Blog Split-Klimaanlage

Winfried Mueller :: reintechnisch.de

19.03.2023 :: Konsole Fischer KSU

Was ist eine gute Wandkonsole für eine Split-Klima? Preisgünstige Konsolen sind meist aus recht dünnem Blech gebogen und lackiert. Im Profibereich werden in Deutschland oft sehr stabile Konsolen aus C-Profil genutzt. Die Fischer KSU ist so eine Konsole. Sie besteht aus sehr stabilem C-Profil. Schrauben und spezielle Nutmuttern sind auch dabei.

Ein Vorteil dieser Konsole ist, dass man beide Tragarme auch nach Befestigung in der Höhe verstellen kann. Selbst wenn man die senkrechten Träger nicht genau in der Höhe angeschraubt hat, kann man das später noch justieren. Auch lässt sich die Anlage in gewissen Grenzen noch in der Höhe verstellen. Der ganze Aufbau wirkt sehr stabil und langlebig.

Die Befestigung muss sicher mit 4 Verschraubungen gelingen, wobei die oberen beiden die Hauptlast tragen. Für weitere Schrauben ist nichts vorgesehen, man kann aber durchaus das senkrechte C-Profil zusätzlich befestigen, weil es mehrere Langlöcher hat. Wenn man Injektionsmörtel und Gewindestangen nutzt, sollte man aber mit den 4 Verschraubungen auskommen.

Ein Nachteil dieser Konsolenform ist, dass die Breite nicht variabel ist. Man muss den Abstand der Tragarme also an die Klimaanlage anpassen. Wird später mal eine andere Anlage installiert, passt recht wahrscheinlich dieser Abstand nicht mehr. Dann müsste man zumindest einen senkrechten Träger abschrauben und neu setzen. Oder aber man befestigt 2 weitere C-Schienen quer auf die Tragarme, dann ist man hier wieder flexibel.

Ein weiterer Nachteil ist, dass es keine Justagemöglichkeit vorgesehen ist, wo man die waagerechte Lage der Tragarme einstellen kann. Ist die Wand also nicht genau senkrecht, sind auch die Tragarme nicht genau waagerecht. Sehr unschön, wenn es bei beiden Tragarmen dann unterschiedlich läuft. Aber wenn man das weiß, kann man sich einfach behelfen. Man braucht dafür nur ein paar größere Unterlegscheiben, die man an den senkrecht angeschraubten Wandhaltern oben oder unten unterlegt.

Die Gummipuffer, auf denen das Gerät montiert wird, müssen auf der Unterseite zur Konsole eine 8 mm Gewindestange haben. Diese lassen sich nur von Hand festziehen, weil man von unten keine Mutter hat, die man anziehen kann. Hier läuft ja eine Nutmutter (Gewindeplatte), die mit einem Kunststoffkäfig vor dem Herunterfallen gesichert ist. Ein handfestes Anziehen sollte aber ausreichen. Von oben werden die Puffer ja über eine echte Mutter am Außengerät gesichert. Typisch nutzt man hier eine Stoppmutter.

Tipp: Die oberen Befestigungsschrauben sollte man nicht im obersten Loch der Schiene anbringen, weil sonst das darüberliegende Blech oben übersteht.

Preislich liegt die Fischer Konsole KSU bei 80-100 Euro.

Fischer ist nicht der einzige Hersteller dieser Bauform aus C-Profilen. Weitere Hersteller wären z.B. Müpro und Würth, Stabilo-Sanitär, Remko.

Weblinks:

22.01.2023 :: Missstand Fernbedienung vs. App

Bei vielen Split-Klimageräten gibt es derzeit einen ziemlichen Missstand in der technischen Umsetzung Fernbedienung vs. App. Das hat historische Gründe.

Die Fernbedienungen sind in aller Regel auf Infrarotbasis und können nur senden, nichts empfangen. Sie funktionieren ähnlich, wie auch Fernseh-Fernbedienungen. Allerdings senden sie mit jedem Tastendruck immer alle Einstellungen, die man an dieser Fernbedienung gemacht hat. Nur so kann man Anlagenzustand und Displayanzeige der Fernbedienung dauerhaft synchron halten.

Früher hatten die Geräte nur diese Fernbedienung und alles war gut, funktionierte also hinreichend auf diese Weise. Dann kamen die WLAN-Module und die Apps zur parallelen Steuerung. Nun kann man also auch über die App alles einstellen.

Das großes Problem ist: Die Fernbedienung weiß davon nichts, sie kann ja nur senden und nichts empfangen. Damit kann die Fernbedienung sich nicht mit den App-Einstellungen synchronisieren. Hat man also mit der App die Anlage auf eine gewisse Weise eingestellt und drückt dann nur einmal eine Taste der Fernbedienung, übernimmt die Anlage alle Einstellungen der Fernbedienung. Alle Einstellungen über die App sind dann weg. Das ist natürlich ziemlicher Murks.

Insofern kann man eine Anlage nur sinnvoll nutzen, wenn man sich entscheidet: Ausschließlich mit Fernbedienung oder ausschließlich mit App arbeiten.

Blöd ist nun noch: Über die App kann man mitunter Dinge einstellen, die über die Fernbedienung nicht möglich sind. Diese zusätzlichen Einstellungen werden dann mitunter aber auch wieder gelöscht, sobald man die Fernbedienung nutzt. Hat man in der App also Zusatzfunktionen, die man gerne nutzen möchte, will aber normal nur mit Fernbedienung arbeiten, geht das nicht. Da bliebe nur, ein altes Smartphone nur für die Bedienung der Anlage auf den Tisch zu legen, was dann alle Familienmitglieder als Fernbedienung nutzen. Oder alle nutzen ihr eigenes Smartphone und haben es immer griffbereit.

Technisch gesehen müssten die Hersteller jetzt eigentlich einen wichtigen Schritt machen: Infrarotsystem beerdigen und die Fernbedienungen über Funk anbinden, was auch bidirektional funktioniert. Die Fernbedienung muss also senden und empfangen können.

23.12.2022 :: Gummipuffer

Bei Temperaturen über Null laufen die MHI Außengeräte recht leise, man nimmt sie kaum wahr. Unter Null läuft aber der Lüfter auf hoher Drehzahl und auch der Kompressor läuft öfters im höheren Bereich. Dabei koppelt man sich schnell unschönen Körperschall in die Fassade ein. In der Regel ist das ein recht tiefes Brummen.

Die Gummipuffer zwischen Geräte und Konsole haben entscheidenden Einfluss, wie stark solche Vibrationen eingekoppelt werden. Leider ist der Markt an Gummipuffern noch nicht so richtig entwickelt, man findet also keinen Lieferanten, der einem 10 Gummipuffer mit genauen Beschreibungen über das Dämpfungsverhalten anbietet. Man findet oft überhaupt nichts an Information, wie gut ein Puffer dämpft.

Genaugenommen geht es nicht um Dämpfung. Dämpfung würde heißen, dass wir die Vibrationen des Außengerätes minimieren wollen, in dem Bewegungsenergie im Puffer in Wärmeenergie gewandelt wird. Damit dies ein Puffer kann, müsste er sich an der Konsole abstützen, leitet damit dann aber auch mechanische Energie in die Wand ein. Genau das wollen wir ja nicht.

