Vitocal 250 AH, einfrieren Verdampfer

[MB23]

Hallo,

habe eine Vitocal 250 AH Hybrid mit einem Gasbrennwertkessel.

Der Bivalenzpunkt war auf  -5° eingestellt. Die Außentemperatur war nachts ca.  -4°. Der Regelbetrieb war probeweise monovalent, so das nur die WP lief. Die reduzierte Raumtemperatur ist 17°. Dann ist über Nacht der Verdampfer eingefroren. Klar die durchströmte Luft kondensiert und friert.

Aber das muss doch von der WP verhindert werden.

Wie verhalten sich denn die Wärmepumpen die ohne Unterstützung eines Heizkessels laufen?

Mit freundlichen Grüßen

[Joshy-1]

Die Abtauung läuft I.d.R. über Kreislaufumkehr. Den Gasmesser brauchtest dazu nicht.

Das heißt das vorher erwärmte Wasser (bestenfalls aus deinem Speicher) wird durch eine Umschaltarmatur zurück zur WP geleitet und taut den Verdampfer ab.

Wenn das nicht klappt, kann es sein, dass du entweder keinen Pufferspeicher hast (dann müsste die Wassermenge aus den Rohrleitungen ausreichen, um den Verdampfer aufzutauen) oder er ist schlicht zu klein und/oder die Wassertemperatur zu niedrig.

Ich habe eine Vitocal 250 AH mit 600 l Pufferspeicher (weil meine Fußbodenheizung nur eine geringe Wassermenge beinhaltet). Dadurch läuft sie sehr konstant mit minimalen Stromwerten (COP fürs Heizen bei 0° AT liegt über 4) durch und taut den Verdampfer binnen 2-3 Minuten wieder auf.

Wenn du einen großen Speicher hast und es trotzdem nicht funktioniert, könnte es z.B. auch an der Funktion der Umschaltarmatur liegen….wäre aber ungewöhnlich.

[MB23]

danke für deine Antwort.

Die WP scheint dann nicht im Umkehrprinzip zu laufen.

Einen Pufferspeicher habe ich nicht, nur den kleinen Puffer im Innengerät.

Der Verdichter lief mit hoher Leistung und erzeugte eine sehr hohe Kältemitteltemperatur, die lag bei fast 90°. 

Auch die Ventilatoren liefen mit recht hoher Leistung.

Der Bivalenzpunkt wurde auf +3° erhöht. Letzte Nacht ist der Verdampfer wieder eingefroren.

Anbei das Kälteschema vom 1. Einfrieren bei  -1°.

[Joshy-1]

Also alleine schon die hohe Kältemitteltemperatur und der angezeigte, niedrige Kältemitteldruck passen überhaupt nicht zusammen. 

Bei 15 bar sollte das (nach dem Verdichter) leicht überhitzte) Kältemittel eine Verdampfungstemperatur von ca. 50-60°C haben (oben rechts).

Dann gibt das Kältemittel seine Wärmeenergie (Enthalpiedifferenz unten auf der x-Achse) im Kondensator an das Heizeasser ab und erwärmt es (oben links)

Dann wird das kühlere, verflüssigte Kältemittel über eine Drossel entspannt (der Druck wird wieder abgebaut), dabei wird das Kältemittel kälter zur erneuten Aufnahme von Wärme im Verdampfer (horizontal bei dem niedrigen Druck von unten links nach unten rechts = größere Enthalpiedifferenz).

Dann wird das verdampfte Kältemittel wieder durch den Verdichter so weit verdichtet (Druck erhöht - an der rechten Seite des Diagramms von unten rechts nach oben rechts), bis die zur Wassererwärmung benötigte Temperatur erreicht ist (rechts oben).

Dann beginnt der Kreislauf von neuem.

Laut p-h-Diagramm für Propan kann man eine Temperatur von fast 100°C nur im überkritischen Bereich schaffen. Der Druck dazu müsste bei 30-40bar liegen - und nicht bei 15°C.

Kann es sein, dass du einen hohen Strombedarf hast und die thermische Leistung rel. niedrig ist? Bei meiner Vitocal 250 AH  liegt der COP bei 0°C AT beim Erwärmen des Heizwassers auf 45°C ungefähr bei 4.

