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Industrielle und gewerbliche Wärmepumpen
Industrielle und gewerbliche Wärmepumpen – wassergeführte Systeme mit 65–2.872 kW
Eine gewerbliche Wärmepumpe transportiert Wärme zwischen einem Wasserkreislauf und einer Außen-, Erdreich- oder Prozesswärmequelle, statt sie durch das Verbrennen von Brennstoffen zu erzeugen. Koven Air fertigt sechs wassergeführte Produktreihen mit 65 bis 2.872 kW Leistung pro Gerät, veröffentlicht den COP für jeden Quellentyp und hat eine Heizleistung bis −30 °C gemessen.
65–2.872 kW
Heizleistung pro Gerät
6 Produktreihen
Luft, Wasser, Erdreich und 4-Leiter-Systeme
2.51–6.4
Veröffentlichter Heiz-COP nach Quellentyp
−30 °C
Niedrigste Umgebungstemperatur mit gemessener Leistung
R32 / R1234ze
Kältemitteloptionen mit niedrigem GWP
20.000 m²
Eigene Fertigung, seit 2007 in Betrieb
Warum „industrielle Wärmepumpe“ zwei unterschiedliche Wärmepumpensysteme bezeichnet
Wer von einem Anschluss in den United States aus nach „industrielle Wärmepumpe“ sucht, findet auf der ersten Ergebnisseite keinerlei Gebäudetechnik. Stattdessen erscheinen:
ein Bericht des Department of Energy über Einsparungen bei Dampf und Brennstoff
Forschung des American Council for an Energy-Efficient Economy
ein Drucklufthersteller
Der Begriff umfasst zwei Produktreihen, die denselben Kältemittelkreislauf nutzen, sich ansonsten aber kaum ähneln. Beide transportieren Wärme, statt sie durch das Verbrennen von Brennstoffen zu erzeugen. In drei Punkten unterscheiden sie sich grundlegend:
01
Betriebstemperatur: Wo die eine Produktreihe endet und die andere beginnt
02
Wärmeträger: Wasser auf der einen, Wasserdampf auf der anderen Seite
03
Wer die Anschaffung freigibt: die Gebäudetechnik oder die Verfahrenstechnik
Bevor Sie gewerbliche Wärmepumpen nach Leistung oder Preis vergleichen, sollten Sie klären, welche Wärmepumpentechnik für den jeweiligen Einsatz erforderlich ist. Eine falsche Wahl kostet einen kompletten Beschaffungszyklus.
Daten und Spezifikationen
Der Zwei-Maschinen-Test
Zwei Fragen klären, welche Maschine Ihr Projekt benötigt.
F1. Verlässt die Wärme die Maschine als Wasser oder als Wasserdampf?
F2. Liegt die erforderliche Vorlauftemperatur bei 75 °C oder darunter oder über 100 °C?
Der Zwei-Maschinen-Test – worauf Ihre Antworten hindeuten
| Ihre Antworten | Maschinenreihe | Typischer Einsatz | Von Koven gefertigt? |
|---|---|---|---|
| Wasser, bis zu 55 °C | Wassergeführte Gebäude-Wärmepumpe | Raumheizung oder -kühlung, Gebläsekonvektoren, Flächenheizkreise, Raumlufttechnische Geräte | Ja – fünf von sechs Produktreihen |
| Wasser, 55–75 °C | Kaskaden-Wärmepumpe für hohe Temperaturen | Prozesswarmwasser, Kesseltausch, Wasch- und Phosphatierlinien | Ja – die KAIA-Kaskadenreihe |
| Wasserdampf oder Wasser über 100 °C | Prozesswärmepumpe | Wasserdampferzeugung, Trocknung sowie Prozesswärme für Zellstoff-, Lebensmittel- und Getränkeherstellung | Nein – einen Prozesswärmespezialisten beauftragen |
Grenzen wassergeführter Systeme von Koven
Alle hier aufgeführten Systeme arbeiten auf der Wasserseite. Koven Air fertigt gewerbliche und industrielle wassergeführte Geräte – keine Anlagen zur Wasserdampferzeugung, keine Systeme mit variablem Kältemittelstrom und keine Splitgeräte für Wohngebäude.
