenn man sich jedoch für eine solche Lösung entscheidet und sich der genannten Nachteile bewusst ist, sollte man die Heizungsanlage in zwei Teile aufteilen – ein offenes System für die Heizkörper und einen kürzeren Kreislauf als geschlossenes System für die Wärmepumpe. Das verbindende Element zwischen den beiden Teilen wäre in diesem Fall ein Plattenwärmetauscher. Mehr dazu im weiteren Verlauf des Artikels.

Warum entscheiden sich Menschen für die Installation von Wärmepumpen in alten Heizungsanlagen?

Die Gründe dafür sind vielfältig. Einer davon ist der wartungsfreie Betrieb von Wärmepumpen. Höhere Kosten und ein höherer Stromverbrauch, den Wärmepumpen verursachen, sind ein Problem im Winter – aber weniger in den Übergangszeiten wie Herbst oder Frühling. Wenn die Außentemperatur im Plusbereich liegt, arbeiten Wärmepumpen auch in alten Heizungsanlagen wartungsfrei und relativ wirtschaftlich. Außerdem hat ein offenes System seine Vorteile: Es ermöglicht den Erhalt einer anderen, etwas älteren Wärmequelle, die auch strenge Winter gut übersteht. Gemeint sind Kohleöfen, Holzöfen oder sogar Kamine. In diesem Fall ist ein hybrides Heizsystem möglich – eine Wärmepumpe mit einem Notfallkessel für den Fall strenger Winter.

Ein weiterer Grund, warum Menschen Wärmepumpen in alten Heizungsanlagen installieren, sind staatliche Förderprogramme wie „Saubere Luft“. Unabhängig von der Sinnhaftigkeit solcher Programme ist die Installation einer Wärmepumpe manchmal nahezu kostenlos, sodass sie sich auch in älteren Gebäuden „lohnt“.

Was ist ein Plattenwärmetauscher, der zur Trennung von Wärmepumpen von alten offenen Heizsystemen verwendet wird?

Ein Plattenwärmetauscher ist ein kleines, durchfluss- und gegenläufig arbeitendes Gerät. Es verfügt über zwei Kanäle, durch die Flüssigkeit aus zwei Systemen fließen kann – zum Beispiel einem geschlossenen System, in dem die Wärmepumpe arbeitet, und einem offenen System, in dem die alte Heizungsanlage des Gebäudes verbleibt. Der Plattenwärmetauscher arbeitet so, dass diese beiden Flüssigkeiten Wärmeenergie austauschen können – einfach gesagt, das wärmere Medium überträgt Wärme auf das kältere Medium. Dadurch wird die von der Wärmepumpe erzeugte Wärme auf das alte offene System übertragen. Der entscheidende Punkt ist jedoch, dass sich die Flüssigkeiten dabei nicht vermischen. Somit sind beide Systeme verbunden, bleiben jedoch weiterhin getrennt.

Ein Plattenwärmetauscher ist ein relativ kompaktes Gerät, das zwischen einigen Kilogramm und einem Dutzend Kilogramm wiegt – zumindest wenn es sich um Modelle handelt, die für den Anschluss von Split- oder Monoblock-Wärmepumpen in klassischen Einfamilienhäusern verwendet werden.

Wie sieht die Trennung der Wärmepumpe von der alten Anlage mithilfe eines Plattenwärmetauschers aus?

Um zu verstehen, wie die Trennung der Wärmepumpe von der alten Anlage aussieht, reicht ein Blick auf das folgende Schema. Es muss ein kleiner geschlossener Kreislauf geschaffen werden, ein eher kurzer Kreislauf, in dem unsere Wärmepumpe sicher arbeiten kann. Dieser Kreislauf sollte über einen Plattenwärmetauscher mit dem alten Heizsystem verbunden sein. Der Plattenwärmetauscher nimmt in diesem System eine zentrale Position ein, ist jedoch selbst nur ein Zubehörteil – wie der Name schon sagt, erzeugt er keine Wärme, sondern ermöglicht lediglich den Temperaturausgleich zwischen einem System und dem anderen.

