Funktionsprinzip der ACALOR-Luftwärmepumpe mit Direktkondensation

Im Verdampfer im Außenbereich sind ca. 80 m Kupferrohre installiert. Durch diese fließt das Kältemittel flüssig in den Verdampfer. Der Lüfter auf dem Verdampfer lässt die Außenluft um die Rohre strömen. Dabei nimmt das Kältemittel die Energie aus der Luft auf und wird gasförmig.

Dies funktioniert bei ACALOR auch bei Außentemperaturen von -30 °C und kälter. Betriebskostenintensive Elektrozusatzheizstäbe sind nicht vorhanden, weil sie nicht erforderlich sind.

Das Kältemittel wird durch die Aufnahme der Wärmenergie gasförmig. Nun wird in der Wärmepumpe das gasförmige Kältemittel verdichtet (der Druck wird erhöht) und dadurch die Temperatur erhöht. Hierbei wird elektrische Energie benötigt.

Das gasförmige und heiße Kältemittel wird anschließend direkt, d. h. ohne Vermittlung durch einen Wärmetauscher, ins Haus geführt. Die Übertragung in einem Wärmetauscher ist verlustreich. Der zusätzliche Wasserkreislauf benötigt eine Wasserpumpe, aufwändige Steuerung und Regelung, sowie eine Vielzahl von Thermostaten.

Diese, auch wartungsintensiven Komponenten, entfallen komplett bei der ACALOR-Luftwärmepumpe.

Die anfängliche Überhitzung, die bei herkömmlichen Wärmepumpen ungenutzt „verpufft“, wird bei ACALOR eingesetzt, um das Brauchwasser zu erwärmen. Hierzu fliest das Kältemittel im Haus zuerst in außenliegenden Kupferrohren um den Edelstahlspeicher. Dies bewirkt, dass das Brauchwasser OHNE weitere Zusatzkosten auf über 65 °C erwärmt wird. Legionellenschutz ist somit sichergestellt. Die Brauchwassererwärmung hat immer Vorrang, damit zu jeder Zeit ausreichend heißes Wasser zur Verfügung steht.

Nach dem Erwärmen des Brauchwasserspeichers gelangt das Kältemittel in den Heizkreisverteiler und wird in die einzelnen Heizkreise geführt. Der Transport des Kältemittels erfolgt durch den Betriebsdruck im Gesamtsystem. Zusätzliche Pumpen sind nicht erforderlich. Das Kältemittel hat die Energie latent gespeichert und gibt die Wärme ab, indem es im Fußboden flüssig wird (Direktkondensation). Dies hat einen wesentlichen Vorteil bei der Wärmeverteilung. Der Boden wird nur an den Stellen erwärmt, die noch kühl sind. Bereits warme Bereiche werden nicht weiter erwärmt.

Homogene Wärmeverteilung im Raum durch Direktkondensation

Die Abgabe von Wärme erfolgt durch Verflüssigung des Kältemittels. Dies geschieht immer an der Stelle des Bodens, wo der geringste Widerstand ist. An der kältesten Stelle des Raumes, auch wenn diese in der entferntesten Ecke ist, wird die meiste Warme abgegeben. Wenn der Boden dort erwärmt ist, erhöht sich der Widerstand und es wird keine weitere Wärme abgegeben.

Ein einfaches Beispiel zur Verdeutlichung: Wenn Sie duschen kondensiert Wasserdampf am kalten Fenster oder am Spiegel. Die Luft kondensiert an der kältesten Stelle des Raumes, nämlich am Fenster oder Spiegelglas aus und gibt dort Warme ab. Ohne Steuerung, ohne Regelung, einfach aufgrund physikalischer Prinzipien.

Genau dies passiert im Estrich. So entsteht eine absolut homogene Wärmeverteilung im Raum und somit eine zu 100% gesunde, gleichmäßige Wärme. Luft- und Staubverwirbelungen aufgrund unterschiedlicher Temperaturzonen gibt es bei ACALOR praktisch nicht. Dadurch ist die Temperatur unter der Decke fast identisch mit der Temperatur am Boden. Es wird nicht die Luft erwärmt, sondern die Hüllflächen. Menschen merken den Unterschied sofort, wenn sie den Raum betreten.