Eine dritte Gruppe sorgt für zusätzliche Unklarheit: Suchergebnisse zu kleinen gewerblichen Wärmepumpen – Rooftop- und Splitgeräten mit 3–10 ton – stehen bei derselben Suchanfrage neben Ergebnissen zu industriellen Hochtemperatur-Wärmepumpen mit Leistungen im Megawattbereich.
Ein Einkauf aus der falschen Produktreihe kostet einen Beschaffungszyklus, denn diese beiden Reihen können einander bei keinem Preis ersetzen.
Temperaturgrenzen und Innovation
Eine zu geringe Temperatur lässt sich nicht durch parallele Geräte ausgleichen – anders als eine zu geringe Leistung, die sich mit zusätzlichen Modulen beheben lässt: Auch 40 Geräte, die höchstens 75 °C erreichen, kommen nicht über 75 °C hinaus.
Die wassergeführten Geräte von Koven Air decken über sechs Produktreihen 65 bis 2.872 kW pro Gerät ab. Auch die obere Temperaturgrenze ist in der Praxis nicht endgültig festgelegt: Die USPTO-Anmeldung US20230288112A1 beschreibt eine modulare, reversible Kaskaden-Wärmepumpe für hohe Temperaturen mit vorausschauender Abtauregelung. Dieselbe Architektur nutzt die KAIA-Reihe, um in der Praxis 75 °C zu erreichen.
ID: US20230288112A1Das Koven-Sortiment – sechs Produktreihen, eine Entscheidung zur Wärmequelle
Die Wahl des falschen Quellentyps birgt ein Risiko, das sich bei der nächsten Überarbeitung nicht beheben lässt. Für jede dieser Maßnahmen sind Tiefbauarbeiten erforderlich, die lange vor der Anlieferung des Geräts festgelegt werden:
ein Erdwärmesondenfeld
ein Verflüssigerkreislauf
ein Brunnen
ein Abwasseranschluss
Die erste Entscheidung betrifft also nicht das Modell, sondern die Wärmequelle, die Sie erschließen können – sie bestimmt den Effizienzbereich, mit dem Sie arbeiten, nicht das Logo auf dem Gehäuse.
Alle sechs Produktreihen entziehen einer Wärmequelle Wärme und führen sie einem Wasserkreislauf zu. Alle sechs lassen sich umkehren und ermöglichen Heizen und Kühlen mit derselben Maschine. Sie unterscheiden sich darin, woher die Wärme stammt und ob Ihre Gewerberäume zugleich Heiz- und Kühlbedarf haben.
System_Logic::Source-Side_Fork
Steht eine stabile Wasserquelle zur Verfügung? Zum Beispiel Brunnenwasser, ein Erdwärmesondenfeld, ein gebäudeseitiger Verflüssigerkreislauf oder ein Prozessabwasserstrom.
[ ZWEIG 01 ] Verfügbare Wasserquelle
F_
Müssen unterschiedliche Zonen gleichzeitig beheizt und gekühlt werden?
JA
→ Wärmepumpen-Kaltwassersatz, 4-Leiter
[ ZWEIG 02 ] Spezifikationen der Wärmequelle
NEIN
Welcher Quellentyp ist geeignet?
• Brunnenwasser oder Gebäudekreislauf → Wasserquelle
• Erdwärmesondenfeld → Erdwärmequelle
• Prozessabwasser → Wasser-Wasser
• Erdwärmesondenfeld → Erdwärmequelle
• Prozessabwasser → Wasser-Wasser
[ ZWEIG 03 ] Keine Wasserquelle
F_
Liegt die Umgebungstemperatur am Auslegungstag unter −15 °C?
JA
→ Kaltes Klima
(Dampfeinspritzung bis −30 °C)
(Dampfeinspritzung bis −30 °C)
NEIN
→ Luft-Wasser
SYS_ID: AW-HP-01
Luft-Wasser-Wärmepumpe
Leistung
65–2.872 kW
COP
3,24–4,43 nach … bewertet
Produktreihe
KAFLG / KAFMH(A)…
Kältemittel
R134a / R410A…
Nutzt Außenluft als Wärmequelle und eignet sich daher für Gebäude ohne nutzbare Wasserquelle, wenn die Auslegungstemperatur über −15 °C liegt.