Worauf es hier ankommt, ist eine Entkopplung. Das Außengerät darf also weiter vibrieren, diese Vibrationen sollen nur möglichst wenig in die Konsole eingekoppelt werden.

Je weicher ein Dämpfer ist, um so besser entkoppelt er auch. Allerdings nimmt damit auch die Tragfähigkeit und die mechanische Stabilität ab. Man muss also einen guten Kompromiss finden.

Viele Puffer sind eher in Richtung mechanische Stabilität optimiert. Sie haben typisch eine Shore Härte von 50-55°. Ich hab jetzt welche ausprobiert in Shore 45°. Der Unterschied ist schon gravierend. Damit lässt sich viel erreichen.

Derzeit nutze ich zylindrische Puffer in den Abmessungen 30x30. Die sind von der Stabilität schon etwas grenzwertig. Vor allem kann die Konsole seitlich schwingen. Das könnte man durch zusätzliche Stabilisierung der Konsole über ein Diagonalkreuz verhindert. Besser werden vermutlich Puffer in 40x40 mm sein.

Gekauft habe ich sie hier:

Die Qualität erscheint mir gut.

23.12.2022 :: Wie die Fernbedienung funktioniert

Die meisten Fernbedienungen von Split-Klimaanlagen funktionieren nach dem gewohnten Prinzip: Am Kopf der Fernbedienung sitzt eine Infrarot-Diode, die optisch Signale an die Inneneinheit sendet. Die Inneneinheit hat dafür einen IR-Empfänger.

Die Fernbedienung eines Fernsehers schickt bei jedem Tastendruck nur ein Kommando rüber. Man könnte auch sagen, einfach einen Tastencode. Damit kann der Fernseher dann eine entsprechende Aktion ausführen.

Hier kennt man es auch: Es kann immer mal wieder passieren, dass der Fernseher den Tastendruck nicht annimmt, weil er das Signal nicht richtig empfängt. Diese Infrarotstrecke ist also fehleranfällig. Man muss z.B. hinreichend gut zielen.

Bei der Fernbedienung des Klimagerätes wären Fehler deutlich problematischer. Beispiel: Man schaltet die Funktion "SILENT" ein. Auf der Fernbedienung selbst wird das Symbol für "SILENT" auch angezeigt. Doch wie kann man sicher sein, dass auch das Innengerät diesen Befehl korrekt erhalten hat? Dafür gibt es in der Regel am Innengerät keine Leuchtiode oder Display. Auch gibt es keine Rückkanal, wo das Innengerät der Fernbedienung melden könnte, dass es den Befehl empfangen hat.

Es könnte also sein, dass dieser Befehl nicht korrekt angekommen ist. Dann sind Fernbedienung und Innengerät nicht synchron. Die Fernbedienung zeigt Silent an, aber das Gerät läuft überhaupt nicht mit Silent.

Das das möglich ist, kann man selber gut ausprobieren. Einfach die Sende-IR-LED zuhalten und mal auf "Silent" drücken. Dann zeigt die Fernbedienung auch Silent an, aber die Anlage ist definitiv nicht im Silent-Mode.

Es wäre also denkbar, dass zahlreiche Einstellungen, die ich an der Fernbedienung gemacht habe, gar nicht beim Innengerät angekommen sind. Das würde regelmäßig für Verwirrung sorgen.

Um dem entgegen zu wirken, gibt es als erstes einen Quittungston am Innengerät. Kommt also ein Tastendruck an der Fernbedienung wirklich an, piepst das Innengerät. Darauf sollte man achten.

Die eigentliche Absicherung kommt aber über eine völlig andere Funktionsweise der Fernbedienung zu Stande. Diese übermittelt bei einem Tastendruck nicht nur den aktuellen Tastencode. Sie übermittelt bei jedem beliebigen Tastendruck die komplette Konfiguration, also alles, was man in der Fernbedienung eingestellt hat und auf dem Display der Fernbedienung auch sieht.

Durch diese Absicherung wird sozusagen bei jedem Tastendruck das Innengerät vollständig mit der Fernbedienung synchronisiert. Selbst wenn zuvor mal eine Einstellung verloren ging, wird die beim nächsten Tastendruck synchronisiert.

Es kann damit also auch passieren, dass mal ein Tastendruck nicht ankommt und man auch nicht auf den Quittungston achtet. Aber spätestens beim nächsten Tastendruck, der ankommt, stimmt wieder alles.

Wollte man eine Anlage in 3 vordefinierten Konfigurationen betreiben, könnte man sich 3 Fernbedienungen hinlegen, die alle entsprechend vorkonfiguriert sind. Drückt man auf einer Fernbedienung auch nur eine Taste, wird die Vorkonfiguration dieser Fernbedienung komplett übernommen. Weil es keine Taste gibt, die nichts an der Konfiguration verändert, könnte man die Temperatur ein Grad hoch und gleich wieder ein Grad runter stellen. So hat man die Synchronisation, ohne was verändert zu haben.

Die hier gemachten Aussagen beziehen sich auf eine Mitsubishi Heavy Industrie SRK/SRC. Ob sich alle Anlagen genau so verhalten, ist mir nicht bekannt.

Nebenher: Die originale Fernbedienung einer Mitsubishi Heavy ist unverschämt teuer, dafür bezahlt man 200-250 Euro. Es gibt aber billige Nachbauten, die man bei Amazon, Ebay oder chinesischen Plattformen findet. Ich hab mir letztens eine für 9 Euro gekauft. Diese sieht identisch aus und funktioniert bisher auch ohne Probleme. Lediglich der Display-Kontrast ist etwas schwach. Die Originalbezeichnung bei meiner SRC20ZS-W lautet RLA502A704A. Die nachgekaufte hat die Nummer RLA502A700S. Bis auf 2 fehlende Tasten für die Klappensteuerung ist sie identisch.

18.12.2022 :: Warum 24/7 Heizen mehr verbraucht

Immer wieder liest und hört man von der Idee, dass ein permanentes Heizen energiesparender ist, als nur ein bedarfsweises Heizen. Die schönste Erklärung, die ich darüber gehört habe:

"Wenn man mit einem Auto in der Stadt ständig Gas gibt und wieder bremst, verbraucht es mehr Sprit. Wenn man hingegen gleichmäßig auf einer Geschwindigkeit von vielleicht 80 km/h fährt, ist der Motor am Sparsamsten. Genauso ist es beim Heizen."

Das hört sich sehr logisch an, hier werden aber 2 Dinge miteinander verglichen, die überhaupt nichts miteinander zu tun haben. Und beide Dinge verhalten sich völlig anders.

Es gibt dafür ein einfaches Erklärungsmodell. Wärme hat die grundlegende Eigenschaft, sich immer und überall auf ein Temperaturniveau anzugleichen. Das kennt man aus dem Alltag: Ein warmer Tee hat eine höhere Temperatur als die Umgebung. Und sofort entsteht ein Wärmestrom vom Tee an die Umgebung. Und dieser Wärmestrom ist so lange vorhanden, bis der Tee die gleiche Temperatur wie die Umgebung hat.

