Der Praxistest: bis zu 60 % weniger Energieverbrauch im Kühlbetrieb
In der Filiale des Textileinzelhändlers bei München wird seit dem 4. Februar 2013 gemessen, welche Verbrauchswerte die VRV IV im Vergleich zur VRV III aufweist. Davor wurde die Filiale von einem 20 PS VRV III System, das aus zwei Modulen bestand, klimatisiert (Heizen und Kühlen). Dieses Außengerät wurde mit einem 18 PS VRV IV Single-Modulsystem ausgetauscht. Sonst wurden keine weiteren Veränderungen an der Anlage vorgenommen. Da der Verbrauch abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen ist und sich die Temperaturen im Frühjahr 2012 stark von denen im Frühjahr 2013 unterschieden, diente als Messgröße jeweils die Differenz aus mittlerer Tages-Raumtemperatur und Tages-Außentemperatur in Kelvin während der Öffnungszeiten. Beim Vergleich der Messdaten der beiden Systeme zeigt sich, dass das neue VRV IV System vor allem auch im Kühlbetrieb hohe Einsparungen im Vergleich zur VRV III erzielt. Im Kühlfall konnte eine Einsparung von teilweise bis zu 60 % gemessen werden. Im Heizmodus hat die VRV IV durchschnittlich 20 % weniger Energie verbraucht.

Höhere Effizienz trotz kleinerer Wärmetauscherfläche
Die gemessenen Werte sind vor allem auch vor dem Hintergrund bemerkenswert, dass die ein-modulige VRV IV im Vergleich zum Zwei-Modulsystem der VRV III über eine kleinere Wärmetauscherfläche verfügt. Grundsätzlich gilt, je größer die Wärmetauscherfläche, desto effizienter die Anlage. Bei der VRV IV wurden trotz geringerer Wärmetauscherfläche hohe Effizienzwerte erzielt. Das zeigt, dass die beiden neuen technischen Features der VRV IV, die variable Kältemittel-Temperatur und der kontinuierliche Heizbetrieb in der Abtauphase, erheblich zu dieser Effizienzsteigerung beitragen. Bei einem direkten Baugrößenvergleich (20 PS VRV III gegen 20 PS VRV IV) ist eine noch höhere Energie-Einsparung zu erwarten. Gleichzeitig verringern sich die Investitionskosten, denn das Ein-Modulsystem ist in der Anschaffung günstiger. Zudem wird eine kleinere Aufstellfläche benötigt.


Jetzt unzertrennlich: Effizienz & Komfort durch variable Kältemittel-Temperatur
Neben dem kontinuierlichen Heizbetrieb auch während der Abtauphase sorgt die variable Kältemittel-Temperatur (VRT-Technologie) für die optimale Ganzjahreseffizienz der VRV IV. VRT-Technologie (VRT steht für „Variable Refrigerant Temperature“) bedeutet, dass die Verdampfungs- bzw. Verflüssigungstemperatur im laufenden Betrieb an den Leistungsbedarf angepasst wird. Bei den Vorgängermodellen erfolgte die Leistungsanpassung ausschließlich über die Verdichterdrehzahl.

Die maximale Kälte- bzw. Heizleistung eines VRV-Systems wird nur selten benötigt. Den weitaus überwiegenden Teil eines Jahres arbeitet das System im Teillastbetrieb. Die Verdichterleistung wird energetisch durch die VRT-Technologie auf dem benötigten Minimum gehalten, um energieeffizient zu arbeiten. Über die Anhebung der Verdampfungstemperatur bzw. Absenkung der Verflüssigungstemperatur wird die Gesamtleistung des Systems reguliert und gleichzeitig ein Betrieb im optimalen Effizienzbereich gewährleistet. Das steigert neben der Effizienz auch den Nutzerkomfort. Im Kühlbetrieb wird die Kältemittel-Temperatur variabel von 6 °C auf bis zu 16 °C angehoben. Dies vermeidet eine kalte Auslasstemperatur an den Innengeräten und verhindert eine übermäßige energieaufwendige Entfeuchtung im Raum, wenn diese nicht notwendig ist.

VRV IV-Systeme stellen mit der effizienzsteigernden VRT-Technologie verschiedene Betriebsmodi bereit (Normal, Automatik, Eco). Die Leistungsregelung kann so optimal an die Gegebenheiten des Gebäudes angepasst werden und je nach Anwendung, Nutzerwunsch und Betriebsart den Schwerpunkt zwischen Komfort und Energieeffizienz setzen. In der Filiale bei München läuft die VRV IV im Eco-Modus, bei dem zur Effizienzmaximierung des Verdichters die Verdampfungs- und Verflüssigungstemperatur konstant angepasst wird.

Durch diese optimierte Leistungsregelung kann eine saisonale Effizienz mit einem SEER im Kühlbetrieb von bis zu 7,53 erzielt werden. Damit werden bereits heute die voraussichtlichen Vorgaben erfüllt, die in der für 2016 oder später geplanten Ecodesign-Richtlinie der EU für VRV ähnliche Produkte gesetzlich gefordert werden.

Der Speicher macht den Unterschied: Kontinuierlicher Heizbetrieb
Bei allen Luft/Luft-Wärmepumpen bildet sich während des Heizbetriebs Reif am Außengerät, der regelmäßig abgetaut werden muss. Der Abtauvorgang kann je nach Systemgröße länger als 10 Minuten dauern und ist in der Regel bei Außentemperaturen zwischen -7 °C und 0 °C häufiger nötig. Bisherige Systeme kehren im Abtaubetrieb den Kältekreislauf um und wechseln damit die Betriebsart, was die Raumtemperatur im Gebäude kurzfristig sinken lässt. VRV IV bietet dafür eine neue Lösung. Sie verfügt über einen einzigartigen Abtau-Energiespeicher, der auf so genannten Phasenwechselmaterialien basiert. Dieses Phasenwechselmaterial nimmt beim Übergang von fest zu flüssig Energie auf und gibt diese beim Übergang von flüssig zu fest wieder ab. Im Abtauenergiespeicher wird die Energie für die im Heizbetrieb notwendige Abtauung vorgehalten, um diese bei Bedarf einzusetzen. Der Abtau-Energiespeicher selbst lädt sich während des normalen Heizbetriebs auf. Somit erfolgt keine sonst notwendige Kreislaufumkehr in den Kühlbetrieb während des Heizens. Alle Innengeräte verbleiben während des Abtauens im Heizmodus und sorgen ohne Unterbrechung für ein komfortables Raumklima.

Der Abtau-Energiespeicher ist an die notwendigen Bedürfnisse des Außengeräte-Wärmetauschers angepasst und kann unter allen Umgebungsbedingungen durchgängig gleiche Abtauenergie zur Verfügung stellen. Der Abtauvorgang wurde so energieoptimiert auf ein zeitliches Minimum reduziert und dauert ca. drei Minuten pro Modul.