DATEN ABRUFEN [>]
SYS_ID: HP-CH-02
Wärmepumpen-Kaltwassersatz – 4-Leiter
Leistung
281 kW · 1.060 kW
Gesamt-COP
7,74 – 8,9 Auslegung
Produktreihe
KASG-2xx / KASG-0xxH
Kältemittel
R134a / R1234yf · R410A
Ideal für Hotels, Krankenhäuser und gemischt genutzte Gebäude mit gleichzeitigem Heiz- und Kühlbedarf.
DATEN ABRUFEN [>]
SYS_ID: WS-HP-03
Wasserquellen-Wärmepumpe
Leistung
85–1.913 kW pro Gerät
COP
5,6–6,1 gemessen
Produktreihe
KACWR / KASCMF
Kältemittel
R410A · R134a
Ideal für Gebäude mit vorhandenem Verflüssigerwasserkreislauf oder Brunnenwasserbezug.
DATEN ABRUFEN [>]
SYS_ID: GS-HP-04
Erdwärmepumpe
Leistung
367–1.913 kW pro Gerät
COP
6,1–6,4 gemessen
Produktreihe
KASCMF-Doppelschraubenverdichter
Kältemittel
R134a
Geothermische Wärmepumpe, besonders geeignet für Campusgelände und zentrale Technikräume mit Platz für ein Erdwärmesondenfeld – mit dem höchsten veröffentlichten COP.
DATEN ABRUFEN [>]
SYS_ID: CC-HP-05
Wärmepumpe für kaltes Klima
Leistung
65–150 kW pro Modul
COP
2,51–3,18 verifiziert
Produktreihe
KADFM (Dampfeinspritzung)
Kältemittel
R32 · R410A
Ideal für nördliche Standorte, an denen die Auslegungstemperatur unter −15 °C liegt. Mehrere Geräte werden parallel an einen Kreislauf angeschlossen.
DATEN ABRUFEN [>]
SYS_ID: WW-HP-06
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Leistung
384–1.913 kW Heizleistung
COP
5,0–5,1 gemessen
Produktreihe
KASCMF, 20 Modelle
Kältemittel
R134a
Ideal für Standorte mit Abwasser, Grundwasser oder industrieller Abwärme als Wärmequelle.
DATEN ABRUFEN [>]Heizleistung an kalten Tagen – was in Ihrer Klimazone tatsächlich im Wasserkreislauf ankommt
Ein Leistungszuschlag für eine unbekannte Heizleistung an kalten Tagen macht die Maschine schlechter, nicht sicherer. Das Consortium for Energy Efficiency stellt klar: Eine Überdimensionierung beeinträchtigt die Effizienz von Wärmepumpen stärker als bei anderen HLK-Systemen. Die Folgen lassen sich in vier Punkten zusammenfassen:
häufiges Takten bei geringer Last
schlechte Leistung
hoher Energieverbrauch
geringere Temperaturregelung
Aus der Praxis
Ingenieure dimensionieren trotzdem zu groß, weil Hersteller nur eine einzige Grenztemperatur veröffentlichen und es dabei belassen. Eine Grenztemperatur sagt aus, dass das Gerät bei dieser Umgebungstemperatur noch läuft. Sie sagt nicht, wie viel Wärme dann noch im Kreislauf ankommt.
Jede Wärmepumpe arbeitet weniger effizient, wenn die Wärmequelle kälter wird. In den kälteren Monaten kann die Effizienz stark sinken. Die Heiz- und Kühlleistung bei niedrigen Temperaturen ist die eine Kennzahl, die ein Planungsingenieur nicht vom Typenschild ableiten kann.
Wo die tatsächliche Grenze liegt
Am unteren Ende des Temperaturbereichs ist eine Wärmepumpe für kaltes Klima nur geringfügig besser als eine elektrische Widerstandsheizung. Das Gegenteil zu behaupten, würde alle anderen Zahlen hier infrage stellen. Bei der unten beschriebenen Installation in einem Einkaufszentrum mit 40.000 m² lief der Elektrokessel an 15 Tagen der Heizperiode und deckte 7 % des Jahresenergiebedarfs.
Die Planung für diese 7 % unterscheidet sich grundlegend davon, die Wärmepumpe um 50 % zu überdimensionieren und die ganze Saison über Teillastverluste hinzunehmen.
