Heizleistung bei R32-Anlagen: Einbruch bei tiefen Minustemperaturen

Sehr geehrte Fachkollegen, in meiner laufenden Beobachtung von R32-basierten Luft-Luft-Wärmepumpen in kleineren Bürogebäuden stelle ich bei sinkenden Außentemperaturen eine signifikante Veränderung im Modulationsverhalten fest. Während die Geräte bei moderaten 5 bis 10 Grad Celsius tadellos arbeiten, steigen bei Werten um den Gefrierpunkt die Frequenz des Verdichters und der Stromverbrauch sprunghaft an, um die eingestellte Solltemperatur im Innenraum zu halten. Mich würde interessieren, ob Sie in Ihren Projekten ebenfalls beobachten, dass die Nennwärmeleistung der gängigen 3,5 kW-Split-Modelle bereits bei geringem Frost überproportional stark abfällt. Ist hier das Kältemittel R32 an seine physikalischen Grenzen bezüglich des Massenstroms bei niedrigen Saugdrücken gekommen, oder handelt es sich primär um die Begrenzung durch die Elektronik, um den Verflüssiger vor zu hoher Belastung zu schützen? Über eine fachliche Einschätzung zur thermischen Auslegung unter Berücksichtigung der tatsächlichen Heizlast bei Volllast wäre ich sehr dankbar.

Guten Tag Dr. V., Ihre Beobachtungen decken sich exakt mit meinen Erfahrungen aus dem Feld. Das Problem bei R32 ist bei diesen Temperaturen weniger das Kältemittel selbst, sondern die physikalische Grenze des Verdichters. Sobald die Verdampfungstemperatur unter einen gewissen Punkt fällt, sinkt die Dichte des angesaugten Kältemittels massiv ab. Um den geforderten Massenstrom für die Heizleistung aufrechtzuerhalten, muss der Kompressor mit extrem hohen Drehzahlen arbeiten, was den Wirkungsgrad natürlich in den Keller schickt. In der Praxis führt das bei den 3,5 kW-Modellen oft dazu, dass sie ab etwa minus fünf Grad nicht mehr effizient arbeiten. Für eine fachgerechte Auslegung nach VDI 4645 sollte man hier dringend Leistungsdiagramme heranziehen, die über die Standardwerte bei plus sieben Grad hinausgehen, sonst erleben Kunden bei Frost ihr blaues Wunder.

Hallo zusammen, ich bin als Energieberaterin oft bei Kunden, die sich auf die Prospektwerte verlassen haben. Markus hat völlig recht, die nominale Nennwärmeleistung ist leider kein Garant für die Heizlastdeckung im tiefen Winter. Viele Geräte modulieren bei Frost so stark nach oben, dass die Leistungszahl COP drastisch einbricht. Ich weise meine Auftraggeber im Rahmen der GEG-Konformität immer darauf hin, dass eine Luft-Luft-Wärmepumpe als einzige Wärmequelle bei Minustemperaturen kritisch ist. Wer hier plant, sollte zwingend einen bivalenten Betrieb in Betracht ziehen oder die Heizlastberechnung nach DIN 12831 sehr konservativ ansetzen. Die Förderfähigkeit nach BEG ist das eine, aber der Nutzerkomfort bei echter Kälte steht bei mir an erster Stelle.

Vielen Dank für diese schnellen Rückmeldungen, Frau L. und Herr H. Ihre Einschätzungen bestätigen meine Vermutung, dass wir hier ein systemisches Problem der Geräteklasse bei R32 haben. Die thermische Trägheit der Gebäude in Kombination mit dem rasanten Leistungsabfall bei Minustemperaturen macht die Auslegung tatsächlich zur Herausforderung. Besonders die elektronische Leistungsbegrenzung zum Schutz des Verdichters scheint bei meinen Messwerten eine große Rolle zu spielen. Oft greift die Schutzschaltung ein, bevor das Gerät seine physikalisch mögliche Leistungsgrenze erreicht hat. Das ist aus Sicht der Langlebigkeit natürlich löblich, aber für den Nutzer bei echtem Frost absolut unbefriedigend. Ich werde in den nächsten Wochen weitere Datenlogger-Analysen fahren.

Moin Leute, ich sehe das Ganze als Praktiker etwas entspannter. Wer R32-Splits in Deutschland bei minus zehn Grad als alleinige Heizung betreiben will, hat das Prinzip der Wärmepumpe nicht verstanden. Wir installieren meistens noch einen Heizstab als Backup oder planen die Geräte für die Übergangszeit ein, wo sie unschlagbar effizient sind. Man muss die Kirche mal im Dorf lassen. R32 ist im Vergleich zum alten R410A deutlich besser in der Handhabung gemäß ChemKlimaschutzV und bei moderaten Temperaturen super. Dass bei echtem Frost der Wirkungsgrad leidet, ist systembedingt. Wer für die richtig kalten Tage planen will, muss eben tiefer in die Tasche greifen und Profi-Hardware mit Kältemitteleinspritzung wählen, anstatt Standard-Bürogeräte zu verbauen. Alles eine Frage des Budgets und der richtigen Planung.