Die richtige Auswahl des Pufferspeichers und der Umwälzpumpen ist einer der wichtigsten Teile bei der Auslegung eines sekundären hydronischen Systems für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe.

Eine Wärmepumpe kann einen ausgezeichneten COP, einen hocheffizienten Inverter-Kompressor und fortschrittliche Steuerungen haben – aber wenn der Pufferspeicher falsch dimensioniert ist oder die Umwälzpumpen weit von ihren Auslegungspunkten entfernt arbeiten, kann das gesamte System immer noch leiden unter:

• Häufiges Takten des Kompressors

• Übermäßiger Stromverbrauch der Pumpe

• Eine unterdimensionierte Pumpe schafft andere Probleme:

• Große Temperaturschwankungen des Wassers

• Unnötige hydraulische Vermischung

• Reduzierte Effizienz der Wärmepumpe

• Schlechte Heiz- oder Kühlleistung

• Strömungsalarme und instabiler Betrieb

Das Ziel ist daher nicht einfach, einen „großen genug“ Speicher und eine „leistungsstarke genug“ Pumpe zu installieren.

Gute hydronische Technik bedeutet, jede Komponente entsprechend der tatsächlichen thermischen Last, des Wasserflusses, des Druckverlusts, der minimalen Wärmepumpenleistung und der Betriebseigenschaften des Gebäudes2,06 m³/h

Betrachten wir die technischen Prinzipien hinter der Dimensionierung von Pufferspeichern und der Auswahl von Umwälzpumpen.

1. Zuerst das sekundäre hydronische System verstehen

Bevor wir Komponenten auswählen, müssen wir verstehen, was sie tun.

Ein typisches sekundäres Wärmepumpensystem enthält zwei Wasserkreisläufe.

Primärkreislauf

Wärmepumpe → Primäre Umwälzpumpe → Pufferspeicher → Wärmepumpe

Der Primärkreislauf versorgt hauptsächlich die Wärmepumpe.

Sekundärkreislauf

Pufferspeicher → Sekundäre Umwälzpumpe → Gebäudeendgeräte → Pufferspeicher

Der Sekundärkreislauf versorgt das Gebäude.

Diese Endgeräte können umfassen:

• Fußbodenheizung

• Verteiler

• Gebläsekonvektoren

• Lüftungsgeräte

• Mehrere Heizkreise

Diese Trennung ist wichtig, da die Wärmepumpe und das Gebäude nicht unbedingt gleichzeitig den gleichen Durchfluss benötigen.

Die Primärpumpe kann daher entsprechend den hydraulischen Anforderungen der Wärmepumpe ausgewählt werden, während die Sekundärpumpe entsprechend den Anforderungen des Verteilungssystems2,06 m³/h

2. Warum die Dimensionierung des Pufferspeichers wichtig ist

Ein Pufferspeicher ist nicht einfach nur ein großer Wasserbehälter.

Eine seiner Hauptfunktionen ist die Bereitstellung ausreichender thermischer Masse2,06 m³/h

Zu geringes Systemwasservolumen kann dazu führen, dass sich die Wassertemperatur schnell ändert.

Dies erhöht das Risiko von:

Wärmepumpe EIN → Zieltemperatur erreicht → AUS → Temperatur fällt → Wieder EIN

Mit anderen Worten:

Kurzzyklus

Aber einen überdimensionierten Speicher zu haben, ist auch nicht unbedingt besser.

Ein überdimensionierter Speicher kann erhöhen:

• Gerätekosten

• Installationsplatz

• Wärmeverluste im Standby

• Aufheizzeit des Systems

• Gesamtes Wasservolumen

Das Ziel ist daher:

Ausreichende thermische Masse zur Erzielung eines stabilen Wärmepumpenbetriebs bereitstellen, ohne das Systemvolumen unnötig zu erhöhen.