Was auch immer man erwärmt, es hat die Tendenz, sich wieder anzugleichen, an die Temperatur der Umgebung. Je höher der Temperaturunterschied ist, um so stärker der Wärmestrom, also die Energie pro Zeit, die vom warmen Gegenstand an die kältere Umgebung fließt.

Weil immer und überall dieser Wärmestrom entsteht, sobald etwas wärmer als etwas anderes ist, muss man permanent Energie zuführen, um etwas wärmer als seine Umgebung zu halten. Möchte ich also den Kaffee warm halten, muss permanent eine Heizplatte Energie zuführen. Diese Energie kompensiert den Wärmestrom vom Kaffee an die Umgebung. Führt also genauso viel Wärme zu, wie abfließt.

Nun zum Heizen: Ein Haus, was 24/7 durchgeheizt wird, hat immer ein höheres Temperaturniveau, als ein Haus, was man nur bedarfsweise heizt. Und um die Temperatur zu halten, muss man beim Durchheizen immer so viel Energie zuführen, wie über einen Wärmestrom an die Umgebung abfließt.

Bei einem Haus fließt Wärme vor allem nach außen, wo es im Winter deutlich kälter ist. Je höher der Temperaturunterschied, um so größer der Wärmestrom. Dieser Zusammenhang besteht immer, egal, wie gut ein Haus gedämmt ist. Aber eine gute Dämmung verringert den Wärmestrom natürlich. Die Energie, die pro Zeit aus dem Haus raus geht, verringert sich mit besserer Dämmung.

Zahlreiche weitere Wärmeströme findet man auch im Haus selbst. Aus warmen Zimmern fließt die Wärme in kältere Zimmer. Mitunter fließt Wärme in Bereiche, wo man sie gar nicht haben will. Ist ein Keller z.B. kühler, wird auch dorthin eine Wärmestrom entstehen aus Bereichen, wo es wärmer ist.

Nun kann man ganz einfach sagen: Weil ein Haus beim Durchheizen auf einem höheren Temperaturniveau ist, muss zwangsläufig auch der Wärmestrom nach draußen höher sein. Und ein höherer Wärmestrom nach draußen ist gleichbedeutend mit höheren Verlusten.

Wie auch immer man bedarfsweise heizt, das Temperaturniveau im Haus ist immer geringer, als beim Durchheizen. Und nicht nur das. Beim Durchheizen werden auch Bereiche deutlich mehr erwärmt, die nicht warm sein müssten. So wird z.B. ein nicht genutztes Zimmer erwärmt, welches eine Außenwand hat und hierüber wieder deutlich mehr Wärme nach draußen abgibt.

Damit ist ganz klar, dass durch das höhere Temperaturniveau beim Durchheizen der Wärmestrom nach draußen größer sein muss und damit die Wärmeverluste.

Wenn ständig ein Wärmestrom von warmen Räumen zu kühleren Räumen vorhanden ist, warum gleichen sich nicht alle Räume beim konstanten Durchheizen irgendwann an? Das liegt daran, dass von Räumen auch wieder Wärme abfließt. Bei einem Zimmer mit einer Außenwand, was nicht beheizt wird, entsteht ein Wärmestrom von einem wärmeren Zimmer. Gleichzeitig entsteht ein Wärmestrom nach draußen über die Außenwand. Deshalb muss ein Temperaturgefälle entstehen. Durch ein Temperaturgefälle entsteht ein permanenter Wärmestrom von einem wärmeren Zimmer, der genau den Wärmestrom über die Außenwand ausgleicht. Je schlechter ein Haus gedämmt ist, um so größer ist der Wärmestrom nach draußen und deshalb ist auch das Temperaturgefälle im Haus größer.

Das bedeutet auch: Je schlechter ein Haus gedämmt ist, um so höher ist das Temperaturgefälle, wenn man versucht, mit nur einer Klimaanlage mehrere Räume zu heizen. Hingegen kann es gelingen, bei sehr gut gedämmten Häusern eine ganze Etage auf Temperatur zu halten, insofern die Türen aller Räume offen sind.

14.12.2022 :: Vergleichstest Gas vs. Split-Klima

Habe gestern eine Energievergleich gemacht. Im Moment muss gut geheizt werden, weil wir hier -3 Grad Außentemperatur haben.

2 beheizte Räume waren den Tag über bei 16-17 Grad gehalten. Das war noch mit Split-Klima. Dann wurden beide Geräte gegen 23 Uhr ausgeschaltet und die Gasheizung gestartet. Diese hat nur diese beiden Räume geheizt. Sie sollte auch nur die Temperatur auf 16 Grad halten. Die Heizkurve hab ich soweit nach unten gedreht, dass es gerade so ausreichte. Dabei war die Vorlauftemperatur auf 40 Grad. Damit sollte die Gasheizung optimal sparsam arbeiten.

Natürlich verbraucht die Gasheizung erstmal einiges, um das Heizwasser aufzuwärmen. Das darf man in dem Test nicht berücksichtigen. Der Verbrauch der ersten 2 Stunden blieb also unberücksichtigt.

Danach war es eine klare Sache: Das verbrauchte Gas wird genau nur dafür benötigt, die 2 Räume auf 16 Grad zu halten. Alle anderen Heizkörper waren aus. Der Test lief über 4 Stunden. Die Räume waren dabei auf 16 Grad (Schwankungen von 15,5-16,5). Weil sie bereits den ganzen Tag vorgeheizt waren, spielt auch das Aufheizen hier keine Rolle.

Ergebnis: Pro Stunde braucht es dafür 0,370 m³. Bei 24 Stunden wären es 24*0,370m³ = 8,88 m³.

In kWh umgerechnet sind das bei uns derzeit 8,88 m³ * 11,11 = 98,66 kWh.

Bei der aktuellen Gaspreisbremse von 12 ct/kWh sind das 98,66 kWh * 0,12 Eur = 11,84 Eur.

Zum Vergleich Split-Klima: Im Moment kommen wir mit etwa 2x400 Watt Aufnahmeleistung für beide Split-Klima aus, um den Raum auf 16-17 Grad zu halten. Das macht 0,8kW * 24h = 19,2 kWh.

Bei einem Strompreis nach Strompreisbremse von 40 ct/kWh sind es 19,2 kWh * 0,4 Eur = 7,68 Eur.

Die Werte lassen sich hochskalieren auf 20 Grad, insofern die Split-Klima weiter in einem effizienten Bereich laufen. Bis etwa 700 Watt Aufnahmeleistung pro Gerät sind die noch in einem effizienten Bereich. Da ist also noch ordentlich Luft nach oben. Dies zeigt aber auch, dass es gut ist, ruhig ein Gerät mehr einzuplanen, denn 2 Geräte, die im unteren Leistungsbereich heizen, sind deutlich sparsamer, als ein Gerät, was an die oberen Leistungsgrenze geht.