Ggf. Mal nachschauen lassen, ob die Propanmenge zu gering ist, denn wenn der Verdichter 99% Leistung steht und nur 15 bar erreicht werden, stimmt was nicht. Dann könnte es ggf. auch wegen der zu geringen Kältemittel-Umlaufmenge zum unverhältnismäßigen Druckanstieg kommen (sehe ich aber im Moment nicht bei dir) und dann zur besagten Überhitzung (99°C) kommen und in Folge der kleinen Menge auch zu einer übermäßigen Abkühlung und damit Vereisung im Verdampfer. 

Aber wenn die Kreislaufumkehr gar nicht geht (was ich nicht ganz glauben kann), stimmt ohnehin was nicht - das Ventil unten rechts in deinem Schema sollte dann nämlich umschalten.

Der kleine Puffer im Aussengerät ist natürlich auch sehr wenig zum Auftauen. 40°C sollten aber reichen.

Anbei das Propan p-h-Diagramm mit meinem Eintrag bei 60/70°C Kältemitteltemperatur (einfach ignorieren ).

[Svulf]

Moin Joshy,

ich glaube hier wird nicht der Verflüssigungsdruck sondern die Verdichtungsendtemperatur anzeigt.

[Joshy-1]

Die Verdampfungs- bzw Kondensationstemperatur ist direkt mit dem Druck verknüpft. Das lässt sich nicht voneinander trennen. Wie bei Wasser 

0,1 bar = 45°C

1 bar = 100° C

15 bar = 200°C

Aber was willst du mit der Aussage denn „eigentlich“ sagen?

[Svulf]

Du liest die Übersicht falsch.

unten wird die Verdichtungsendtemperatur angezeigt (88 Grad Celsius)

die Verflüssigungstemperatur liegt bei 39,3 Grad Celsius (wird oben angezeigt). 
Somit sieht der Kältekreis nicht sooo schlecht aus. 

[Joshy-1]

So einfach ist die Sache mit der Thermodynamik auch nicht. 

Das Kältenittel wird vom Verdichter auf 15 bar verdichtet. Dabei steigt die Temperatur des Kältemittels auf 88°C und kühlt sich durch Wärmeabgabe an das Heizwasser im Kondensator von 40,2 auf 43,6°C erwärmen? auf 38,3°C ab. Das ist aber NICHT die Kondensationstemperatur, sondern die unterkühlte Kältemitteltemperatur.

Denn wie sollte das 38,3°C warme Kühlmittel das Heizwasser von 40,2 auf 43,6°C erwärmen?

Ergo muss die Kondendationstemperatur direkt mit dem Kondensationsdruck korrelieren und die ist bei 15 bar ca. 45/46°C.

Das passt dann auch wieder zu den Heizwassertemperaturen.

Nach dem Kondensator wird der Kältemitteldruck entspannt, dabei kühlt es sich wieder auf tiefe Minusgrade ab, sodass es im Verdampfer wieder Wärme von der Aussenluft aufnehmen kann. Dann beginnt der Kreislauf mit der Verdichtung und der Wärmeabgabe an das Heizwasser.

was mich nur wundert sind die 99% Verdichterleistung und die hohe Überhitzungstemperatur bei 15 bar Kältemitteldruck und 45°C Kondensationstemperatur.

Was macht wohl der Verdichter dann bei -10°C Außentemperatur…. und einer benötigten Vorlauftemperatur von 55-60°C…? Über 100% wird’s dann schwierig!

[Vitocal-200]

Könnte für solch eine Ursache auch ein nicht ordentlich herausgedrehtes Schraderventil in der Inneneinheit die Ursache sein?

[MB23]

Hallo zusammen,

vielen Dank für eure Ratschläge und Beurteilungen. Da der Bivalenzpunkt jetzt auf +4° steht und die Außentemperaturen im Plus-Bereich lagen,  ist der Verdampfer seitdem nicht mehr eingefroren. 

Die Anlage ist erst seit 2 Monaten im Betrieb. Da gehe ich von aus, dass alle Komponenten und die Propangasmenge in Ordnung sind.

Anbei nochmal ein Kälteschema. 

Meist läuft die WP mit etwa 4kW Leistung, habe aber auch schon mal eine kurzzeitige Leistung von bis zu 18kW beobachtet ohne erhöhte Leistungsanforderung. Dazu lief noch kurz der Brennwertkessel.

Ich warte allerdings auf eine Rückmeldung von Viessmann, wurde wohl ein Ticket geschrieben.