Wirkungsgradverlust durch externe Wärmetauscher bei Sole-WP?

Sehr geehrte Kollegen, ich plane aktuell eine Anlagenkonfiguration, bei der eine Sole-Wasser-Wärmepumpe über einen zusätzlichen externen Plattenwärmetauscher an ein bestehendes Quellensystem angebunden werden muss. Aus konstruktiven Gründen lässt sich der Kreislauf nicht direkt anbinden. Die thermische Trägheit und der zusätzliche Druckverlust auf der Soleseite bereiten mir jedoch Kopfzerbrechen bezüglich der zu erwartenden Leistungszahl im tiefen Winterbetrieb. Mich würde interessieren, ob Sie bereits Messungen zur Temperaturdifferenz an solchen Zwischenwärmetauschern bei niedrigen Soletemperaturen durchgeführt haben. Ist der resultierende Anstieg der erforderlichen Quellentemperatur in der Praxis signifikant oder vernachlässigbar? Ich möchte die Auslegung so präzise wie möglich gestalten, um eine Unterkühlung des Verdampfers durch zu hohe Strömungswiderstände im Solekreis zu vermeiden. Ich freue mich auf einen fundierten Austausch über die thermodynamischen Auswirkungen und die korrekte Dimensionierung der Umwälzpumpenleistung in diesem speziellen Szenario.

Guten Tag Herr Dr. Weber, das ist eine spannende Fragestellung. In der Praxis haben wir bei Anlagen, die wir gemäß VDI 4645 dimensioniert haben, solche externen Wärmetauscher bereits mehrfach verbaut. Wenn der Plattenwärmetauscher sauber auf die Enthalpie und den Massenstrom der Solepumpe ausgelegt ist, liegt der Temperaturverlust meist bei unter 1,5 Kelvin. Wichtig ist hier vor allem die Strömungsgeschwindigkeit. Ich empfehle Ihnen dringend, den hydraulischen Abgleich auf der Sole-Seite extrem sorgfältig durchzuführen. Wenn Sie den Druckverlust des Tauschers mit einrechnen, müssen Sie die Umwälzpumpe eine Nummer größer wählen, damit der Volumenstrom im Verdampfer nicht einbricht. Bei uns hat das bisher keine spürbaren Auswirkungen auf die Jahresarbeitszahl gehabt, solange die Pumpe nicht ständig gegen zu hohen Widerstand arbeitet.

Hallo zusammen, ich bin als privater Bauherr an einem ähnlichen Punkt. Mein Heizungsbauer wollte das auch erst so lösen, hat aber wegen der Effizienzbedenken abgewinkelt. Wenn ich das hier lese, scheint es ja doch machbar zu sein. Besteht denn nicht die Gefahr, dass man durch die Zusatzpumpe den Stromverbrauch so weit in die Höhe treibt, dass die BEG-Förderung für die Effizienzklasse kippt? Mich würde interessieren, ob man das ganze System nicht eher über eine direkte Anbindung mit einem entsprechenden Abscheider hätte lösen können. Ist der Aufwand für den Wärmetauscher unter Berücksichtigung der Wartung und der zusätzlichen Verschleißteile überhaupt wirtschaftlich darstellbar? Ich bin bei sowas immer skeptisch, was die langfristigen Betriebskosten angeht.

Vielen Dank für die schnellen Rückmeldungen. Herr K., Ihre Einschätzung zu den 1,5 Kelvin deckt sich mit meinen theoretischen Kalkulationen. Die Problematik mit der Leistungsaufnahme der Solepumpe ist berechtigt, Stefan. Ich plane daher eine drehzahlgeregelte Pumpe, die über eine Differenzdruckmessung den optimalen Punkt hält. Eine direkte Anbindung ist aufgrund von Inkompatibilitäten beim Medium leider ausgeschlossen. Der zusätzliche Wärmetauscher dient hier auch als Systemtrennung, was das Risiko einer Verschlammung im Primärkreis durch das Bestandssystem minimiert. Ich werde das Projekt nun wie geplant umsetzen und besonders auf die Wahl des Edelstahl-Wärmetauschers achten, um die Druckverluste klein zu halten. Die rechnerische Effizienz liegt trotz der Mehraufwendungen im grünen Bereich für eine Förderung.