Wenn die Wärme im Boden abgegeben worden ist, ist das Kältemittel wieder flüssig und wird durch das nachströmende gasförmige Kältemittel zurück zum Heizkreisverteiler und von da wieder in den Außenbereich transportiert. Es wird wieder vorbereitet für das erneute Verdampfen und fliest wieder flüssig in den Verdampfer, um dort erneut Energie aus der Luft aufzunehmen.

Dieser geschlossene Kreisprozess wird kontinuierlich durchlaufen, bis das Haus die gewünschten Temperaturen erreicht hat und die Wärmepumpe über das Thermostat im Haus abgeschaltet wird.

Im Sommerbetrieb, wenn keine Wärme im Haus benötigt wird, ist die Anlage nur kurzzeitig zur Erwärmung des Brauchwassers über ein separates Thermostat am Brauchwasserspeicher aktiviert.

Zudem ist im Sommer optional eine echte Kühlung des Hauses möglich. Das Kältemittel verdampft dann im Boden, entzieht dem Haus die Wärme und führt diese draußen über den Verdampfer ab. Dies ermöglicht eine echte Kühlung des Hauses, also z. B. eingestellte 23 °C auch bei sehr hohen Außentemperaturen.

Echte Kühlfunktion

Bei der Kühlung wird das Funktionsprinzip komplett umgekehrt. Das Kältemittel gelangt flüssig ins Haus, verdampft im Boden und entzieht dem Boden dabei Wärme. Dies geschieht mit sehr hoher Kühlleistung von bis zu 50 W/m². Mit wassergeführten Systemen wäre das undenkbar. Das energiereiche verdampfte Kältemittel wird nach außen geführt und die Wärme über dem Lüfter im Außenbereich abgeführt.

Wenn Sie die Hand über den Lüfter der Außenanlage halten, merken Sie, dass die abgeführte Luft sehr warm ist.

Der kühle Boden regelt dann die Temperatur im Raum herunter, auch hier wie beim Heizen über die abstrahlende Fläche. Damit auf dem kühlen Boden keine Feuchtigkeit auskondensiert, regelt die Sondersteuerung den Betrieb so, dass langsam und gleichmäßig runter gekühlt wird. Wir empfehlen daher, die Kühlfunktion grundsätzlich den ganzen Sommer über zu aktivieren. Das System wird dann über den Thermostat aktiviert, wenn die Raumtemperatur leicht angestiegen ist und schaltet automatisch ab, wenn die eingestellte Solltemperatur erreicht ist.

Da der Wirkungsgrad beim Kühlen sehr hoch ist, sind die Betriebskosten für den Kühlbetrieb niedriger, als für ein einziges herkömmliches Klimagerät für einen Einzelraum.

Die spezielle Steuereinheit sorgt dafür, dass auch im Kühlbetrieb jederzeit heißes Brauchwasser zur Verfügung steht. Eine Nachrüstung der Kühlfunktion bei bestehenden Anlagen ist möglich. Es ist allerdings deutlich günstiger, wenn die Kühlfunktion direkt beim Neubau mit eingebaut wird, da der nachträgliche Umbau zusätzlichen Montageaufwand erfordert.

Der Nutzer hat mit der Kühlfunktion somit mehrere Vorteile in einem System vereint:

  • Echte Kühlfunktion: Sie stellen eine Temperatur ein z. B. 23 °C und diese wird auch bei langen Hitzeperioden gehalten.
  • Gesundes Kühlen: Keine Zugerscheinungen, keine Verkeimung wie bei herkömmlichen Klimaanlagen.
  • Sehr niedrige Betriebskosten: Zwischen 100 und 200 Euro im gesamten Sommer und keine Wartungs- und Reinigungskosten.