07.12.2022 :: Effizienzknick 4 Grad

Schaut man sich die Effizienz einer Split-Klimaanlage beim Heizen an, sieht man einen mehr oder weniger starken Knick irgendwo bei 4-2 Grad. Hier geht die Effizienz also deutlich runter. Woran liegt das? Der Grund ist das Wasser in der Luft. Der Wärmetauscher am Außengerät entzieht der Luft Wärme durch ein Temperaturgefälle. Er muss also deutlich kühler, als die Luft sein. Deshalb bildet sich nicht erst bei 0 Grad Eis am Wärmetauscher, sondern bereits bei 2-4 Grad. Je höher die Leistung ist, die abgerufen wird, um so höher ist diese Temperaturdifferenz auch. Dann fängt die Vereisung z.B. schon bei 4 Grad an und nicht erst bei 2 Grad.

Vereisung ist nun das Thema, warum die Anlage ineffizienter wird. Denn ein vereister Wärmetauscher hat durch die isolierende Wirkung des Eises nicht mehr so viel Wärmeleistung. Auch die Schlitze zwischen den Blechen werden durch das Eis kleiner, wodurch weniger Luft durchströmen kann bzw. wodurch der Luftwiderstand steigt. Das sind die Gründe für den Knick in der Effizienzkurve.

Wie stark die Vereisung ist, hängt viel von der Luftfeuchte ab. Tendenziell nimmt die Luftfeuchte bei tieferen Temperaturen ab. Wenn wir also deutlich in die Minusgrade kommen, wird die Situation wieder besser. Recht ungünstig hingegen ist Wetter bei vielleicht 0 Grad und Schneefall. Hier ist die Luft in der Regel sehr feucht, wodurch sich viel Eis bildet.

In der COP-Kennlinie ist in der Regel nicht berücksichtigt, dass noch ein weiterer effizienzmindernder Effekt hinzu kommt: Die Anlage muss regelmäßig eine Auftauprogramm starten. Denn irgendwann ist der Wärmetauscher soweit zugefroren, dass kaum noch Luft hindurch kann. Spästestens dann muss das Auftauprogramm gestartet werden. Hierbei wird die Klimaanlage im Kühlbetrieb gefahren, wodurch nun der Wärmetauscher am Außengerät erhitzt und der Wärmetauscher am Innengerät abkühlt. Die Anlage holt sich sozusagen aus dem Innenraum Wärmeenergie, mit der sie abtaut. Dabei zieht die Anlage auch Energie von typisch 500-700 Watt aus der Steckdose. Der Kompressor fährt also im mittleren Leistungsbereich. Wir haben hierbei doppelte Verluste: Einerseits die aufgenommene Energie aus der Steckdose, andererseits die entnommene Wärmeenergie aus der Innenluft. Wobei in dieser Betriebsart der Innenlüfter nicht läuft, damit keine unangenehm kalte Luft verbreitet wird.

Wie lange der Abtauvorgang dauert, hängt von der Vereisung ab. Die Anlage scheint zu erkennen, wann sie wirklich abgetaut ist. Das lässt sich recht leicht über Temperatursensoren herausfinden. Sind die deutlich über 0 Grad, muss der Wärmetauscher abgetaut sein. Und weil er unten zuletzt abgetaut ist, reicht dort ein Sensor. Typisch dauert so ein Vorgang 3-7 Minuten.

Von der Effizienz sind also besonders die Tage mit hoher Luftfeuchte problematisch. Hier zeigt sich dann auch, dass es geschickt sein kann, an solchen Tagen auf alternative Weise zu heizen. So dass man die Anlage immer nur an Tagen nutzt, wo sie recht effizient laufen kann. Das wäre zumindest ein interessanter Pfad, über den man nachdenken kann.

01.12.2022 :: Split-Klima und Dämmung

Die Dämmung von Gebäuden hat großen Einfluss auf das Heizverhalten von Split-Klimaanlagen und damit auch für die Anlagenplanung.

Ein großes Thema ist die Temperaturverteilung im Gebäude. Bei sehr guter Dämmung verteilt sich die Wärme recht gleichmäßig. Vor allem dann, wenn man 24/7 durchheizt.

Man kann sich das mit der Temperaturverteilung so vorstellen: Ein Temperaturgefälle sorgt für einen Wärmestrom. Wenn es als in einem Zimmer 20 Grad warm ist und im nächsten Raum 18 Grad, dann gibt es einen Wärmestrom vom wärmeren zum kühleren Zimmer. Dieser Wärmestrom ist um so größer, je größer der Temperaturunterschied ist. Dies ist nahezu ein linearer Zusammenhang. Über die Luft und die offene Tür ist der Wärmeaustausch nicht sonderlich gut.

Hätten wir eine Dämmung, die absolut keine Verluste nach draußen zulassen würde, dann würde sich auch bei geringem Wärmestrom überall eine gleichmäßige Temperatur einstellen, das wäre nur eine Frage der Zeit. Nun ist es aber real so, dass jeder Raum mit Außenwand auch einen Wärmestrom nach draußen hat.

Bei guter Dämmung ist der Abfluss nach draußen relativ klein gegenüber dem Zufluss durch die Tür aus einem wärmeren Raum. Insofern stellt sich auch in diesem ungeheizten Raum eine Temperatur ein, die vielleicht nur 1 Grad tiefer ist.

In ungedämmten Häusern hingegen ist der Wärmestrom nach draußen recht hoch. Natürlich um so größer, je kälter es draußen ist. In diesem Fall ist es oft so, dass die zugeführte Wärme über die offene Tür nur dann ausreichend ist, die Verluste zu kompensieren, wenn der Temperaturunterschied entsprechend hoch ist. Das führt dann zu deutlichen Temperaturgefällen. So kann es bei schlecht gedämmten Häusern sein, dass trotz 24/7 Heizbetrieb der nicht geheizte Raum im Winter 4 Grad niedriger ist.

Die andere Sache ist, dass ausgekühlte Räume aufgeheizt werden müssen. Sie müssen also erstmal viel Energie aufnehmen, bis die Wände und alle Gegenstände im Raum die Zieltemperatur erreicht haben. Das ist bei ungedämmten Häusern genauso, wie bei gedämmten Häusern.

Weil nun der Wärmestrom über die Luft durch die Tür relativ klein ist, kann das recht lange dauern. Mitunter können das 1-2 Tage sein, bis sich ein Gleichgewicht einstellt. Wer also nur bedarfsweise heizen will, fährt schlecht damit, wenn mehrere Räume von einem Innengerät versorgt werden sollen.

Beim Lüften geht natürlich auch Wärme aus dem Raum. Hier braucht es dann auch im unbeheizten Raum etwas länger, bis sich wieder die gewünschte Temperatur eingestellt hat. Wobei man hier sagen kann, dass die Luft recht wenig Wärmeenergie aufnimmt, also sind auch die Verluste nach draußen recht gering.