Die Heizleistungsquote an kalten Tagen
Teilen Sie die Heizleistung bei der Auslegungstemperatur durch die Nennleistung bei 7 °C. Dieser Quotient bestimmt, wie viele Geräte Sie benötigen.
| Produktreihe und Modell | Umgebungstemperatur am Auslegungstag | Gelieferte Leistung ÷ Nennleistung | Gemessene Werte | Grundlage |
|---|---|---|---|---|
| KADFM-020H für kaltes Klima | −25 °C | 53% | 37.05 von 70 kW | Katalog-Nennleistung |
| KADFM-040H für kaltes Klima | −25 °C | 46% | 73.92 von 160 kW | Katalogangabe |
| KADFM-030H für kaltes Klima | −22 °C | 74% | 96 von 130 kW | Projektabnahmetest |
| KAFM-110H012 mit Dampfeinspritzung | −30 °C | 72% | 280 von 390 kW | Projektabnahmetest |
| KAIA-50H-FD Kaskade | −12 °C | ≥82% | Leistungsabfall ≤18 % | Projektabnahmetest |
| Wasserquelle, Erdwärmequelle, Wasser-Wasser | Nicht zutreffend | Keine Abminderung durch Umgebungstemperatur | — | Die Quellentemperatur bleibt ganzjährig stabil |
Jede Quote gilt für das angegebene Modell und die angegebene Wasseraustrittstemperatur. Sie ist keine Zusage für das gesamte Sortiment. Fragen Sie nach der Korrekturtabelle für Ihren konkreten Auslegungspunkt, statt Werte direkt miteinander zu vergleichen.
Warum die Produktreihen mit Dampfeinspritzung besser abschneiden
Beide Produktreihen mit den höchsten Leistungsquoten an kalten Tagen nutzen eine verstärkte Dampfeinspritzung. Eine unabhängige Studie im Rahmen des Wärmepumpenprogramms der International Energy Agency maß bei einer R410A-Maschine mit Flash-Tank-Dampfeinspritzung bei niedriger Umgebungstemperatur rund 30 % mehr Heizleistung und einen um 20 % besseren COP.
Das erklärt physikalisch, warum eine moderate Quote bei −30 °C überhaupt erreichbar ist und weshalb diese hocheffizienten Reihen für kaltes Klima und modulare Systeme getrennt vom Standardangebot an Luft-Wasser-Wärmepumpen spezifiziert werden.
Wärmepumpensysteme im Vergleich zu Kessel und Kaltwassersatz – ein Vergleich auf Basis gemessener Werte
Entscheidend ist nicht ein vom Hersteller angegebener Effizienzfaktor, sondern das Verhältnis Ihres Strompreises zu Ihrem Gaspreis. Wer dieses Verhältnis nicht berücksichtigt, baut seine Wirtschaftlichkeitsrechnung auf dem Tarif eines anderen auf.
Eine Analyse des Regulatory Assistance Project setzt den Schwellenwert bei einem COP von etwa 3 an, verglichen mit einem Gaskessel mit rund 85 % Wirkungsgrad im tatsächlichen Betrieb. Außerdem zeigt sie, dass der Schwellenwert ein Jahrzehnt zuvor bei etwa 3.7 lag, weil die Tarife anders waren.
Wenden Sie die Regel auf Ihren eigenen Tarif an
Teilen Sie Ihren Strompreis pro kWh durch Ihren Gaspreis pro kWh, jeweils einschließlich Lieferung.
Dieser Quotient ist der Heiz-COP, den Sie überschreiten müssen, damit die Betriebskosten sinken.
Vergleichen Sie ihn mit dem COP-Bereich des Quellentyps, den Sie tatsächlich nutzen können – siehe die Produktkarten oben.
Wasserquellen- und Erdwärmepumpen übertreffen ein Verhältnis von 5 deutlich; eine Luftwärmepumpe erreicht es an einem kalten Auslegungstag möglicherweise nicht.
Diese eine Division liefert mehr für Ihre Budgetplanung als jeder Effizienzfaktor, denn sie beruht auf Ihren eigenen Energiepreisen und nicht auf einer vom Hersteller gewählten Prüfbedingung.