3. Dimensionieren Sie einen Pufferspeicher nicht nur nach der Nennleistung der Wärmepumpe

Eine gängige Abkürzung in der Industrie ist:

„X Liter Pufferspeicher pro kW Wärmepumpenleistung.“

Dies kann für eine vorläufige Schätzung nützlich sein, sollte aber nicht als universelle Designregel behandelt werden.

Aber das bedeutet nicht automatisch, dass wir einen 172-Liter-Pufferspeicher benötigen.

Da Kurzzyklen nicht allein durch die Nennleistung bestimmt werden.

Betrachten Sie zwei 15-kW-Wärmepumpen.

Wärmepumpe A kann bis auf 3 kW herunterregeln.

Wärmepumpe B kann nur bis auf 6 kW herunterregeln.

Wenn die minimale aktive Heizlast des Gebäudes 2 kW beträgt, verhalten sich die beiden Systeme sehr unterschiedlich.

Für Wärmepumpe A:

3 - 2 = 1 kW überschüssige Leistung

Für Wärmepumpe B:

6 - 2 = 4 kW überschüssige Leistung

Wärmepumpe B benötigt daher erheblich mehr thermische Pufferung, um die gleiche minimale Kompressorlaufzeit zu erreichen.

Deshalb ist die minimale Wärmepumpenleistung oft wichtiger als die Nennleistung bei der Bewertung des Kurzzyklusrisikos.

4. Eine stärker ingenieurtechnisch basierte Berechnung des Pufferspeichers

Eine nützliche vereinfachte Berechnung basiert auf der thermischen Energie, die während der gewünschten minimalen Kompressorlaufzeit aufgenommen werden muss.

Das erforderliche effektive Wasservolumen kann geschätzt werden aus:

V = Q × t / (ρ × Cp × ΔT)

Für Wasser kann dies für praktische HLK-Berechnungen vereinfacht werden zu:

V ≈ 14,3 × P × t / ΔT

Q = 1,163 × Fluss × ΔT

V = erforderliches effektives Wasservolumen in Litern
P = überschüssige Wärmeabgabe in kW
t = gewünschte minimale Laufzeit in Minuten
= Wasserfluss in m³/h = zulässige Wasser-Temperaturänderung in °C

Der Schlüsselbegriff ist überschüssige Wärmeabgabe:

P = Minimale Wärmepumpenleistung - Minimale aktive Gebäude-Last

Dies ergibt eine realistischere Schätzung als die einfache Multiplikation der Nennwärmepumpenleistung mit einem willkürlichen Liter-pro-kW-Wert.

5. Beispiel für die Dimensionierung eines Pufferspeichers

Angenommen, eine Inverter-Wärmepumpe hat:

Minimale Heizleistung = 6 kW

Bei mildem Wetter beträgt die minimale aktive Gebäude-Last:

2 kW

= Wassertemperaturdifferenz in °C

Überschüssige Leistung = 6 - 2 = 4 kW

Angenommen, wir wollen mindestens:

15 Minuten minimale Kompressorlaufzeit

und erlauben, dass die Systemwassertemperatur um:

5°C

ΔT = 5°C

Dann:

V ≈ 14,3 × 4 × 15 / 5

V ≈ 172 LiterDies ist das ungefähre 2,06 m³/h

.

Aber das bedeutet nicht automatisch, dass wir einen 172-Liter-Pufferspeicher benötigen.

Warum?

Da das vorhandene hydronische System bereits Wasser enthält.

6. Immer das vorhandene Systemwasservolumen berücksichtigen

Angenommen, unser berechnetes minimales effektives Wasservolumen beträgt:

172 L

• Aber das System enthält bereits:

• Fußbodenheizungsrohre: 70 L

• Hauptrohrleitungen: 20 L

Wärmepumpen-Wärmetauscher und interne Rohrleitungen: 10 L

Gesamt vorhandenes Volumen:

100 L

Das zusätzlich erforderliche Volumen wäre daher ungefähr:

172 - 100 = 72 L

Ein handelsüblicher Pufferspeicher in der nächsthöheren geeigneten Größe kann dann in Betracht gezogen werden, vorbehaltlich der Anforderungen des Wärmepumpenherstellers und der tatsächlichen hydraulischen Konfiguration.