Durch diese Physik ergeben sich nun günstige und weniger günstige Konstellationen:

  • Gut gedämmte Häuser kommen auch mit wenig Innengeräten gut klar.
  • Bei guter Dämmung kann man durchaus 24/7 durchheizen, weil die Verluste nach außen recht gering sind.
  • Bei guter Dämmung kann man durchaus Nachts die Anlagen abschalten, weil man mit keine hohen Temperaturverluste haben wird. Man kann also relativ schnell wieder aufheizen. Das kann insgesamt Energie sparen. Auch deshalb, weil Nachts die Außentemperatur oft kälter ist und damit die Effizienz der Anlage geringer.
  • Bei ungedämmten Häusern profitiert man sehr vom bedarfsweisen Heizen.
  • Ungedämmt und bedarfsweises Heizen braucht möglichst in jedem Raum ein Innengerät, in dem man sich längere Zeit aufhält.
  • Ungedämmt sollte man nur die Räume heizen, die genutzt werden. Niedrige Temperaturen in ungeheizten Bereichen muss nicht zwangsläufig Schimmelgefahr bedeuten. Wichtig ist, die Luftfeuchte im Blick zu behalten und regelmäßig zu lüften.
  • In der Regel ist es gut, bei ungenutzten Räumen die Türen geschlossen zu halten, damit keine warme Luft in diese Räume kommt, die oft mehr Feuchtigkeit transportiert.
  • 24/7 heizen im ungedämmten Haus bedeutet viele Energieverluste und damit hohe Heizkosten.
  • Ungedämmte Häuser profitieren von vielen Innengeräten, wenn man damit vermeidet, dass einzelne Innengeräte mit zu hoher Leistung laufen müssen. Denn bei hohen Leistungen sind Split-Klimageräte ineffizient.
  • Es gibt Beispiele von Niedrigenergiehäusern, wo eine einzige 2,5-3,5 kW Anlage ausreicht, um das ganze Haus zu heizen. Dies geht besonders dann gut, wenn es eine zentrale Lüftungsanlage gibt.
  • Über Türen kann man recht gut Einfluss nehmen, wie sich die Wärme in Bereiche verteilt, die nicht direkt beheizt werden. So kann man verhindern, dass diese Bereich nicht zu stark auskühlen und umgedreht, dass sie nicht zu stark aufgewärmt werden. Dies gilt besonders bei nicht gut gedämmten Gebäuden. Bei gut gedämmten Gebäuden kann man die Türen offen lassen und die Wärme sich überall verteilen lassen.

28.11.2022 :: Mehrere Anlagen sorgen für Effizienz

Der COP einer Klimaanlage ist der zentrale Faktor für Effizienz. Er beschreibt das Verhältnis erzeugte Heizleistung zur elektrischen Aufnahmeleistung.

Sind bei Außentemperaturen von 7 Grad durchaus noch COP-Werte von 6-7 möglich, hat man bei -7 Grad nur noch Werte zwischen 2-3,5.

Wie kommt es zu diesem starken Abfall? Der Hauptfaktor für die Effizienz ist das Temperaturgefälle zwischen Innen und Außen. Genaugenommen zwischen der Temperatur der angesaugten Außenluft und der Temperatur des Wärmetauschers am Innengerät.

Bei milden Temperaturen von z.B. 7 Grad braucht es noch recht wenig Heizleistung. Da reicht eine Temperatur am Wärmetauscher von vielleicht 35 Grad. Macht ein Delta-T von 35-7 Grad = 28 Grad.

Bei niedrigeren Außentemperaturen steigt das Delta-T natürlich schon allein durch die niedrigere Außentemperatur. Aber das ist nicht alles. Im Innenraum braucht es nun eine höhere Heizleistung und die bekommt man vor allem durch eine höhere Temperatur am Wärmetauscher des Innengeräts. Diese kann bei -7 Grad durchaus auf 50 Grad ansteigen. Und schon hat man ein Delta-T von 50 - (-7) = 57 Grad. Und das ist mehr als doppelt so viel!

Anders wäre es, wenn der Anlage nur recht wenig Leistung abverlangt wird. Dann wäre der Wärmetauscher innen noch bei 30 Grad und Delta-T wäre nur 30 - (-7) = 37 Grad. Das ist sehr viel weniger und dann ist der COP auch sehr viel besser.

Herstellerdaten zeigen dies auch, hier anhand einer Mitsubishi MSZ-LN25VG2W: Bei -7 Grad außen und 20 Grad innen hat sie bei 3,48 kW maximaler Heizleistung einen COP von gerade mal 2,68. Bei mittlerer Kompressordrehzahl erreicht die Anlage 2,1 kW und hat einen COP von 4,78, und zwar auch bei -7 Grad! Dieser Wert steigt auch noch, wenn man noch weiter runter geht. Bei niedrigster Kompressordrehzahl und 460 Watt sinkt der COP wieder etwas, liegt dann bei 4,18. Hier wirken sich Anteile mehr aus, die eine gewisse Grundlast darstellen, wie die Lüfter.

Was bedeutet dies nun für die Praxis? Will man gerade bei niedrigen Außentemperaturen effizient heizen, wäre es gut, wenn die Anlage nicht über eine mittlere Kompressordrehzahl hinaus geht. Allerdings sinkt damit die Leistung. Bei obiger Maschine sind es:

AußentemperaturLeistung in kW
123,61
73,22
22,82
-72,10
-101,86

Bei mittlerer Kompressordrehzahl hat die Maschine etwa 400-450 Watt Leistungsaufnahme.

Hat man einen Raum, der mit einer Monosplit von 2,5kW hinreichend geheizt werden könnte, wird diese Anlage bei niedrigen Temperaturen auf hohen Leistungen fahren und damit wird er COP schlecht. Verbaut man nun stattdessen 2 Anlagen in diesen Raum, dann kann man bei niedrigen Temperaturen beide Geräte vielleicht auf mittlerer Kompressordrehzahl laufen lassen und erreicht damit sehr viel höhere COP-Werte. Das kann durchaus soweit gehen, dass sich der Energieverbrauch bei gleicher Heizleistung halbiert.

Würde ein überdimensioniertes Gerät den selben Effekt bringen? Nein, weil es viel an der Größe des Innengerätes liegt. Und die sind bei Geräten mit größerer Leistung nur unwesentlich größer. Bei einer Multisplit hingegen hätte man mehrere Innengeräte, wodurch die Situation wieder günstiger wird. Allerdings skaliert hier die Außeneinheit nicht mit, weil die ja auch bei einer Multi kaum größer ist. Wobei das keine so große Rolle spielt.

Eine Sache muss man allerdings auch noch bedenken, wenn es um Effizienz geht: Bei niedrigen Temperaturen friert das Außengerät oft ein und muss dann abgetaut werden. Dafür braucht es Energie, was zu Effizienzverlust führt. Aber auch hier: Je geringer die Heizleistung am Innengerät ist, um so seltener braucht es Auftauvorgänge am Außengerät. Hier wären dann mehrere Monosplitgeräte deutlich günstiger, als eine Multisplit.

27.11.2022 :: Heizverhalten aktuell

Aktuell ist das Wetter sehr dankbar fürs effiziente und komfortable Heizen mit Split-Klimaanlage. Wir haben im Moment Außen-Temperaturen um 5-10 Grad. Hier ist es so, dass die Anlagen recht schnell auf 200 Watt Aufnahmeleistung heruntergehen und so auf niedrigster Kompressorleistung leise vor sich hin arbeiten. Die 200 Watt Aufnahmeleistung sind auch ungefähr der Heizbedarf. Das entspricht bei einem COP von 5-6 etwa 1000-1200 Watt Heizleistung. Insgesamt laufen die Anlagen etwa 5-10 Stunden.