Technische Vergleichsmatrix und Markteinblick
| Faktor | Wassergeführte Wärmepumpe von Koven | Gaskessel und separater Kaltwassersatz |
|---|---|---|
| Heizeffizienz | COP 2,51–6,4, abhängig von Quellentyp und Betriebsbedingungen | 0,85–0,95 Verbrennungswirkungsgrad |
| Leistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur | Leistung wird abgemindert – siehe Tabelle der Leistungsquoten | Konstant, unabhängig vom Wetter |
| Gleichzeitiges Heizen und Kühlen | Ja, ein Gerät mit 4-Leiter-System | Nein – zwei Anlagen, zwei Verträge |
| Verbrennung vor Ort, Abgasführung, Gasgenehmigung | Keine | Erforderlich |
| Kältemittel vor Ort | Vorhanden – je nach Produktreihe R32, R410A, R134a, R407C oder R1234ze | Keines auf der Kesselseite |
| Zu wartende Technikräume | Einer | Zwei, mit getrennten Erneuerungszyklen |
| Elektrischer Leistungsbedarf | Höher – Kapazität vor der Entscheidung prüfen | Niedriger |
| Wärmerückgewinnung für Warmwasser | In die KASCMF-Plattform integriert, je nach Modell 115–574 kW | Zusätzliche Ausrüstung |
Ein Kessel, der seine konstante Leistung während eines Kälteeinbruchs hält, bietet einen echten Vorteil, den man nicht verschweigen sollte. Genau deshalb gehört die Leistungsquote in die Auslegungsbesprechung und nicht in eine Fußnote. Dieser Vergleich ist noch relativ neu.
Eine Analyse des American Council for an Energy-Efficient Economy auf Basis der US-Gebäudeerhebung der U.S. Energy Information Administration kommt zu dem Ergebnis, dass Wärmepumpen knapp 11 % der von Heizgeräten in US-amerikanischen Gewerbegebäuden verbrauchten Energie decken. Die Kombination aus Kessel und Kaltwassersatz ist kein seltener Sonderfall aus der Vergangenheit – sie ist noch immer in rund neun von zehn Technikräumen anzutreffen.
Der vollelektrische Weg verändert die Anlagenstruktur: Eine Maschine kann im Winter heizen und im Sommer kühlen. Dadurch läuft der jährliche Energieverbrauch über einen einzigen Zähler und einen einzigen Wartungsvertrag statt über zwei.
Wo die Elektrifizierung zusätzliche Hürden schafft
Auch die Elektrifizierung ist nicht ohne Hürden. Drei Dinge können verhindern, dass eine Wärmepumpe einfach als Ersatz eingesetzt werden kann:
- Der elektrische Anschluss ist für die zusätzliche Last zu schwach und muss deshalb verstärkt werden.
- Die Wärmeverteilung ist nur für Kesselwasser mit hoher Temperatur ausgelegt und erfordert deshalb einen Austausch der Heizflächen.
- Bei den Installationskosten inklusive Anschluss liegt die Verbrennungsheizung weiterhin vorn.
In der Praxis entscheidet selten allein die Effizienz. Während ein Kesseltausch einen gleichwertigen Ersatz darstellt, verändert eine Wärmepumpenanlage mit 115–574 kW zurückgewonnener Wärme auf einmal die hydraulische Auslegung, den elektrischen Anschluss und den Wartungsvertrag. Deshalb gehört der Vergleich bereits in die Konzeptphase einer Produktions- oder Gebäudeerweiterung und nicht erst in die Ausschreibung.
Wenn ein Gebäude deutlich mehr Kühlung als Heizung benötigt, sollten Sie Kaltwassersätze miteinander vergleichen, statt Wärmepumpe und Kessel gegenüberzustellen. Unser Leitfaden zu industriellen Kaltwassersätzen behandelt diesen Bereich.
Möchten Sie die Betriebskosten für Ihren eigenen Kreislauf vergleichen?
Betriebskosten von Wasserquellen-Wärmepumpe und Kessel plus Kaltwassersatz vergleichen →Projektergebnisse – drei Installationen, gemessen über 8 bis 14 Monate
Herkunft der Daten. Dies sind Projektaufzeichnungen von Koven zu Installationen in China, keine von Dritten geprüften Studien. Physikalische Messwerte sind wie aufgezeichnet angegeben. Kosteneffekte werden als Prozentsätze und Amortisationszeiten statt als Geldbeträge ausgewiesen, denn das Ergebnis hängt vom örtlichen Strom-Gas-Preisverhältnis ab, nicht von der Maschine.