Dies ist ein weitaus rationalerer Ansatz, als automatisch einen 200- oder 300-Liter-Speicher zu installieren.

7. Warum 15 Minuten oft eine nützliche Auslegungsprüfung sind

Eine minimale Betriebszeit von z. B. 10–15 Minuten wird oft als technische Prüfung bei der Bewertung von thermischer Masse und Takten verwendet.

Der Zweck ist einfach.

Wir wollen vermeiden:

EIN → AUS → EIN → AUS

alle paar Minuten.

Längere Betriebszyklen sorgen im Allgemeinen für stabilere Systemtemperaturen und ermöglichen es Inverter-Wärmepumpen, effektiver zu modulieren.

Es gibt jedoch keine universelle Regel, die besagt, dass jede Wärmepumpe genau 15 Minuten laufen muss.

• Immer prüfen:

• Hersteller-Mindestwasservolumen

• Kompressor-Steuerungsstrategie

• Erforderliches ΔT

• Abtauanforderungen

Inverter-Modulationsbereich

Herstellerdaten sollten Vorrang vor allgemeinen Dimensionierungsregeln haben.

8. Auch das Design der Pufferspeicheranbindung ist wichtig

Das Volumen des Speichers allein bestimmt nicht, ob das System effizient ist.

Die hydraulische Anbindung ist ebenso wichtig.

Eine traditionelle Vier-Rohr-Pufferanordnung kann eine starke hydraulische Trennung zwischen Primär- und Sekundärkreislauf bieten.Sie kann jedoch auch zu 2,06 m³/h

führen.

Angenommen, das Rückwasser aus einem Fußbodenheizungssystem hat:

35°C

Wenn die hydraulische Vermischung dazu führt, dass das Wasser, das in die Wärmepumpe eintritt, auf:

36°C

ansteigt, muss die Wärmepumpe gegen eine etwas höhere Rücklauftemperatur arbeiten.

Das kann die Kondensationstemperatur erhöhen und die Heizleistung reduzieren.

• Die genaue COP-Einbuße kann nicht durch einen universellen Prozentsatz dargestellt werden, da sie abhängt von:

• Kältemittel

• Kompressor

• Außentemperatur

• Wassertemperatur

• Kompressorfrequenz

Wärmetauscherdesign

Aber das technische Prinzip ist klar:

Für eine Wärmepumpe reduzieren unnötige Erhöhungen der Wassertemperatur im Allgemeinen die Effizienz.

9. Warum wir unnötige Vermischung minimieren sollten

Wärmepumpen sind besonders empfindlich gegenüber Wassertemperaturen.

Je niedriger die erforderliche Heizwassertemperatur ist, desto einfacher ist es im Allgemeinen für den Kältekreislauf, Wärme zu übertragen.

Dies ist ein Grund, warum Wärmepumpen besonders gut mit

Fußbodenheizungen

funktionieren, da Fußbodenheizungen oft mit relativ niedrigen Vorlauftemperaturen arbeiten können.

Wenn unnötige hydraulische Vermischung die Wärmepumpe zwingt, bei einer höheren Austrittswassertemperatur zu arbeiten, als das Gebäude tatsächlich benötigt, kann der COP sinken.

Daher sollte der Pufferspeicher nicht nur thermische Masse bereitstellen.

Die Rohrleitungsanordnung sollte auch so gestaltet sein, dass unnötige Vermischung minimiert wird.

10. Zwei-Rohr- vs. Vier-Rohr-Pufferspeicher

Dies ist eine wichtige Unterscheidung.

Vier-Rohr-Pufferspeicher

Die Wärmepumpen- und Gebäude-Kreisläufe werden separat an den Speicher angeschlossen.