Mit 2 Mitsubishi-Heavy SRC/SRK25 Anlagen verbrauchen wir derzeit so etwa 3-4 kWh Strom pro Tag. Betrieben werden sie nur bedarfsweise, also z.B. in der Nacht abgeschaltet und auch dann, wenn der Raum nicht genutzt wird.

27.11.2022 :: Takten

Wenn man nur bedarfweise heizt, bekommt man das häufige Takten auch bei niedrigeren Außentemperaturen nicht weg. Zumindest nicht, so lange die Mindestleistung der Anlage zu viel ist. Und die liegt über Null Grad Außentemperatur bei 200 Watt und unter Null Grad bei 400 Watt.

Der Grund ist reine Physik und wie der Regler darauf reagiert. Ist ein Raum z.B. auf 16 Grad ausgekühlt und man heizt diesen auf, so hat die Luft recht schnell 20 Grad erreicht. Jetzt würde die Anlage also bei Zieltemperatur von 20 Grad abschalten, weil auch die niedrigste Heizleistung noch zu einer Temperaturerhöhung führen würde.

Bei massiven Wänden ist es allerdings so, dass die noch sehr lange brauchen, bis die sich aufgewärmt haben. Die Luft kühlt damit sehr schnell wieder runter, weil sie viel Wärme an die Wände abgibt. Es ist ganz real so, dass es bei ausgeschalteter Klimaanlage dann ganz schnell wieder kühler wird.

In der Heizpause zieht das Innengerät weiter Luft an, die über die kühle Decke und oft auch Außenwand zieht. Damit wird die zusätzlich abgekühlt.

Nun hat die Anlage eine recht geringe Hysterese, ich vermute so um 2 Grad. Diese 2 Grad sind recht schnell erreicht, so dass die Anlage schon nach 3-5 Minuten wieder aktiviert wird.

Hat der Regler also seine Zieltemperatur einmal erreicht, geht das kurze Takten los und die Anlage wird damit recht ineffizient.

Womit man sich aber gut behelfen kann:

  • ECO und Silent einstellen.
  • Zieltemperatur nur 2 Grad über Ist-Temperatur einstellen. So läuft die Anlage recht lange mit recht wenig Leistung, bis sie die Ziel-Temperatur erreicht.
  • Sobald das Takten anfängt, einfach 2 Grad höher stellen.
  • Wenn die Temperatur 1-2 Grad zu hoch ist, einfach mal 1-2 Stunden abschalten.

Alternativ kann man auch durch offene Türen das Verhalten etwas regulieren. Durch offene Türen vergrößert man die beheizte Fläche, wodurch mehr Heizleistung gebraucht wird. Dadurch kann die Anlage durchlaufen, ohne das bei niedrigster Heizleistung die Temperatur weiter steigt. Das macht vor allem dann Sinn, wenn benachbarte Räume eh auch mitgeheizt werden müssen. Generell gilt sowieso: Je kleiner der beheizte Raum, um so mehr Schwierigkeiten hat man mit dem Takten.

Eine Anlage hatte ich umgebaut, also Innentemperatur-Sensor verlegt und diesen auch in Styrodur verpackt. Damit wird das System sehr viel träger. Das klappt sehr gut. Wenn die jetzt anfängt zu takten, dann dauert es ca. 20-45 min, bis sie wieder anläuft. Das hat natürlich zur Folge, dass die Temperatur im Raum auch deutlich stärker abfällt.

Es bleibt halt die Physik, der wir uns nicht entziehen können. Wenn die Anlage beliebig weit runter regeln könnte, hätte man die Probleme nicht. Aber aktuelle Klimaanlagen haben eine minimale Heizleistung, die für kleinere Räume oder gut gedämmte Gebäude noch zu hoch sein kann, um dauerhaft durchlaufen zu können. Dann muss die Anlage ins Takten übergehen.

27.11.2022 :: Eco-Mode Mitsubishi Heavy SRC/SRK20

Mittlerweile wird sehr deutlich, was die Anlage im ECO-Mode beim Heizen anders macht. Im Handbuch steht dazu nicht viel. Der Eco-Mode scheint wirklich vielfältig darauf optimiert worden zu sein, um Energie zu sparen. Die Regelung versucht also, die Anlage im effizienten Bereich zu fahren.

Das war letztens sehr eindrücklich zu beobachten. Im Zimmer waren es 15 Grad und die Anlage sollte auf die niedrigst einstellbare Temperatur von 18 Grad hochheizen. Dazu hab ich zuerst die Anlage auf höchste Lüfterstufe bei Zieltemperatur 18 Grad eingestellt. Hier läuft die Anlage dann auf 1500 Watt hoch, um den Raum möglichst schnell hochzuheizen. Bei 1500 Watt ist die Anlage schon deshalb nicht sehr effizient, weil die ausgeblasene Luft auf etwa 50 Grad erhitzt wird. Damit hat man ein großes Delta-T, was Wärmepumpen ineffizient macht.

Dann hab ich nach wenigen Minuten auf ECO umgeschaltet. Die Leistung ging ganz zügig auf etwa 400-500 Watt herunter. Die Ausblastemperatur lag dann bei etwa 37-39 Grad. Das dürfte ein recht effizienter Arbeitsbereich sein.

Ich vermute, dass bei Eco in vielen Situationen der Regler Effizienz als Leitlinie hat und dabei auf Komfort verzichtet, z.B. das schnelle Hochheizen oder das genaue Einhalten von Temperaturen.

Verküpft man ECO mit SILENT, beschränkt die Anlage noch mehr das Hochfahren auf höhere Leistung. Gerade bei kleinen Räumen kann das angenehm sein, weil zu hohe Heizleistung eher unangenehm ist. Auch für die Effizienz kann das günstig sein.

17.11.2022 :: Takten und Energieverluste

Wenn die Anlage taktet, also ausschaltet und nach einiger Zeit wieder einschaltet, kann man die ersten 1-2 Minuten beim Heizen einen erhöhten Energieverbrauch feststellen. Die Aufnahmeleistung steigt auf 500-600 Watt an. Sind das Energieverluste, die man nicht hätte, wenn die Anlage z.B. mit 200 Watt durchgeheizt hätte?

Teils, teils. Ein gewichtiger Teil der Energie wird für einen ganz trivialen Zweck benötigt: Der Wärmetauscher am Innengerät hat sich in der Zwischenzeit abgekühlt, gerade auch deshalb, weil ja der Lüfter auch in den Heizpausen beim Takten läuft. Da ist die Wärme ganz schnell weg. Schaltet die Anlage wieder ein, soll möglichst schnell wieder Wärme in den Raum. Deshalb soll der Wärmetauscher schnell wieder auf Betriebstemperatur von ca. 30-32 Grad bei 200 Watt Aufnahmeleistung. Es ist übrigens sogar effizient, wenn die Anlage das mit 500-600 Watt macht, weil dort vermutlich das Effizienzoptimum der Anlage liegt.

