TGA Energietechnik

TGA Ausgabe 06-2010
Dezentrale Trinkwassererwärmung

Wärmepumpe für Mehrfamilienhäuser

Abb. 1
Vereinfacht dargestellte Betriebszustände der Hydrobox.
1: Winterbetrieb mit Raumheizung und Trinkwassererwärmung. 2: Kühlen im Sommer. 3: Kühlen im Sommer und Trinkwassererwärmung mit Wärmerückgewinnung.
Abkürzungen: HG: Heißgas; FL: Flüssigkeit; SG: Sauggas; TWW: Trinkwassererwärmung; HKK: Heiz- und Kühlkreis.

Die zentrale Versorgung mit Trinkwarmwasser in größeren Wohngebäuden ist für monovalente Wärmepumpenanlagen ein kritischer Faktor. Jetzt hat Daikin das erste Wärmepumpensystem mit dezentraler Trinkwassererwärmung vorgestellt – und auch gleich noch die Kühlung mit Wärmerückgewinnung eingebaut.

Um Mehrfamilienhäuser mit elektrisch be­triebenen Kompressions-Wärmepumpen auszurüsten, sind deutlich größere Anforderungen als im Einfamilienhaus zu meistern. Das ein­fache Auswechseln einer zentralen Wärme­erzeugung würde bedeuten, dass die bisherigen – gegebenenfalls im Zuge der Modernisierung ­optimierten – Temperaturanforderungen weiterhin realisiert werden müssen. Dann muss der gesamte Heizwasservolumenstrom auf den auch Eventualitäten berücksichtigenden Sollwert aufgeheizt werden. Außerdem sind für die zentrale Trinkwassererwärmung kontinuierlich hohe Heizwassertemperaturen erforderlich.

Ein neues Konzept für die Wärmeversorgung von Mehrfamilienhäusern über Wärmepumpen hat Daikin im auf dem 6. Deutschen Planertag 2010 in Düsseldorf vorgestellt. Das monovalente Luft/Wasser-Wärmepumpensystem „Luvitype Multi“ soll ab Sommer 2010 unter der Marke Daikin Altherma auf den Markt kommen. Es kann eine Vorlauftemperatur von 80 °C zum Heizen, eine Trinkwarmwassertemperatur von 70 °C und eine Wasseraustrittstemperatur zum Kühlen zwischen 5 und 20 °C zur Verfügung stellen. Das System besteht aus drei Modulen: Einer Außeneinheit (die aus mehreren Außengeräten zur Leistungsanpassung bestehen kann), einer Hydrobox in zwei Leistungsgrößen und ein darüber angeordneter 200-l-Trinkwarmwasserspeicher.

Die Außeneinheit kann mit großem Freiheitsgrad (siehe unten) auf oder neben dem Gebäude aufgestellt werden. Das Besondere: Die in den Wohnungen platzierten Hydroboxen werden über drei Leitungen mit der Außeneinheit (Kältemittel R410A) verbunden: Heißgas, Sauggas und Flüssigkeit. In der Hydrobox erfolgt je nach Betriebsart die Wärmeübertragung auf den Wasserkreis direkt über einen Wärmeübertrager oder über eine integrierte Wärmepumpenkaskade (R134a).

Die Wärmepumpenkaskade wird im Winter zum Heizen und zur Trinkwassererwärmung benutzt: Das von der Außeneinheit gelieferte Heißgas wird verflüssigt zurückgeführt.

Dieselbe Schaltung wird auch im Sommer zur ausschließlichen Trinkwassererwärmung benutzt, die Heizungsseite ist dann abgesperrt.

Zur ausschließlichen Kühlung wird nur der R410A-Kreis verwendet: Das flüssige Kältemittel verdampft in der Hydrobox und wird von der Außeneinheit abgesaugt.

Bei gleichzeitigem Heizbedarf für die Trinkwassererwärmung und Kühlung erfolgt eine Wärmerückgewinnung. Das vom Außengerät gelieferte Heißgas wird in der Wärmepumpenkaskade für die Trinkwassererwärmung kondensiert und verlässt dann den Verdampfer des Kältekreislaufs als Sauggas. Die Wärmerückgewinnung funktioniert auch, wenn die Lastfälle in unterschiedlichen Wohnungen auftreten.

Durch den Systemaufbau entfallen die Zir­kulationsleitung und die Zirkulationsverluste, die Trinkwarmwassertemperatur kann regelwerkskonform abgesenkt werden, ebenso kann auf die tägliche Aufheizung verzichtet werden.

Das System kann ähnlich flexibel wie ein VRV-System ausgeführt werden. Die maximale Leitungslänge beträgt 1000 m, die größte Entfernung zwischen der Außeneinheit und einer Hydrobox darf 165 m betragen, die maximale Höhendifferenz zwischen der Außeneinheit und einer Hydrobox ist auf 50 m bzw. 40 m (Außengerät unterhalb der Hydrobox) begrenzt. Die maximale Höhendifferenz zwischen zwei Hydroboxen ist mit 15 m angegeben, dieser Wert ist aber bis auf 25 m erweiterbar.

Zur Heizkostenabrechnung erhält die Außeneinheit einen Stromzähler, jede Wohnung wird mit einem Wärme- und Kältemengenzähler und einem Warmwassermengenzähler ausgestattet. Zur Verteilung der Betriebskosten des Außengeräts soll zur Markteinführung ein mit Techem, Ista und Siemens entwickeltes Berechnungstool zur Verfügung stehen.

Führt man mit den bereits vorhandenen ­Funktionen die Luvitype-Multi-Idee weiter, dürften demnächst noch optionale Systemerweite­rungen folgen, beispielsweise die Integration von Solarthermie. Jochen Vorländer

http://www.daikin.de

http://www.altherma.de

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