Typische Anordnung:

Wärmepumpe → Speicher → Wärmepumpe

und:

Speicher → Gebäude → Speicher

• Vorteile umfassen:

• Starke hydraulische Trennung

• Unabhängiger Primär- und Sekundärfluss

Einfachere Integration mehrerer Zonen

• Potenzieller Nachteil:

Mehr hydraulische Vermischung, wenn Primär- und Sekundärflüsse erheblich unterschiedlich sind

Zwei-Rohr-Puffer / Volumenstromerhöher-Anordnung

Der Speicher kann in Reihe oder als Teil einer gemeinsamen Rücklaufanordnung installiert werden.

• Sein Hauptzweck kann sein:

• Erhöhung des Systemwasservolumens

• Bereitstellung von thermischer Masse

Reduzierung des Takten

während einige der Vermischung, die mit vollständiger hydraulischer Trennung verbunden ist, minimiert wird.

Welche Konfiguration ist besser?

Es hängt davon ab, ob das Projekt hauptsächlich benötigt:

Maximaler Durchfluss = 4 m³/h

oder:

Hydraulische Trennung + Thermische Masse

Dies sollte während der Systemauslegung entschieden werden.

11. Auswahl der primären Umwälzpumpe

Sobald die Pufferanordnung festgelegt ist, können wir die Pumpen auswählen.

Die Primärpumpe versorgt den Wärmepumpenkreislauf.

Zwei Parameter sind unerlässlich:

Erforderlicher Durchfluss

und

Erforderliche Pumpenhöhe

Beginnen wir mit dem Durchfluss.

12. Berechnung des Wasserflusses der Wärmepumpe

Für Wassersysteme ist die thermische Leistung ungefähr:

Q = 1,163 × Fluss × ΔT

wobei:Q
= thermische Leistung in kWFluss
= Wasserfluss in m³/hΔT

= Wassertemperaturdifferenz in °C

Daher:

Fluss = Q / (1,163 × ΔT)

Angenommen, eine Wärmepumpe erzeugt:

12 kW

und ist ausgelegt für:

ΔT = 5°C

Dann:

Fluss = 12 / (1,163 × 5)

≈ 2,06 m³/h

Die Pumpe muss also ungefähr in der Lage sein, Folgendes zu liefern:

2,1 m³/h

bei der erforderlichen Systemdruckhöhe.

Aber der Durchfluss allein reicht nicht aus.

13. Pumpenhöhe ist ebenso wichtig

Eine Umwälzpumpe muss den hydraulischen Widerstand des Kreislaufs überwinden.

• Der Primärkreislauf kann umfassen:

• von:

• Rohre

• Bögen

• Fittings

• Ventile

• Rückschlagventile

• Filter

• Durchflussmesser

Pufferspeicheranschlüsse

Jede Komponente verursacht einen Druckabfall.

Die insgesamt erforderliche Pumpenhöhe beträgt ungefähr:

Gesamter Druckabfall = Rohrverlust + Fitting-Verlust + AusrüstungsverlustDie ausgewählte Umwälzpumpe muss den erforderlichen Auslegungsfluss 2,06 m³/h

liefern.Das bedeutet, dass bei der Pumpenauswahl immer die 2,06 m³/h

verwendet werden sollte.

Wählen Sie keine Pumpe nur nach ihrem maximalen Durchfluss aus.

Und wählen Sie sie nicht nur nach ihrer maximalen Höhe aus.

Der wichtige Parameter ist der tatsächliche:

Betriebspunkt = Erforderlicher Durchfluss + Erforderliche Höhe

14. Warum sekundäre Systeme die Auswahl der Primärpumpe erleichtern

Ein Vorteil der hydraulischen Trennung ist, dass der Primärkreislauf normalerweise relativ einfach ist.

Zum Beispiel:

Wärmepumpe → Pumpe → Pufferspeicher → Wärmepumpe

Die Rohrlänge und die Komponenten sind bekannt.

Dies macht die Berechnung des Druckabfalls relativ einfach.

Daher kann die Primärpumpe genau für die Wärmepumpe ausgewählt werden.

