Vereisung und Enteisung von Luftgekühlten Wärmepumpen

Vereisung von Luft-Verdampfern
In der Verhinderung der Vereisung bei Luft-Verdampfern, wie Sie bei Wärmepumpen eingesetzt werden, besteht ein grosses Potential für die Effizienzsteigerung von Wärmepumpen. Sowohl die Enteisung von Verdampfern mittels «Kreislaufumkehrung» als auch mittels «Heissgas-Abtauung» resultiert in einer höheren Stromaufnahme und grenzt sich auch akustisch deutlich vom Normalbetriebs einer Wärmepumpe ab.

Eine auf dem Verdampfer ausbildende Eisschicht behindert den Wärmeaustausch, zwischen der am Verdampfer vorbeiströmenden Luft und dem Kältemittel. Bei dicker werdender Eisschicht kommt der Wärmeaustausch komplett zum Erliegen.

Faktoren die Enteisungs-Zyklen beeinflussen sind:

Aufstellort
Montage der Wärmepumpe an einer vor Wind geschützten Stelle
Wind und gleichzeitig feuchte Luft führen zu Benetzung des Verdampfers und damit zur Reifbildung.

Verhinderung der Aufstellung der Wärmepumpe in unmittelbarer Nähe von Gewässern. Durch die Erhöhte Umgebungs-Feuchte verstärkt sich auch die Reifbildung. Diese Massnahme verhindern die Eisbildung nicht. können aber die Intervalle reduzieren.

Systemsteuerung
Viele Wärmepumpen haben Standard mässig eine Sperrzeit zwischen den Enteisungs-Zyklen von rund 1.5 Stunden. Bei sehr nasskalter Witterung kann dies zu einem grösseren Aufbau einer Eisschicht führen da die Enteisungs-Zyklen zu weit auseinander liegen. Durch die Verkürzung der Sperrzeit kann dies verhindert werden.

Verdampfer Konstruktion
Vergrösserung der Lamellen-Abstände bei den Verdampfer, die in der Regel bei 1.5 bis 2 mm liegen, auf 5 bis 12 mm. Hier ist zu erwähnen, das kleineren Lamellenabstände in grösserer Leistung resultieren und Verdampfer bei grösseren Abständen für die gleiche Leistung eine wesentlich grössere Dimension aufweisen. Bei kleinen Lamellenabständen kann eine kleine Erhöhung der Lufteintrittsgeschwindigkeit durch Kanalisation der eintretenden Luft zu einer besseren Wärmeübertragung führen und kann damit zu einem Verzögerten Reif-Aufbau führen.

Verdampfer Beschichtung
Ein Blick in das Register der Europäische Patentdatenbank, zeigt zahlreiche Patentanmeldung zu Beschichtung von Luft-Verdampfern mit Chemischen Beschichtungen und Nano-Partikel.

Insbesondere die Beschichtungen zu super hydrophoben Oberflächen, auf denen Wassertropfen einen Kontaktwinkel von mindestens 150° bilden und als Wassertropfen mit typischerweise 10 µl bereits bei einem Kippwinkel von weniger als 10° abrollen scheinen viel Versprechend. Entscheidend wird hier sein, wie lange solche Schichten, unter verschieden Atmosphärischen Einflüssen Ihre Wasser und Eis abweisende Eigenschaft behalten. Der Preis der Beschichtung und die ideale Geometrie der Verdampfer sind hier sicher weitere Punkte die entscheidend sind.

Geräuschentwicklung

Beachten Sie das der Lärmpegel von Wärmepumpen kurz Vor- und Während- der Enteisung wesentlich höher sein wird, als der in den Prospekten ausgewiesene Durchschnittswert. Für viele Wärmepumpen Besitzer, die Ihre Anlagen im Frühjahr in Betrieb nehmen ist der erste Enteisungs-Zyklus ein Schreckmoment, da dabei die Drehzahlen der Ventilatoren und Kompressoren auf Volllast gehen und entsprechende Lärmemissionen erzeugen.

Ab Aussentemperaturen ab +7°C sind alle Luft-Wärmepumpen relativ leise und fallen auch nicht in den Enteisungsmodus.

Die Schallemissionen wird bei einer Reduktion der Aussentemperatur von +7 (auf +7°C basieren die meisten Prospekt Angaben) auf -5°C um 7 dB(A) und bei einer Erhöhung der Wassertemperatur von 35 auf 55°C um 5 dB(A) lauter werden.

Noch etwas bei kleinen Wärmepumpen führt der Enteisungsprozess zu keiner massiven Erhöhung des Energieverbrauches. Bei Grosswärmepumpen, zum Beispiel ab 100 kW Leistung, ist der Enteisungsvorgang durchaus ein Energie-Intensiver Prozess. Dies einerseits durch die Energie die für die komplette Enteisung nötig ist und anderseits für die Kompensation des Wärmeverlustes im Gebäude nach dem Enteisungsvorgang.