Industrie
Autolackiererei – Prozesswarmwasser bei 65 ±0,5 °C
In der Vorbehandlung, beim Phosphatieren und Spülen war konstant 65 °C warmes Wasser erforderlich. Vier Gas-Warmwasserkessel mit je 2 Tonnen hielten die Temperatur auf ±3 °C. Diese Schwankung führte zu einer uneinheitlichen Dicke der Phosphatschicht und einer messbaren Fehlerquote.
Technische Spezifikationen
- Installiert 18 × 185 kW Kaskadengeräte, 3.330 kW Gesamtleistung des Systems
- Erreichte Wassertemperatur 64,7–65,3 °C, Schwankung ≤0,3 °C bei einer Auslegung von ±0,5 °C
- Jahres-COP gemessen 3.62, bei Spitzenlast ≥3.4
- Bei −12 °C Umgebungstemperatur Leistungsabfall ≤18 %, weiterhin 63,0 °C Vorlauftemperatur
- Energiekosten Um 69,9 % gesunken · einfache Amortisationszeit 21 Monate
- Phosphatierfehlerquote 3,1 % → 0,75 %
- Verfügbarkeit 14 Monate in Folge ohne ungeplanten Stillstand
- Umstellung 60 Tage, nur Nachtschichten, Produktion nie unterbrochen
Gewerbe
Großmarkt mit 157.000 m² – Heizen und Kühlen
Ein Kohlekessel musste aufgrund lokaler Luftreinhaltevorschriften entfernt werden. Gleichzeitig meldeten die Mieter im Winter Temperaturen unter 16 °C. Der Betrieb durfte während der Arbeiten nicht stillstehen.
Technische Spezifikationen
- Installiert 174 Module, 22.600 kW Heizleistung und 18.800 kW Kühlleistung
- Bei −22 °C 96 kW pro Modul, 74 % der Nennleistung bei 7 °C
- Saisonaler COP 2.92 beim Heizen, 3.35 beim Kühlen
- Energiekosten Um 43,6 % gesunken · Amortisationszeit 2.97 Jahre
- Dachaufteilung Die Luftvolumenstromsimulation ergab einen Effizienzgewinn von 14 %
- Lieferung 39 Tage von Arbeitsbeginn bis Übergabe, Betrieb ohne Unterbrechung
- Geräusch 54 dB auf dem Dach gemessen, ≤43 dB innerhalb der Geräte
Gewerblich
Einkaufszentrum mit 40.000 m² – Auslegungstemperatur −30 °C
Für extreme Kälte ausgelegt und auf einen stabilen, effizienten Heizbetrieb mit minimalem Bedarf an Zusatzheizung ausgelegt.
Technische Spezifikationen
- Installiert 20 Einheiten mit Dampfzwischeneinspritzung, 5.600 kW
- Bei −30 °C 280 kW je Einheit, 72 % der Nennleistung bei 7 °C
- Jahresarbeitszahl 2.86
- Heizkosten 44 % niedriger · Amortisation in 3 Jahren
- Einsatz der Reserveheizung Elektrokessel an 15 Tagen in Betrieb, 7 % des Jahresenergiebedarfs
- Auswirkungen auf die Nutzer 90 % weniger Beschwerden über die Temperatur
An allen drei Standorten ist es die Verfügbarkeitsbilanz, nicht der Spitzen-COP, auf die sich der Betreiber uns gegenüber beruft. Entscheidend sind eine zuverlässige Leistung während der Heizperiode und die mechanische Langlebigkeit im 24-Stunden-Betrieb – daran wird ein Gebäudeteam tatsächlich gemessen.
Jeder oben genannte Wert stammt aus einem Abnahmetest und wurde mit einer schriftlich festgelegten Auslegungsspezifikation abgeglichen; es handelt sich nicht um eine modellierte Prognose. Deshalb verfehlen auch zwei der drei Anlagen die Spitzenwerte, die eine Broschüre gern versprochen hätte.