Dies ist viel einfacher, als eine Pumpe zu verlangen, die Folgendes versorgt:

Wärmepumpe + Drei Stockwerke + Heizkörper + Fußbodenheizung + Gebläsekonvektoren + Zonenventile

wobei der Systemwiderstand sich ständig ändern kann.

15. Auswahl der sekundären Umwälzpumpe

Die Sekundärpumpe hat eine andere Aufgabe.

Sie versorgt das Gebäude-Verteilungssystem.

• Ihre Auslegung sollte daher berücksichtigen:

• Endgeräte-Durchflussanforderungen

• Rohrlängen

• Rohrdurchmesser

• Anzahl der Fittings

• Regelventile

• Wärmetauschern

• Verteiler

• Heizkörper

• Gebläsekonvektoren

• Fußbodenheizungsschleifen

Gleichzeitiger Zonenbetrieb

Der gesamte Sekundärfluss basiert auf der aktiven Endgeräte-Last.Die erforderliche Pumpenhöhe wird jedoch normalerweise durch den hydraulisch anspruchsvollsten Kreislauf

bestimmt, nicht durch einfaches Addieren des Druckabfalls aller parallelen Zweige.

Diese Unterscheidung ist äußerst wichtig.

16. Beispiel: Sekundärpumpe für Fußbodenheizung

Angenommen, ein Fußbodenheizungssystem benötigt:

Gesamtdurchfluss = 1,8 m³/h

Die anspruchsvollste Schleife plus Verteilungsrohrleitungen ergeben einen berechneten Druckabfall, der äquivalent ist zu:

4,0 m Wassersäule

Die Pumpe sollte daher so ausgewählt werden, dass sie effizient um Folgendes arbeitet:

1,8 m³/h bei 4,0 m Säule

—nicht einfach, weil auf ihrem Typenschild steht:

Maximaler Durchfluss = 4 m³/h

oder:

Maximale Höhe = 7 m

Die Pumpenkurve muss überprüft werden.

17. Warum größere Pumpen nicht besser sind

Überdimensionierte Umwälzpumpen sind ein häufiger Fehler.

• Eine zu große Pumpe kann verursachen:

• Übermäßige Wassergeschwindigkeit

• Höherer Stromverbrauch

• Ventilgeräusche

• Strömungsgeräusche

• Übermäßiger Differenzdruck

• Unnötiges Drosseln

Schlechte Zonenregelung

Sie kann das System auch weit von seinem beabsichtigten hydraulischen Auslegungspunkt wegdrücken.

• Eine unterdimensionierte Pumpe schafft andere Probleme:

• Unzureichender Wasserfluss

• Übermäßiges ΔT

• Schlechte Endgeräte-Leistung

• Strömungsalarme

Instabiler Wärmepumpenbetrieb

Die richtige Dimensionierung ist daher entscheidend.

18. Warum variable Drehzahlpumpen normalerweise bevorzugt werden

Wohn-Heiz- und Kühlsysteme arbeiten selten mit konstantem Durchfluss.

Stellen Sie sich eine Villa mit zehn Heizkreisen vor.

Unter Auslegungsbedingungen:

10 Zonen geöffnet

Bei normalem Winterbetrieb:

6 Zonen geöffnet

Bei mildem Wetter:

2 Zonen geöffnet

Der erforderliche Sekundärfluss ändert sich erheblich.

Der Betrieb einer Festdrehzahlpumpe mit voller Leistung verschwendet kontinuierlich Energie und kann übermäßigen Differenzdruck erzeugen, wenn Zonen geschlossen werden.

Ein moderner variable Drehzahl ECM-Umwälzer kann seine Drehzahl entsprechend dem tatsächlichen Bedarf anpassen.

• Dies ist besonders nützlich bei:

• Fußbodenheizungsverteilern

• Raumthermostate

• Zonenventilen

Gebläsekonvektor-Regelventilen

19. Warum variable Drehzahlpumpen so viel Energie sparen

Die Pumpenenergie hat eine sehr wichtige Beziehung zur Drehzahl.