Schema der Anbindung einer Wärmepumpe an eine alte offene Heizungsanlage – mit einem Plattenwärmetauscher

Das Schema der Anbindung einer Wärmepumpe ist vereinfacht und enthält nur die grundlegenden Elemente, die notwendig sind, um die Idee der Trennung der Wärmepumpe von der alten offenen Heizungsanlage zu verstehen. In diesem Fall übernimmt der Plattenwärmetauscher die Rolle des Verbindungselements. Alles, was sich rechts vom Plattenwärmetauscher befindet, arbeitet im offenen System, während alles links davon im geschlossenen System mit der Wärmepumpe an der Spitze (1) funktioniert.

  1. Wärmepumpe
  2. Umwälzpumpen
  3. Gegenstrom-Plattenwärmetauscher
  4. Alte Heizungsanlage des offenen Systems – also Heizkörper.

Das Schema als vereinfachte Zeichnung lässt die Möglichkeit aus, im offenen System eine Wärmequelle zu erhalten, die in einer offenen Anlage mit einem Ausdehnungsgefäß arbeiten sollte (z. B. ein Kamin oder ein Kohlekessel). Ebenso kann im geschlossenen System zusammen mit der Wärmepumpe eine zusätzliche Wärmequelle angeschlossen werden, aber nur eine, die ein geschlossenes System erfordert – z. B. ein Brennwertkessel.

Trennung von SPLIT-Wärmepumpen vom offenen System

SPLIT-Wärmepumpen haben die Eigenschaft, dass sie im Wesentlichen vollständig im Gebäude installiert sind – mit Ausnahme der Außeneinheit. Das bedeutet, dass kein Bedarf besteht, ihr System mit Glykol zu füllen, wie es bei MONOBLOCK-Wärmepumpen der Fall ist, die der Gefahr des Einfrierens ausgesetzt sind. In solchen Fällen ist der einzige Grund, warum ein Plattenwärmetauscher verwendet wird, um die SPLIT-Wärmepumpe zu trennen, der schlechte Zustand der alten Anlage und die Unmöglichkeit, eine SPLIT-Wärmepumpe in einem offenen System zu installieren (was auch aus Garantiegründen vermieden werden sollte).

Anders kann die Situation bei MONOBLOCK-Wärmepumpen aussehen, wenn man sich entscheidet, ihren Kreislauf mit Glykol zu füllen. Mehr dazu unten.

Trennung einer MONOBLOCK-Wärmepumpe mit einem Wärmetauscher – eine andere Spezifik

MONOBLOCK-Wärmepumpen sind etwas andere Geräte als SPLIT-Wärmepumpen. Ein Teil des Geräts befindet sich im Freien. Das ist sicherlich ein Vorteil für Personen, die nicht über viel Platz verfügen – jedoch kann es in Regionen mit häufigen Stromausfällen zu Problemen mit dem Risiko des Einfrierens kommen. Bei häufigen Stromausfällen kann die Pumpe möglicherweise keine Abtauung (Defrost) durchführen, was zum Einfrieren und zur Beschädigung von Komponenten führen könnte. Aus diesem Grund entscheiden sich einige Personen, einen kürzeren Kreislauf für die Wärmepumpe zu schaffen, selbst wenn sie an ein neues Haus mit einem sicheren und vorteilhaften geschlossenen System angeschlossen ist. Dieser Kreislauf ist mit Frostschutzmittel (Glykol) gefüllt – in der Regel eher mit einer Glykol-Wasser-Mischung, die das Risiko des Einfrierens verringert.

Der Glykolkreislauf einer MONOBLOCK-Wärmepumpe sollte daher vom häuslichen Heizungssystem getrennt werden – unabhängig davon, ob das Haus auf einer alten oder einer neuen Heizungsanlage basiert. Es handelt sich also um eine andere Spezifik und eine andere technische Motivation als bei SPLIT-Wärmepumpen – diese werden in der Regel mit einem Plattenwärmetauscher getrennt, um vor Verunreinigungen in offenen Systemen zu schützen.

 
Posted in: Wärmetauscher, Wärmepumpen und alle Aspekte ihrer Funktionsweise

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