Externer Vergleichsmaßstab / Richtwert des DOE
Als externen Vergleichsmaßstab hat das US-Energieministerium in seiner Feldstudie zur Herausforderung für Wärmepumpen in kalten Klimazonen Ergebnisse aus dem Praxisbetrieb verschiedener Hersteller veröffentlicht. Die Studie wurde am Pacific Northwest National Laboratory durchgeführt. Saisonale Werte von 2.86 bis 3.62 mit einer unabhängigen Feldstudie abzugleichen, ist aussagekräftiger, als sie mit den Angaben einer beliebigen Broschüre zu vergleichen.
Gemessen – projektinterne Aufzeichnungen
0Mon.
–
0Jahre
Amortisationszeit
0%
–
0%
Kostensenkung
Amortisationszeit der drei oben beschriebenen Anlagen. Die Unterschiede bei den Energieeinsparungen liegen nicht an der Anlagenqualität, sondern am Betrieb.
- Der Prozesswasserkreislauf läuft 24 Stunden am Tag bei hoher Temperaturdifferenz und amortisiert sich daher am schnellsten.
- Zwei Nachrüstungen für saisonales Heizen amortisieren sich innerhalb von drei Heizperioden.
Hinweis: Die Amortisationszeit in Ihrem Markt hängt vom Preisverhältnis zwischen Strom und Gas ab, nicht von diesen Prozentangaben. Wenden Sie die im obigen Vergleichsabschnitt beschriebene Schwellenregel auf Ihren eigenen Tarif an, bevor Sie einen der hier genannten Werte als Prognose betrachten.
Bewertungsrahmen für industrielle Wärmepumpen
Der Zwei-Maschinen-Test
Bei der Suche nach „industrial heat pump“ werden zwei unterschiedliche Gerätefamilien angezeigt. Zwei Fragen klären, welche davon zu Ihrem Betrieb passt, bevor Sie auch nur eine Leistung oder einen Preis vergleichen.
Bewerten
Entscheidung nach der Wärmequelle
Sechs Produktreihen, eine Entscheidung. Welche Energiequelle Sie der Anlage zuführen können – nicht welche Leistung Sie benötigen – entscheidet, welche Produktreihe infrage kommt und welche Effizienzklasse Sie erreichen.
Grenzwert bestimmen
Das Kaltwetter-Leistungsverhältnis
Jeder Hersteller gibt eine Grenztemperatur an. Fast keiner nennt die Leistung bei dieser Temperatur. Hier gehen wir anders vor: Wählen Sie den gemessenen Betriebspunkt, der Ihrem Auslegungstag am nächsten kommt, und prüfen Sie, welche Leistung tatsächlich im Kreislauf ankommt.
Leistung überprüfen
COP-Schwellenwert – mit Ihrem Tarif, nicht mit unserem
Ob eine Wärmepumpe oder ein Kessel wirtschaftlicher ist, entscheidet nicht ein Effizienzfaktor aus einer Broschüre. Entscheidend ist Ihr Strompreis im Verhältnis zu Ihrem Gaspreis, angepasst daran, wie effizient der Kessel tatsächlich arbeitet.
Kosten berechnen
Gewerbliche Wärmepumpensysteme – häufig gestellte Fragen
Eine Anlage, die Wärme mithilfe eines Verdichters und eines Kältemittels zwischen einem Wasserkreislauf im Gebäude und einer externen Quelle überträgt, statt Wärme durch Verbrennung zu erzeugen. Gewerbliche Wärmepumpen übertragen vorhandene Wärme, anstatt sie zu erzeugen. Deshalb kann die abgegebene Wärmeleistung die elektrische Aufnahmeleistung übersteigen. Durch Umkehrung des Kreislaufs wird dasselbe Gerät zum Kaltwassersatz und kann so das ganze Jahr über heizen und kühlen.
Der Preis richtet sich nach Leistungsklasse, Kältemittel, 4-Rohr-Konfiguration, Wärmetauscherwerkstoff und Umfang der Regelungstechnik, nicht nach einem einzelnen Preis pro kW. Deshalb listet der obige Beschaffungsabschnitt die preisbestimmenden Faktoren statt eines Preises auf. Seien Sie vorsichtig bei online veröffentlichten Preisangaben für gewerbliche Wärmepumpen: Die häufig genannte Spanne von vier bis dreizehntausend Dollar bezieht sich auf leichte gewerbliche Splitgeräte mit 3–10 Tonnen Kälteleistung – eine völlig andere Geräteklasse als ein wassergeführtes Gerät mit 65–2.872 kW. Wer diese Werte miteinander vergleicht, setzt ein Budget an, das ungefähr ein Zehntel des tatsächlichen Betrags ausmacht. Das ist der häufigste Fehler in den ersten Projektanfragen, die uns erreichen.