Gemäß den Pumpen-Affinitätsgesetzen:

Fluss ∝ Drehzahl

Höhe ∝ Drehzahl²

Leistung ∝ Drehzahl³

Das bedeutet, dass die Reduzierung der Pumpendrehzahl den Stromverbrauch drastisch reduzieren kann.

Als vereinfachtes theoretisches Beispiel:

Wenn die Pumpendrehzahl auf 80 % reduziert wird:

Leistung ≈ 0,8³ = 0,512

oder ungefähr:

51 % der ursprünglichen theoretischen Leistung

Tatsächliche Systeme werden aufgrund der Pumpeneffizienz und der Systemcharakteristiken variieren, aber das Prinzip ist äußerst wichtig:

Bewegen Sie nicht mehr Wasser als das Gebäude tatsächlich benötigt.

20. Welcher Pumpentyp sollte verwendet werden?

Für moderne Wohn- und leichte gewerbliche Wärmepumpensysteme werden im Allgemeinen hocheffiziente elektronisch gesteuerte Umwälzer bevorzugt.

• Häufige Vorteile umfassen:

• Betrieb mit variabler Drehzahl

• Permanentmagnet-Motortechnologie

• Bessere Teillast-Effizienz

• Differenzdruckregelung

• Geringerer Stromverbrauch

• Geringere Geräuschentwicklung

Bessere Kompatibilität mit Zonierung

Je nach Hersteller können die Steuerungsmodi umfassen:

Konstanter Druck

Nützlich für Systeme, bei denen Zonenventile häufig öffnen und schließen.

Proportionaler Druck

Oft nützlich für Heizkörpersysteme mit Thermostatventilen.

Konstante Drehzahl

Kann für bestimmte Festfluss-Primärkreisläufe immer noch geeignet sein.

Der richtige Modus hängt von der hydraulischen Auslegung ab.

21. Was ist mit Kreiselpumpen?

Größere Kreiselpumpen bleiben für viele gewerbliche und industrielle HLK-Systeme geeignet.

Die Frage ist nicht, ob eine Pumpe „zentrifugal“ oder „nicht zentrifugal“ ist – viele hydronische Umwälzer verwenden im Grunde zentrifugale hydraulische Prinzipien.

• Die wichtigen Fragen sind:

• Ist die Pumpe für den erforderlichen Betriebspunkt geeignet?

• Kann sie effizient modulieren?

• Was ist ihre Motor-Effizienz?

• Wie ist ihre Teillast-Leistung?

• Ist sie für die Systemsteuerungsstrategie geeignet?

Ist die akustische Leistung angemessen?

Für Wohninstallationen sind Geräuschentwicklung und Teillast-Effizienz besonders wichtig.

Für große kommerzielle Projekte können richtig ausgewählte Frequenzumrichterpumpen besser geeignet sein.

22. Ein häufiger Fehler: Gebäudehöhe als Pumpenhöhe verwenden

Dies verdient besondere Aufmerksamkeit.In einem geschlossenen hydronischen System

bedeutet ein dreistöckiges Gebäude nicht, dass die Umwälzpumpe kontinuierlich Wasser durch die gesamte Gebäudehöhe „heben“ muss.

Sobald das System gefüllt und unter Druck gesetzt ist, gleichen sich die statischen Höhen nach oben und unten weitgehend aus.

Die Umwälzpumpe muss hauptsächlich überwinden:

Reibungsdruckverlust

• von:

• Rohren

• Fittings

• Ventilen

• Wärmetauschern

• Verteilern

EndgerätenDie Gebäudehöhe ist immer noch wichtig für statischen Fülldruck, Ausdehnungsgefäß-Design und minimalen Systemdruck

, sollte aber nicht einfach direkt zur Pumpenhöhe addiert werden.

Dies ist eines der häufigsten Missverständnisse bei der Pumpendimensionierung in der hydronischen HLK-Planung.