Ist dies nun ein Verlust? Nein, ganz und gar nicht. Die Wärme des Wärmetauschers nach dem Abschalten ging ja vollständig in den Innenraum. Diese wird nach der Heizpause wieder nachgeliefert. Damit ist ein gewichtiger Teil dieser anfänglich erhöhten Energieaufnahme vollständig genutzt. Es sind keine Verluste!

Dann ist es aber auch so, dass im Außenbereich einiges sich im Betrieb erwärmt. Diese Wärme ist nach so eine Pause in großen Teilen weg und damit Verlust. Beim erneuten Starten muss hier alles wieder auf Betriebstemperatur gebracht werden. Allerdings: Wäre die Anlage durchgelaufen, hätte es auch hier permanente Verluste gegeben. Und weil im laufenden Betrieb eine Temperatur gehalten wird, sind die Verluste sogar größer, als wenn man abschaltet. Denn hier kühlt das Aggregat ab, die Temperaturdifferenz zur Umwelt wird immer geringer und damit auch die Energieverluste. Allerdings hätte die Anlage im laufenden Betrieb auch Wärme in den Innenraum gebracht. Jetzt geht uns Wärmeenergie außen verloren, ohne dass die Maschine was leistet und Wärme in den Innenraum bringt. Insofern sind es doch wieder mehr Verluste. Man kann sagen, dass bei jedem Start eine gewisse Energiemenge ins Außengerät gesteckt werden muss, was an beim Abschalten wieder an die Umwelt verliert.

Das ist vergleichbar mit dem Warmlaufen eines Autos. In den ersten Kilometern ist der Verbrauch stark erhöht. Diese Energie wird benötigt, um den Motor auf Betriebstemperatur zu bringen. Parken wir dann 2 Stunden, geht diese Energie verloren und beim erneuten Start muss diese Energie wieder zugeführt werden. Wenn wir also eine Strecke von 100 km in einem Rutsch durchfahren, ist das sparsamer, als hätten wir nach 50 km 2 Stunden geparkt und wären dann erst weiter gefahren.

Fazit: Alle Restwärme am Innengerät kann 100 % genutzt werden und ist kein Verlust. Alle Wärme am Außengerät, die für die Betriebstemperatur aller Anlagenteile gebraucht wird, ist nach einer Heizpause verloren. Das gilt natürlich nur, wenn die Taktpause lang genug ist und so das Außengerät vollständig abgekühlt ist. Startet die Anlage nach nur wenigen Minuten, sind die Verluste am Außengerät geringer.

17.11.2022 :: Silent Mode Mitsubishi Heavy SRC/SRK20

Der Silent-Mode ist auch für energieeffizientes Heizen ganz interessant.

Eigentlich ist er dazu gedacht, die Anlage möglichst leise zu halten. Hierfür wird die Drehzahl des Innengerätes etwas weiter heruntergefahren. Das Gerät hat 4 Geschwindigkeiten: Ultra-Low, Low, Medium, High. Normal läuft die Anlage im Bereich von 200-300 Watt in Geschwindigkeit Low, ganz egal was man an der Fernbedienung einstellt. Ich vermute, dass dies einfach so gemacht wurde, weil die Effizienz bei dieser niedrigen Drehzahl am Besten ist. Denn höhere Drehzahl bedeutet auch mehr Verbrauch des Lüfters. Das lohnt sich dann wohl nicht, weil die Temperatur der ausgeworfenen Luft eh nur bei 30 Grad liegt.

Im Silent-Mode wird die Geschwindigkeit in diesem niedrigen Leistungsbereich dann auf Ultra-Low gedrosselt. Für die Effizienz ist das eigentlich nicht so günstig, weil dadurch die Temperatur des Wärmetauschers etwas hoch geht. Allerdings ist dieser Effekt sehr gering. Denn die Drehzahl wird gerade mal von 600 UPM auf 550 UPM gedrosselt. Die Temperatur der ausgeworfenen Luft steigt von 30 Grad auf etwa 32 Grad.

Wird etwas mehr Leistung im Silent-Mode benötigt, vielleicht ab so etwa 300 Watt, schaltet die Anlage auf Geschwindigkeit Low hoch. Weiter hoch geht sie nicht, das würde ja auch der Idee von Silent widersprechen. Stattdessen wird die Temperatur des Wärmetauschers stärker hochgefahren, wenn mehr Leistung benötigt wird. Und das ist dann von der Effizienz deutlich ungünstiger.

Insgesamt agiert die Anlage deutlich gedämpfter, was die Leistungsregelung angeht. Sie bleibt sehr viel öfter im unteren Leistungsbereich, was für die Effizienz günstig sein kann. Auch das langsamere Aufheizen empfinde ich in der Regel als angenehmer. Im niedrigen Leistungsbereich bleibt sie in der Regel dann, wenn die Differenz zwischen Soll und Ist-Temperatur recht gering ist, also nur so bei 1-2 Grad liegt. Mein Eindruck ist, dass der Unterschied zwischen Ist und Soll im Silentbetrieb etwas größer sein kann, bis der Regler mit mehr Leistung reagiert.

Wenn also der Wunsch und die Möglichkeit da ist, dass man mit 200-300 Watt auskommt, um eine bestimmte Temperatur zu halten, ist der Silent-Mode sehr interessant. Wird deutlich mehr Leistung benötigt, ist der Silent-Mode nicht mehr so günstig. Man erkauft sich dann die niedrigere Geräuschkulisse mit einem Effizienzverlust. Im Silent-Mode ist die maximal mögliche Leistung natürlich auch stark reduziert, denn für mehr Leistung braucht es unbedingt höhere Lüfterdrehzahlen.

Beim Aufheizen sollte man die Soll-Temperatur schrittweise erhöhen, damit der Regler bei geringer Leistung bleibt.

In der Anleitung steht, dass auch das Außengerät leise arbeiten soll. Wie stark die Steuerung hier eingreift, hab ich bisher noch nicht beobachten können. Klar ist, dass der Kompressor vermutlich nur im unteren Bereich laufen wird. Denn bei niedriger Lüfterdrehzahl innen kann auch nur relativ wenig Leistung abgegeben werden. Eine Leistungsaufnahme bis 500 Watt konnte ich im Silentmodus schon beobachten. Maximale Aufnahmeleistung der Anlage liegt bei 1400 Watt.

14.11.2022 :: Auswurftemperaturen

Um die Auswurftemperatur der Luft am Innengerät zu vermessen, hab ich einen Sensor direkt in den kurzen Luftschacht unterhalb vom Radiallüfter gebaut. Gerät ist eine Mitsubhisi Heavy SRC/SRK 20, betrieben im Eco-Mode.

Derzeit ist die Außentemperatur so um 5-8 Grad. Wenn der Kompressor mit niedrigster Leistung läuft, so bei 190-220 Watt, hat die ausgeworfene Luft am Innengerät etwa 30-32 Grad. Das ist günstig für einen hohen COP, denn je geringer der Temperaturhub, um so besser. Der Lüfter dreht hier sehr wenig, vermutlich Stufe 1-2.

