Einbindung von Deckenstrahlplatten in bestehendes Heiznetz mit LWWP

Moin Kollegen, kurze Frage zur Hydraulik bei einem aktuellen Projekt. Wir rüsten eine Werkstatthalle von Öl auf eine große Luft-Wasser-Wärmepumpenkaskade um. Die Halle ist mit Deckenstrahlplatten ausgestattet, die bisher mit hohen Vorlauftemperaturen betrieben wurden. Ich möchte die Anlage so effizient wie möglich fahren und frage mich, wie weit ich mit der Vorlauftemperatur im Teillastbetrieb nach unten gehen kann, ohne dass die thermische Leistung der Platten bei -5 Grad Außentemperatur einbricht. Die Wärmepumpe freut sich natürlich über niedrige Temperaturen, aber die Deckenstrahlplatten sind physikalisch doch eher auf ein hohes Temperaturniveau angewiesen, um den Strahlungsanteil hochzuhalten. Gibt es hier Erfahrungswerte für den Mischbetrieb? Ich überlege, die Steuerung der Umwälzpumpen direkt über die Raumtemperaturfühler an den Arbeitsplätzen zu koppeln, um die Vorlauftemperatur dynamisch nach dem tatsächlichen Wärmebedarf und nicht nach einer festen Heizkurve zu regeln. Ist das bei Strahlungsheizungen in Hallenpraxis sinnvoll oder schwingt das System dann zu stark?

Moin Dieter, das ist ein klassisches Problem bei der Umstellung von fossilen Hochtemperatur-Systemen auf Wärmepumpen. Bei Deckenstrahlplatten hast du recht, der Strahlungswirkungsgrad sinkt überproportional mit der Vorlauftemperatur. In einer Werkstatt mit hoher Hallenhöhe hast du zudem das Problem der Temperaturschichtung. Ich habe bei einem ähnlichen Projekt die Heizkurve im Vorlauf auf maximal 50 Grad bei Normaußentemperatur begrenzt und die Platten über eine stetige Regelung der Volumenströme angepasst. Unter 40 Grad Vorlauf wird die Behaglichkeit in der Werkstatt durch den fehlenden Strahlungsanteil kritisch, da die Mitarbeiter dann anfangen über Zugluft zu klagen, auch wenn die Raumtemperatur rechnerisch stimmt. Ein hydraulischer Abgleich nach VDI 6030 ist hier zwingend, sonst bekommst du das System mit der WP nie effizient stabilisiert.

Hallo Dieter, spannender Ansatz mit der Kopplung an die Arbeitsplatz-Raumtemperaturfühler! Ich sehe das jedoch kritisch. Deckenstrahlplatten haben aufgrund ihrer Masse eine hohe thermische Trägheit. Wenn du die Pumpen direkt über die Arbeitsplätze steuerst, läufst du Gefahr, dass die Anlage massiv ins Schwingen gerät. Du solltest eher mit einer gleitenden Vorlauftemperatur arbeiten, die eine Mindesttemperatur für den Strahlungsbetrieb nicht unterschreitet, und die Raumregelung nur zur leichten Korrektur der Volumenströme nutzen. Denk auch an das GEG, falls du öffentliche Fördermittel im Rahmen der BEG beantragen willst. Die Systemtemperaturen müssen für den hydraulischen Abgleich sauber dokumentiert sein, sonst gibt es bei der Abnahme durch den Energieberater Probleme mit der Effizienzbescheinigung.

Danke für die schnellen Rückmeldungen, Markus und Sabine. Eure Einwände zur Trägheit und Schichtung leuchten ein. Ich werde wohl von der direkten Koppelung an die Arbeitsplatzfühler absehen, um das Schwingen zu vermeiden. Markus, wie hast du bei deinem Projekt die Umschaltung gelöst, wenn die Wärmepumpe in den Sommermonaten vielleicht sogar leicht kühlen soll? Wäre es sinnvoll, bei der Gelegenheit den hydraulischen Abgleich direkt mittels neuer Strangregulierventile digitalisierbar zu machen, um die VDI 4645 Anforderungen für die WP-Anlage auch langfristig nachzuweisen?

Moin Dieter, kurze Praxisnotiz von mir: Ich habe vor zwei Jahren eine ähnliche Halle auf Kaskade umgestellt. Wir sind bei der Auslegung der Deckenstrahlplatten geblieben, haben aber die Anbindung durch einen Pufferspeicher mit Weiche entkoppelt, um die Volumenströme der Wärmepumpen stabil zu halten. Die Vorlauftemperatur haben wir auf 45 Grad festgenagelt, da die Strahlungswärme ab diesem Punkt deutlich abfällt und wir sonst die Pumpenleistung im Dauerlauf zu hoch hätten fahren müssen, um den Wärmebedarf zu decken. Die Effizienz der Kaskade war trotzdem deutlich besser als beim alten Ölkessel, da die Modulationsfähigkeit der Wärmepumpen in der Teillast bei uns fast 80 Prozent der Zeit greift. Mach es dir nicht zu kompliziert mit der Steuerung, ein stabiler Durchfluss ist bei diesen Platten das A und O.

Kollegen, vergesst bei der ganzen Hydraulik bitte nicht die Elektrofachkraft bei der Installation der Sensorik. Wenn ihr die Arbeitsplatzregelung nachrüstet, muss das sauber in die Gebäudeleittechnik eingebunden werden. Ich habe oft gesehen, dass bei solchen Umbauten die Pumpen-Hysterese zu eng gewählt wird, was die Wärmepumpe ständig in den Taktbetrieb zwingt. Bleibt bei einer außentemperaturgeführten Vorlauftemperaturregelung mit einer leichten Korrektur über die Rücklauftemperatur als Führungsgröße. Das ist robust, erprobt und nach aktuellem Stand der Technik völlig ausreichend für den GEG-Nachweis. Die Wärmeabgabe über die Platten ist bei 45 Grad Vorlauf in der Regel ausreichend, solange die Hallenisolierung nicht total veraltet ist. Viel Erfolg bei der Inbetriebnahme!