23. Primär- und Sekundärpumpen sollten unterschiedliche Steuerungsziele haben

Isolationsgrad

Sekundärpumpe

Das Ziel ist:

Den erforderlichen Fluss durch die Wärmepumpe aufrechterhalten.

Pumpenbetriebspunkt

Sekundärpumpe

Das Ziel ist:

Den tatsächlich von den Gebäudeendgeräten benötigten Fluss liefern.

• Ihr Betrieb kann reagieren auf:

• Raumthermostate

• Zonenventile

• Differenzdruck

• Gebäudemanagementsystem

Heiz-/Kühlbedarf

Diese Trennung ermöglicht es jeder Pumpe, entsprechend ihrer tatsächlichen Funktion zu arbeiten.

24. Pufferspeicher und Pumpenauswahl müssen zusammen betrachtet werden

Der Pufferspeicher und die Pumpen sollten niemals unabhängig voneinander ausgelegt werden.

Die vollständige Designbeziehung ist:

Sekundärpumpe

↓

Sekundärpumpe

Isolationsgrad

Sekundärpumpe

↓

Sekundärpumpe

↓

Sekundärpumpe

↓

Sekundärpumpe

Pumpenbetriebspunkt

Sekundärpumpe

↓

Endgeräte

Jede Komponente beeinflusst die anderen.

Zum Beispiel ändert die Änderung des Endgeräte-ΔT den erforderlichen Fluss.

• Die Änderung des erforderlichen Flusses ändert:

• Rohrgeschwindigkeit

• Widerstand von Ventilen und Fittings

• Pumpenbetriebspunkt

• Stromverbrauch der Pumpe

Bedingungen für hydraulische Vermischung

Deshalb sollte die Auslegung hydronischer Systeme immer als vollständiges technisches Problem behandelt werden.

25. Praktische Design-Checkliste

Vor der Auswahl des Pufferspeichers und der Umwälzpumpen für ein Luft-Wasser-Wärmepumpensystem sollte ein Ingenieur Folgendes ermitteln:

• Wärmepumpe

• Nennwärme-/Kühlleistung

• Minimale Modulationsleistung

• Hersteller-Mindestfluss

• Empfohlener Auslegungsfluss

• Mindestsystemwasservolumen

• Erforderliches ΔT

Abtauanforderungen

• Pufferspeicher

• Vorhandenes Systemwasservolumen

• Minimale aktive Gebäude-Last

• Gewünschte minimale Laufzeit

• Zulässige Temperaturschwankung

• Erforderliche hydraulische Trennung

• Zwei-Rohr- oder Vier-Rohr-Konfiguration

Isolationsgrad

• Primärpumpe

• Erforderlicher Wärmepumpenfluss

• Druckabfall des Wärmetauschers

• Widerstand der Primärrohrleitung

• Widerstand von Ventilen und Fittings

Pumpenbetriebspunkt

• Sekundärpumpe

• Gebäude-Auslegungslast

• Endgeräte-Durchfluss

• Hydraulisch anspruchsvollster Kreislauf

• Zonensteuerungsstrategie

• Teillastbetrieb

Anforderungen an variable Drehzahl

Wenn diese Parameter bekannt sind, wird die Komponentenauswahl wesentlich zuverlässiger.

26. Abschließendes technisches Prinzip

Bei der Auswahl eines Pufferspeichers und von Pumpen bedeutet größer nicht automatisch sicherer.

Überdimensionierter Speicher → Mehr Kosten + Mehr Wärmeverlust + Langsamere Reaktion

Überdimensionierte Pumpe → Mehr Strom + Mehr Lärm + Übermäßiger Differenzdruck

Unterdimensionierter Speicher → Erhöhtes Kurzzyklusrisiko

Unterdimensionierte Pumpe → Unzureichender Fluss + Schlechte Wärmeübertragung

Das Ziel ist, die richtige Betriebsgleichgewicht zu finden.

Für ein gut ausgelegtes sekundäres hydronisches System:

Die Wärmepumpe sollte den benötigten Fluss erhalten, das Gebäude sollte den benötigten Fluss erhalten, und keine Pumpe sollte mehr Wasser bewegen als nötig.

