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News vom 18.03.2009

Bivalente Wärmeerzeugung mit Heizkessel und Wärmepumpe

Heizungsanlagen mit Heizkessel und Wärmepumpe liegen im Trend. Die Anlagenbetreiber reduzieren damit ihren Öl- oder Gasverbrauch um bis zu 90 Prozent, verringern ihre Heizkosten und gewinnen größere Unabhängigkeit von den fossilen Energieträgern. Da für solche bivalenten Heizungsanlagen Wärmepumpen mit geringerer Heizleistung eingesetzt werden können, fallen zudem vergleichsweise niedrige Investitionskosten an.

Bivalente Heizungsanlage (Prinzipdarstellung) mit außen aufgestellter Luft/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 300-A und Öl-Brennwertkessel Vitoladens 300-C mit untergestelltem Speicher-Wassererwärmer Vitocell 300-H. Foto:Viessmann
Bivalente Heizungsanlage (Prinzipdarstellung) mit außen aufgestellter Luft/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 300-A und Öl-Brennwertkessel Vitoladens 300-C mit untergestelltem Speicher-Wassererwärmer Vitocell 300-H. Foto:Viessmann
Vitocal 300-A für bivalente Wärmeerzeugung
Luft/Wasser-Wärmepumpen wie die neue Vitocal 300-A von Viessmann sind besonders gut geeignet für bivalente Anlagen in Ein- und Zweifamilienhäusern. Denn die Außenluft muss nicht erst aufwändig erschlossen werden und die Wärmepumpe kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Hauses aufgestellt werden.

Mit dem modulierend arbeitenden Digital-Scroll-Verdichter passt die Vitocal 300-A ihre Leistung (3 bis 9 kW) genau an den aktuellen Wärmebedarf an. Verdichter, elektronisches Expansionsventil und die innovative Kältekreisüberwachung (RCD-System) sorgen für einen hohen COP von 3,8 (nach EN 14511 bei 2 °C Außenluft-, 35 °C Vorlauftemperatur) und eine maximale Vorlauftemperatur bis 60 °C.

In der Kombination mit einem Heizkessel – zum Beispiel dem Gas-Brennwertgerät Vitodens 300-W, dem Öl-Brennwertkessel Vitoladens 300-C oder auch einem vorhandenen Heizkessel – sorgt die Vitocal 300-A für die Grundversorgung mit Wärme. Erst bei besonders niedrigen Temperaturen schaltet sich zur Deckung der Spitzenlast automatisch der Heizkessel ein. Abhängig von der Gebäude-Heizlast und Betriebsweise der Anlage kann die Wärmepumpe bis zu 90 Prozent der Jahresheizarbeit übernehmen.

Bivalent-alternative Betriebsweise
Oberhalb einer festgelegten Außentemperatur, dem so genannten Bivalenzpunkt (z.B. -5 °C), arbeitet ausschließlich die Wärmepumpe. Bei niedrigeren Temperaturen schaltet sich die Wärmepumpe ab und der Heizkessel übernimmt die Wärmeversorgung. Die Regelung der Wärmepumpe sorgt automatisch für das Umschalten zwischen den Wärmeerzeugern.

Die bivalent-alternative Betriebsweise eignet sich besonders für Heizungsanlagen mit hohen Systemtemperaturen, wie sie in älteren Gebäuden häufig anzutreffen sind. Der Heizkessel liefert dann Wärme, wenn bei sinkenden Außentemperaturen höhere Vorlauftemperaturen erforderlich werden, die über der erreichbaren Vorlauftemperatur der Wärmepumpe liegen.

Bivalent-parallele Betriebsweise
Auch bei der bivalent-parallelen Betriebsweise arbeitet die Wärmepumpe zunächst als einziger Wärmeerzeuger. Reicht bei sinkender Außentemperatur die Heizleistung der Wärmepumpe nicht mehr aus, um den Wärmebedarf zu decken, wird sie durch den Heizkessel ergänzt. Beide Wärmeerzeuger sind dann gleichzeitig in Betrieb. Die Aktivierung des Heizkessels und die lastabhängige Leistungsabgabe steuert die Wärmepumpenregelung.

Diese Betriebsart setzt voraus, dass die Wärmepumpe auch bei tieferen Außentemperaturen noch wirtschaftlich betrieben werden kann. Die Vitocal 300-A kann beispielsweise bis zu Außentemperaturen von minus 5 °C noch Heizwärme mit hohem Wirkungsgrad erzeugen.

Wird die bivalent-parallele Betriebsweise gewählt, so ist der Anteil der Wärmepumpe an der Jahres- heizarbeit in der Regel größer als bei der bivalent-alternativen. So kann eine Wärmepumpe, deren Nenn-Wärmeleistung etwa halb so groß ist wie die maximale Gebäude-Heizlast, bei der bivalent-parallelen Betriebsweise bis zu etwa 85 Prozent der gesamten Jahresheizarbeit leisten, bei der bivalent-alternativen über 50 Prozent. Bei größeren Anteilen der Wärmepumpe an der maximalen Heizleistung fällt der Deckungsanteil der Wärmepumpe noch höher aus.

Bivalente Paketlösungen für die Nachrüstung
Für die einfache Nachrüstung vorhandener Heizungsanlagen zu einer bivalenten Anlage mit der Luft/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 300-A sind komplett vorkonfektionierte Paketlösungen verfügbar. Sie enthalten neben der Wärmepumpe für die Innen- bzw. Außenaufstellung alle wesentlichen Komponenten wie hydraulische Weiche, elektrische Verbindungsleitungen, Mischer, Motor, Sensoren und Hilfsschütz. Für die außen aufgestellte Vitocal 300-A enthält das Paket zusätzlich noch Umwälzpumpe und Membran- ausdehnungsgefäß. Die bivalente Paketlösung eignet sich insbesondere für Gebäude mit maximalen Heizlasten bis 18 kW, was auf einen Großteil der in Deutschland gebauten Einfamilienhäuser zutrifft.



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