zum Thema Fehlervermeidung bei der Planung und Ausführung von Wärmepumpenanlagen anhand von einigen Praxisbeispielen

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1 zum Thema Fehlervermeidung bei der Planung und Ausführung von Wärmepumpenanlagen anhand von einigen Praxisbeispielen 1

2 Fehler/Fehlerquellen bei Wärmepumpenanlagen 1. Wärmequelle Unterdimensionierung der Erdsonden, falscher Einbauabstand schlechte Ausführung der Erdsonde (keine Verpressung, falsches Verpressmaterial usw.) zu geringe Sondenlängen bzw. Bohrtiefen (100 Bohrmeter sind nicht gleich 2 x 50 Bohrmeter; s. auch Entzugsleistungen) Nichtbeachtung der Fließrichtung des Grundwassers (Saug- und Schluckbrunnen) zu geringe Verlegeabstände z.b. bei Erdkollektoren

3 Fehler/Fehlerquellen bei Wärmepumpenanlagen 2. Wärmepumpe Über- bzw. Unterdimensionierung der Wärmepumpen Kältemittelverluste Regelung falsch eingestellt Defekter Verdichter, defektes Expansionsventil Verschmutzung Wärmetauscher zu geringe Wärmetauscherfläche falsche Auslegung bzw. Einbindung der Pufferspeicher Auslegung Systemtemperatur (Vorlauf/Rücklauf)

4 Fehler/Fehlerquellen bei Wärmepumpenanlagen 3. Sekundärseitige Wärmenutzungsanlage bzw. Heizsystem fehlerhafte Dimensionierung des Rohrleitungssystems incl. Umwälzpumpe fehlender bzw. ungenügender hydraulischer Abgleich ungenügende Wärmedämmung der Rohrleitungen und Anlagenkomponenten (z.b. Armaturen, Umwälzpumpen, kurze Übergangsstücke) Unterdimensionierung der Fußbodenheizkreise und Heizflächen aufgrund mangelhafter Heizlastberechnung

5 5 Quelle: Moderne Gebäudetechnik 11/2009

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7 Entzugsleistung Quelle: Vaillant 7

8 Fallbeispiel 1 Kollektorfeld mit zu hoher Entzugsleistung 8

9 Fallbeispiel 2 Villa mit einer Sole/Wasser Wärmepumpe mit Fußbodenheizung Problem: Wintergarten wird nicht warm Ursache/Mängel: alle Räume besitzen nur je einen Heizkreis; Heizkreislängen bis zu 440m, kein hydraulischer Abgleich möglich durch zu hohen Druckverlust Erdsondenanlage wurde mit einer spez. Entzugsleistung vom 100W geplant, da lt. VDI4640 starker Grundwasserfluss = 100W, >> aber Elbe führt eben kein Grundwasser<< 9

10 Fallbeispiel 3 Mehrfamilienhaus mit Sole/Wasser Wärmepumpe und Solarthermie Problem: Wohnungen werden nicht warm, Warmwasser reicht nicht für 8 Personen, trotz solarthermischer Anlage Ursache/Mängel: fehlerhafte Heizlastberechnung, an der erforderlichen Heizleistung der Wärmepumpe fehlen 40% FBH wurde mit einer Spreizung von 35/28 C dimensioniert, aber als 45/35 C ausgeführt Verlegeabstand mit 10cm geplant, aber mit 20-30cm ausgeführt Geplante Rohrleitungslänge 2.400,0m, vorhanden 1.600m, d.h. es wurden 800m eingespart Erdsonden mit 3x97m Länge in überwiegend trockenen Sand 10

