Frage

Wärmepumpe

Einsatz: 50 Euro
Status: Frage geschlossen

Hallo.

Ich betreibe seit Mitte Februar eine Luft Wasser Wärmepumpe AWA-SS-10 der Fa Best im Bivalenzbetrieb mit meiner Ölheizung. Eine über den bisherigen Betriebszeitraum ermittelte Arbeitzahl liegt bei 2. Die Wärmeaustauschfläche im Verdampfer ist in 3 Segmente unterteilt. Ein unteres, ein mittleres und ein oberes Segment. Bei entsprechender Witterung kann man die Vereisung des Verdampfers beobachten. Die einzelnen Segmente vereisen vollkommen unterschiedlich. Das untere Segment vereist völlig. Das mittlere und das obere jedoch nur zu etwa einem Drittel.
Meine Frage. Kann man aus dem unterschiedlichen Vereisungsbild auf einen mangelnden Wärmeaustausch schließen, oder ist es eine Folge des Expansionsorgans, das die einzelnen Segmente unterschiedlich versorgt?

Antwort
geschrieben am: 18. Mai 2010 - 17:36
Dipl.-Ing.
Andreas Bedau
Keplerstraße 8-10
10589
Berlin
Berlin

Bei luftgekühlten Verdampfern vereisen die Lamellen bei Verdampfungstemperaturen unter 0 °C. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind genau von diesem Problem betroffen. Der Verdampfer entzieht der durchströmenden Luft durch das verdampfende Kältemittel Wärme und kühlt dadurch die durchströmende Luft ab.
Durch das Abkühlen der Luft kann diese die enthaltene Menge gelösten Wassers nicht mehr halten und löst einen Teil aus. Das entstehende Kondensat setzt sich am Verdampfer ab. Da aber die Verdampfungstemperatur des Kältemittels im Schnitt 10 K (°C) unter der Umgebungsluft liegt, hat die Verdampferoberfläche auch eine entsprechend niedrige Temperatur.
Die Vereisung des Verdampfers hat eine Reduzierung der aktiven Oberfläche zur Folge und führt somit zu einer sinkenden Leistungszahl der Wärmepumpe.
Um dieser Abnahme entgegen zu wirken, muss der Verdampfer in periodischen Abständen abgetaut werden. Es gibt verschiedene Arten dies zu erreichen. Es seien hier nur die gängigsten genannt, die Prozessumkehr, die Heissgasabtauung und die Naturabtauung.
Zu Ihrer Frage:
Eine Aufbauskizze der Wärmepumpe wäre für die Beantwortung der Frage hilfreich. Wie strömt die Luft durch die Verdichtersegmente, von oben nach unten, umgekehrt, oder durch jedes Segment einzeln? Dann könnte auf den unterschiedlichen Grad der Vereisung konkret eingegangen, bzw. Schlüsse gezogen werden.
Da Vereisungen aber bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe bei niedriger Temperatur der Umgebungsluft normal sind, würde man hier von mangelndem Wärmeaustausch nicht reden können. Im Gegenteil, das Vereisen zeigt genau einen Wärmeaustausch zwischen Luft und Kühlmittel an.
Es ist wichtig, dass das periodische Abtauen der Wärmepumpe sichergestellt ist.

MfG

Einmalige Nachfrage vom Fragesteller
geschrieben am: 18. Januar 2010 - 22:31

Sehr geehrter Herr Sachverständiger.
Zunächst Problembeschreibung.
Der Verdampfer steht im Freien. Der Kompressorschrank im Keller. Die Wärmeaustauschfläche im Verdampfer besteht aus 3 in senkrechter Ebene übereinander angeordneten identischen Segmenten von jeweils 12 Kältemittel führenden Rohren. Alle 3 Segmente werden an ihrem unteren Ende eingespeist. Das Kältemittel verlässt jeweils oben am Ende der Kühlschlangen die einzelnen Segmente. Insgesamt besteht der Wärmetauscher aus 36 (3*12) einzelnen Kühschlangen und sieht wie ein großer Autokühler aus.
Ein 1.geregeltes oder gesteuertes Expansionsventil befindet sich in der Hochdruckleitung unmitelbar am Kopressorausgang.
Im Verdampfer endet die Hochdruckleitung in einem halbkugel-förmigen Gebilde aus dem 3 dünne gleich starke Rohrleitungen in die einzelnen Segmente gehen. Meim Eintritt in die wesentlich stärkeren Kühlschlangen findet eine weitere Expansion statt.
Bei ca -2 Grad C und hoher Luftfeuchtigkeit vereist das untere Segment vollständig während die beiden oberen Segmente nur zum Teil vereisen. Die Vereisung ist natürlich nur im Winter festzustellen. Ei Bild habe ich meiner ursprünglichen Frage beigefügt.
Eine Temperaturmessung mit einem berürungslosen I.R. Termometer bei den momentanen Temperaturen + 10 Grad zeigt für das komplette untere Segment eine Temp. Differenz zur durchstömenden Luft von mehr als 8 Grad C. Die beiden anderen Segment weisen vom Einlauf gesehen nur 4-5 Külschlangen weit ähnlich tiefe Temperaturn wie das untere auf. Von der 5. Kühlschlange an steigt die Temperatur sehr schnell auf die der umgebenden Luft an. Es findet also kein Wärmeaustausch mehr statt.
Meine Frage.
Ist dies Erscheinung fehlerhaft und kann dies die Ursache für eine miserable Energiebilanz sein?

Einmalige Antwort des Sachverständigen zur Nachfrage
geschrieben am: 25. Januar 2010 - 15:52

Sehr geehrter Fragesteller,

um Ihre Frage zufriedenstellend beantworten zu können, benötige ich einige Informationen vom Hersteller. Ich erwarte zur Zeit seine Antwort.
Bitte haben Sie noch 1-2 Tage Geduld.
Danke