Die Leistung ist der offensichtliche Unterschied; entscheidender ist jedoch das Wärmeträgermedium. Geräte für Wohngebäude übertragen Wärme meist über ein Split-System an die Luft. Die auf dieser Seite beschriebenen gewerblichen Wärmepumpensysteme übertragen Wärme dagegen an einen Wasserkreislauf, der Gebläsekonvektoren, Raumlufttechnische Geräte oder Flächenheizkreise versorgt. Dieser Wasserkreislauf ermöglicht es einer einzigen Anlage, gleichzeitig zu heizen und zu kühlen und dabei mehr als ein Dutzend Zonen zu versorgen. Solche Anforderungen werden an Geräte für Wohngebäude nicht gestellt.
Nutzen Sie die obige Entscheidungshilfe zur Wärmequelle. Es gibt keine einzelne gewerbliche Wärmepumpe, die für alle sechs Produktreihen die beste Wahl ist. Wenn zwei Optionen infrage kommen, entscheidet der Umfang der baulichen Arbeiten und nicht die Heiz- und Kühllösung selbst.
Gehen Sie von der berechneten Gebäudelast und nicht von der Fläche aus. Wenden Sie dann das Leistungsbereitstellungsverhältnis für die Außenlufttemperatur am Auslegungstag auf die Nennleistung an. Die meisten überdimensionierten Anlagen entstehen, wenn nach Faustregeln ausgelegt wird. Überdimensionierung senkt die Effizienz während der gesamten Heizperiode und nicht nur am kältesten Tag.
Ein überdimensioniertes Gerät taktet bei geringer Last, hält die Temperatur weniger präzise und verbraucht über das Jahr mehr Energie als ein passend ausgelegtes Gerät. Die auf dem Papier vorsichtig wirkende Leistungsreserve schlägt sich daher Monat für Monat in den Kosten nieder.
Bleibt nach der Korrektur an den zwei oder drei kältesten Tagen eine Leistungslücke, decken Sie diese mit einer Zusatzheizung ab, statt ein größeres Gerät einzusetzen.
Nein – das schafft keine Wärmepumpe. Lieferanten, die etwas anderes nahelegen, beschreiben eine Grenztemperatur und keine tatsächliche Leistung. Die Tabelle zum Leistungsbereitstellungsverhältnis oben zeigt Messwerte bei −12, −22, −25 und −30 °C. Damit können Sie die Leistungsreduzierung bei der Auslegung berücksichtigen, statt eine Reserve schätzen zu müssen.
„Die Luftwärmepumpe schafft es nicht, das Haus auf eine angenehme Temperatur zu bringen, und kommt mit dem Warmwasser kaum zurecht“ – eine Beschwerde, die immer wieder auftritt, wenn eine Wärmepumpe nur für die Raumheizung ausgelegt wurde. Die meisten Koven-Produktreihen liefern Wasser mit 40–55 °C. Das eignet sich für die Vorwärmung, liegt jedoch unter der vom Centers for Disease Control and Prevention empfohlenen Speichertemperatur von 60 °C, um Legionellen in gespeichertem Trinkwasser zu bekämpfen. Kombinieren Sie sie daher mit einer Zusatzheizung, sehen Sie zusätzlich eine dedizierte gewerbliche Warmwasser-Wärmepumpe vor oder wählen Sie die Kaskadenreihe, die 75 °C erreicht.
Nein. Alle hier verwendeten Zahlen stammen aus Koven-Katalogspezifikationen oder aus einem Projektabnahmetest und sind entsprechend gekennzeichnet. Wenn Ihre Spezifikationsunterlagen eine AHRI-Leistungsangabe verlangen, sollten Sie diesen Punkt im Projektumfang ansprechen: Eine solche Zertifizierung haben wir bislang nicht erhalten.