11 Fallbeispiel 4 Mehrfamilienhaus mit Sole/Wasser Wärmepumpe Problem: unverhältnismäßig überhöhter Elektroenergieverbrauch Ursache/Mängel: permanent auftretende Störmeldung verbunden mit einer Abschaltung der Wärmepumpe unzureichende Wärmeabnahme (z.b. im Bereich des Wärmeübertragers des Speicher-Trinkwassererwärmers aufgrund dessen Unterdimensionierung), in dessen Folge es zu einem unzulässigen Temperatur- und damit Druckanstieg im Verdichterkreislauf und dadurch zur Außerbetriebnahme der Wärmepumpe kommen kann In diesem Falle werden bei einer jeweilig bestehenden Wärmeanforderung die 3 installierten Elektroheizpatronen mit einer Nennwärmeleistung von insgesamt 18,0kW und die 2 im Bereich des als hydraulische Weiche ausgeführten Trennspeichers der Zentralheizungsanlage installierten Elektroheizpatronen mit einer Nennwärmeleistung von insgesamt 12,0kW automatisch (d.h. für die Nutzer unbemerkt) zugeschaltet. 11

12 Fallbeispiel 5 Einfamilienhaus mit Sole/Wasser Wärmepumpe mit 10,8kW Nennwärmeleistung Problem: unzureichende Raumbeheizung Ursache/Mängel: Temperaturniveau des Solekreises befand sich permanent im Minusbereich erforderliche Entzugsleistung der beiden vorhandenen Erdwärmesonden eindeutig als unzureichend bewertet, Mangelabstellung durch Einbringung einer zusätzlichen Erdwärmesonde mit 96,0m zu den bereits vorhandenen 3x82m Erdsonden mangelhafte Wärmedämmung der Soleleitung und sekundärseitigen Heizungsleitungen, ein fehlender hydraulischer Abgleich, kein Pufferspeicher bzw. kein ausreichend großes Überstromventil vorhanden 12

13 Fallbeispiel 6 Einfamilienhaus mit Sole/Wasser Wärmepumpe mit 16,8kW Nennwärmeleistung und stiller Kühlung Problem: hoher Verbrauch an Elektroenergie Ursache/Mängel: fehlerhafte Programmierung der Kompaktregelung, statt Kühlen wurde Heizen programmiert fehlender hydraulischer Abgleich der Fußbodenheizkreise eine sich permanent mit maximaler Drehzahl in Betrieb befindliche Umwälzpumpe mangelhafte Wärmedämmung 13

14 Fallbeispiel 7 Zweifamilienhaus mit Luft/Wasser Warmwasser - Wärmepumpe Problem: hoher Verbrauch an Elektroenergie Ursache/Mängel: mangelhafte Installation, da aufgrund fehlender Zu- und Abluftleitungen ein thermischer Luftkurzschluss vorlag fehlende Bypassklappen zur gebotenen Luftrichtungsumkehr (d.h. jeweils in den Sommer- und Wintermonaten) zu geringe Innenraumtemperaturen von ca. 12 C, Hersteller bezieht sich in seinen Unterlagen auf mind. 15 C Luftansaugtemperatur Angabe der COP durch den Hersteller auf einen Aufheizvorgang von 15 C auf 45 C, die Mindest- WW-Temperatur beträgt jedoch 50 C (mit bestehendem Gesundheitsrisiko), d.h. das Trinkwasser muss auf eine Temperatur von 60,0 C statt 45,0 C erwärmt werden 14

15 15 Fallbeispiel 8 Heizkostenreduzierung mit neuer Wärmepumpe?! Angebot: Austausch des alten Ölkessels mit 32kW bei einer Vorlauftemperatur von 90 C gegen eine neue Wärmepumpe mit 18kW bei einer Vorlauftemperatur von 35 C für Kosten in Höhe von Der Auszug aus dem Angebot Mit der angebotenen Wärmepumpe lassen sich Ihre Heizkosten von bisher ca auf ca reduzieren. Somit hätten sich die Investitionskosten bereits nach 10 Jahren amortisiert. Ergebnis: Bauherr hat angenehme C Raumtemperatur bei winterlichen Außentemperaturen Ursache: zu geringe Heizleistung, Wärmepumpe für 90/70 C ungeeignet keine Heizlastberechnung keine bzw. mangelhafte Anpassung des Rohrnetzes