Das ist die Grundlage für effizientes hydronisches Design.

Fazit: Das System auslegen, nicht nur die Wärmepumpe

Die Auswahl einer effizienten Luft-Wasser-Wärmepumpe ist nur der Anfang.

Die reale Leistung der Installation hängt davon ab, wie das gesamte hydronische System zusammenarbeitet:

Wärmepumpe + Pufferspeicher + Primärpumpe + Sekundärpumpe + Rohrleitungen + Steuerungen + Endgeräte + Gebäude-Last

Ein richtig dimensionierter Pufferspeicher kann ausreichende thermische Masse bereitstellen, Kurzzyklen reduzieren und bei Bedarf hydraulische Trennung bieten.

Eine richtig ausgewählte Primärpumpe kann einen stabilen Fluss durch die Wärmepumpe aufrechterhalten.

Eine richtig gesteuerte Sekundärpumpe kann effizient auf den tatsächlichen Gebäude-Bedarf reagieren.

Wenn diese Komponenten als ein System ausgelegt werden, kann das Ergebnis sein:

Stabilerer Betrieb | Geringerer Hilfsenergieverbrauch | Besserer Komfort | Einfachere Steuerung | Bessere Langzeit-Zuverlässigkeit

Das Ziel ist nicht, den größten Pufferspeicher oder die leistungsstärkste Umwälzpumpe zu verwenden.Das Ziel ist, jede Komponente so nah wie möglich an ihren 2,06 m³/h

arbeiten zu lassen.

Das ist gute Wärmepumpentechnik.Für weitere technische Informationen zu Luft-Wasser-Wärmepumpen, hydronischen Heizsystemen, Pufferspeichern, Fußbodenheizungen und OEM-Wärmepumpenlösungen

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FAQ: Auswahl von Pufferspeichern und Pumpen

Wie groß sollte ein Pufferspeicher für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe sein?

Es gibt keine universelle Größe für Pufferspeicher. Sie sollte aus der minimalen Wärmepumpenleistung, der minimalen Gebäude-Last, dem vorhandenen Wasservolumen, der zulässigen Temperaturschwankung, der gewünschten minimalen Kompressorlaufzeit, der Zonierung und den Herstelleranforderungen ermittelt werden.

Sind 10 oder 20 Liter pro kW eine gute Faustregel für Pufferspeicher?

Sie kann in einigen Anwendungen als vorläufige Faustregel verwendet werden, sollte aber Herstelleranforderungen oder eine thermische Volumenberechnung nicht ersetzen. Zwei Wärmepumpen mit der gleichen Nennleistung können sehr unterschiedliche minimale Modulationsstufen haben.

Wie berechne ich den Wasserfluss einer Wärmepumpe?

Für Wasser ist eine nützliche Annäherung:

Fluss (m³/h) = Leistung (kW) / [1,163 × ΔT (°C)]Für eine 12-kW-Wärmepumpe, die bei ΔT 5°C arbeitet, beträgt der Fluss ungefähr 2,06 m³/h

.

Wie wähle ich eine Umwälzpumpe für eine Wärmepumpe aus?

Bestimmen Sie den erforderlichen Wasserfluss und den gesamten Druckabfall des Kreislaufs, und wählen Sie dann eine Pumpe aus, deren Leistungskurve diesen Fluss bei der erforderlichen Höhe liefert. Wählen Sie niemals eine Pumpe nur nach maximalem Durchfluss oder maximaler Höhe aus.

Sollten die Primär- und Sekundärpumpen gleich groß sein?

Nicht unbedingt. Die Primärpumpe wird entsprechend den Anforderungen des Wärmepumpenkreislaufs ausgewählt, während die Sekundärpumpe entsprechend dem Gebäude-Verteilungssystem ausgewählt wird.

Ist eine Umwälzpumpe mit variabler Drehzahl besser für eine Wärmepumpe?