Mitsubishi Heavy Wärmepumpen und Großklimasysteme: KX-Serie und Q-ton CO2-Technik

Hocheffiziente Heiz- und Kühlsysteme für gewerbliche und großtechnische Anwendungen

Neben den Standard-Splitgeräten für private Räume bietet Mitsubishi Heavy Industries ein umfassendes Portfolio an Großwärmepumpen und VRF-Systemen, die speziell für Hotels, Gewerbekomplexe und Geschosswohnungsbau ausgelegt sind.

1. VRF-Klimasysteme der KX-Serie (KXZ)

• Variable Kältemittelmengenregelung (VRF): Passt die Verdichterdrehzahl und Kältemitteldosierung kontinuierlich an den realen Teillastbedarf der angeschlossenen Innenbereiche an.
• Gleichzeitiges Heizen und Kühlen: Bei 3-Leiter-Systemen kann die Wärmeenergie aus zu kühlenden Räumen (z. B. Serverräumen oder sonnenbeschienenen Fassaden) direkt zur Beheizung anderer Bereiche transferiert werden (Wärmerückgewinnung).
• Hohe Trassenlängen: Unterstützt bis zu 1.000 m Gesamtrohrleitungslänge für anspruchsvolle Liegenschaften.

2. Q-ton CO2-Wärmepumpentechnologie

• Natürliches Kältemittel R744 (Kohlendioxid): GWP = 1, zukunftssicher und frei von F-Gas-Verboten.
• Hochtemperatur-Warmwasserbereitung: Erzeugt Vorlauftemperaturen von bis zu 90 °C selbst bei extremen Außentemperaturen bis zu -25 °C, ganz ohne elektrischen Zusatzheizstab.
• Optimal für Großverbraucher: Ideal geeignet für Krankenhäuser, Hotels, Pflegeheime und Mehrfamilienhäuser mit hohem Trinkwarmwasserbedarf.

Fachgerechte Planung, hydraulische Einbindung und Praxishinweise für Großsysteme

1. Auslegung und Dimensionierung: Praxisbeispiel Q-ton CO2-Wärmepumpe

Im Gegensatz zu herkömmlichen Kältemitteln arbeitet CO2 (R744) im überkritischen (transkritischen) Kreisprozess. Die höchste Effizienz erzielt die Mitsubishi Heavy Q-ton (ESA30), wenn das Rücklaufwasser möglichst kalt in den Gaskühler eintritt (optimal unter 25 °C bis 30 °C), um einen großen Temperaturhub bis auf 65–90 °C mit maximalem COP zu realisieren.

Beispielrechnung: Trinkwarmwasser-Bedarf eines Hotels

• Nutzungseinheit: Hotel mit 70 Zimmern (Belegung: ca. 110 Personen)
• Bedarf pro Person: ca. 40 l Warmwasser bei 60 °C pro Tag
• Täglicher Gesamtwarmwasserbedarf: 4.400 l bei 60 °C (entspricht ca. 2.650 l bei 90 °C Speichertemperatur und Kaltwasserzulauf mit 10 °C)
• Erforderliche thermische Tagesenergie: $$Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 4.400,\text{kg} \cdot 1{,}163,\frac{\text{Wh}}{\text{kg}\cdot\text{K}} \cdot (60 - 10),\text{K} \approx 256,\text{kWh/Tag}$$
• Anlagendimensionierung: Ein einzelnes Q-ton Modul (30 kW thermische Nennleistung) deckt diesen Tagesbedarf in rund 8,5 Stunden Laufzeit vollständig ab. Über das modulare System können bis zu 16 Einheiten kaskadiert werden (Gesamtleistung bis 480 kW), um auch Spitzenverbräuche oder Redundanzen (N+1) abzusichern.

2. Typische Fehlerquellen bei Installation und Inbetriebnahme

• Zirkulationsrücklauf direkt in den Primärkreis: Ein häufiger Planungsfehler bei R744-Systemen ist das ungedrosselte Einbinden der Warmwasserzirkulation in den Kaltwasserzulauf der Wärmepumpe. Steigt die Eintrittstemperatur über 35 °C, sinkt der thermodynamische Wirkungsgrad des transkritischen Prozesses drastisch ab. Zirkulationsverluste müssen hydraulisch getrennt über separate Schichtspeicherzonen oder Zwischenübertrager kompensiert werden.
• Kältemittelleitungen und Ölmanagement bei VRF-KXZ: Bei Steigleitungen über 10 m Höhe sind herstellerkonforme Ölrückführbögen (Oil Traps) vorgeschrieben. Nicht eingehaltene Mindest- und Maximalquerschnitte führen zu mangelhafter Schmierung der Scroll-Verdichter.
• Falsche Schutzgasatmosphäre: Hartlötungen im VRF-Leitungsnetz ohne kontinuierliche Stickstoffspülung (Formiergas) erzeugen Zunderbildung, die Mikrofilter, elektronische Expansionsventile (EEV) und Schieber der 3-Leiter-Umschaltboxen verstopft.

3. Normen, Sicherheitsanforderungen und Vorschriften

• DIN EN 378 (Kälteanlagen und Wärmepumpen – Sicherheit und Umweltschutz): Bei VRF-KXZ-Anlagen (in der Regel R410A oder R32) ist die maximale Füllmenge in Relation zum kleinsten belegten Raumvolumen zwingend nachzuweisen (Praktischer Grenzwert). Wird dieser überschritten, müssen automatische Kältemittel-Absperrventile und Leckage-Warnsensoren nach DIN EN 378-1 installiert werden.
• Trinkwasserhygiene nach DIN 1988-200 und VDI/DVGW 6023: Bei Großanlagen mit mehr als 400 l Speichervolumen muss das Trinkwarmwasser am Speicherausgang dauerhaft auf mindestens 60 °C gehalten werden, im Zirkulationssystem darf die Temperatur 55 °C nicht unterschreiten (Legionellenprävention). Die Q-ton erfüllt diese Vorgabe ohne elektrische Nacherwärmung problemlos durch ihren serienmäßigen 65–90 °C Vorlauf.

Hersteller-Videos und Social Media

Passende Videos des Herstellers:

• Q-ton Air to Water CO2 Heat Pump Video
• Q-ton Air to Water CO2 Heat Pump