Beim Aufheizen, wenn der Temperaturunterschied zwischen Zieltemperatur und Innentemperatur eine bestimmte Grenze von ca. 3-4 Grad überschreitet, zieht der Regler die Anlage derzeit auf ca. 850-900 Watt hoch. Auch der Lüfter dreht dann deutlich höher, vermutlich Stufe 3-4. Hier ist die Auswurftemperatur dann bei 45-46 Grad. Wird die Zieltemperatur erreicht, geht der Regler langsam auf 200 Watt runter, insofern der Raum nicht mehr Heizenergie benötigt. Ist auch das noch zu viel, schaltet die Anlage so lange ab, bis die Temperatur unter den Hysteresewert gefallen ist.

Wird der Abstand zwischen Soll und Ist wieder größer, fährt der Regler logischerweise wieder die Leistung hoch. Im Idealfall pendelt er sich bei der Leistung ein, die der Raum benötigt, um die Temperatur zu halten.

Für die Heizleistung spielen 2 Parameter eine Rolle:

  • 1. die Auswurftemperatur der Luft
  • 2. die Drehzahl des Radiallüfters des Innengeräts

Über die Drehzahl ist der Volumenstrom an Luft definiert. Man weiß dann also, dass z.B. 350 m³/h warme Luft mit 30 Grad ausgeworfen werden. Über die Temperaturdifferenz zur angesaugten Luft kann man dann die Energiemenge berechnen.

Die Temperatur der Kälterohre steht in einem direkten Verhältnis zur Auswurftemperatur. Es ist ja so, dass das heiße Gas vom Außengerät über die Saugseite (3/8 Zoll Rohr) ans Innengerät geht. Es wird das Außengerät ein klein wenig heißer verlassen, als es innen ankommt. Am Wärmetauscher des Innengerätes kühlt es sich dann ab, weil der Radiallüfter kältere Luft durch den Wärmetauscher zieht und damit Wärme mit der ausgeblasenen Luft mitnimmt. Das so abgekühlte Kältemittel verlässt das Innengerät über die Flüssigseite (1/4 Zoll Rohr). Dort hat es noch die Restwärme, die nach der Energieabgabe an die Innenluft übrig geblieben ist. Also auch deutlich wärmer, als Außentemperatur, aber geschätzt 10-15 Grad kühler, als die Saugseite.

05.11.2022 :: Midea Installations-Service

Midea ist einer der größten chinesischen Hersteller von Split-Klimaanlagen. Auf dem deutschen Markt sind diese Geräte vielfach vertreten, besonders auch im unteren Preissegment. Nicht nur unter der Marke Midea, sondern auch z.B. unter der Marke Comfee.

Midea bietet einen interessanten zentralisierten Installations-Service zu Festpreisen an. Hier erfährt man mehr:

Macht man alles selber bis auf das Anschließen der Kältemittel-Leitungen und die Inbetriebnahme, werden 479 Euro inkl. MwSt fällig. Lässt man sich die Anlage komplett installieren, zahlt man 1399 Euro inkl. MwSt.

02.11.2022 :: Minimale Leistung einer Inverter-Anlage

Nahezu alle Split-Klimaanlagen sind heute Inverter. Sie können ihre Leistung anpassen, in dem der Kompressor langsamer oder schneller läuft. Damit können die Anlagen sich also dem Heiz- oder Kühlbedarf anpassen.

In der Übergangszeit, wo noch wenig Heizleistung gebraucht wird, ist es günstig, wenn eine Anlage möglichst weit runter kommt mit ihrer Heizleistung.

Die minimale Aufnahmeleistung vieler 2,5 kW Anlagen liegt bei etwa 200-300 Watt im Heizbetrieb. Aus heiztechnischer Sicht ist das in der Übergangszeit oft noch zu viel, weshalb die Geräte dann zeitweise ausschalten müssen. Besser wäre ein kontinuierlicher Betrieb.

Könnte man Anlagen nicht so bauen, dass sie noch deutlich tiefer mit ihrer Minimalleistung kommen?

Das Problem wird sein, dass die immer ineffizienter werden, je niedriger man mit der Leistung kommt. Das liegt schon an der Grundlast. Die Anlage hat z.B. einen Innen- und einen Außenlüfter, die für den Betrieb nötig sind. Beide ziehen schon 20-30 Watt Strom. Bei 200 Watt Mindestleistung sind das schon 10-15 %. Würde man eine Anlage bis 50 Watt herunter arbeiten, also der Kompressor nur noch mit 25 Watt arbeiten, würden die Lüfter schon 50% der Leistung ziehen, womit klar wird, dass die Effizienz ganz stark abfällt.

Ich vermute deshalb, dass bei etwa 200 Watt Aufnahmeleistung ein Punkt erreicht ist, unter den die Hersteller nicht mehr gehen, weil sonst die Effizienz zu ungünstig wird. Irgendwo wird der Punkt sein, wo es effizienter ist, die Anlage zu takten, also regelmäßig abzuschalten und wieder zu heizen.

Die 200 Watt Aufnahmeleistung entsprechen übrigens den 0,7-0,9 kW minimale Heizleistung, die die Hersteller angeben. Je nach Hersteller findet man nur Angaben zur minimalen Heizleistung oder zur minimalen Aufnahmeleistung. Die minimale Heizleistung ist auch abhängig von der Außentemperatur und damit vom COP. Die Herstellerangabe wird sich auf eine bestimmte Außentemperatur beziehen, vermutlich um die 2 Grad. Bei höheren Außentemperaturen steigt auch die minmale Heizleistung, weil der COP deutlich steigt.

Nachtrag: Einige Anlagen, die beim Heizen im Bereich A+++ sind, scheinen nochmal deutlich tiefer zu kommen. Beispiele: Mitsubishi Electric MUZ-LN25VGHZ2 mit etwa 100 Watt, ähnlicher Wert bei der Daikin Perfera mit 2,5 kW. Das wäre ein wichtiges Kaufargument gerade bei kleinen Räumen, wo man geringe Heizleistungen braucht. Ebenso bei gut gedämmten Häusern.

01.11.2022 :: Warum kurze Taktzeiten?

In der Übergangszeit fallen viele Klimaanlagen beim Heizen durch häufiges Takten auf. Besonders dann, wenn die Räume klein sind. Eine Mitsubishi SRC/SRK taktet dann gerne mit 3 min aus und 5 min wieder an. Und das fortlaufend. Wie kommt das zu Stande?

Die Anlage macht eigentlich nichts falsch, es ist die Physik, die dieses Verhalten auslöst. Die Klimaanlagen heizen ja recht zügig die Luft auf. Luft hat eine geringe Wärmekapazität, so dass das Raumvolumen relativ schnell auf die Zieltemperatur gebracht ist. Dann müsste die Anlage ihr Leistung soweit drosseln, dass die Temperatur gehalten wird. In der Übergangszeit und bei kleinen Räumen klappt das nicht. Denn der COP ist bei Außentemperaturen über 10 Grad noch recht hoch. In der niedrigsten Kompressordrehzahl werden so typisch 1000-1500 Watt Wärmeleistung produziert. Und die können von den Wänden und Gegenständen im Raum nicht so schnell aufgenommen werden. Deshalb muss die Anlage dann abschalten.

Doch was passiert dann? Die Wände sind vielleicht 2-3 Grad kälter. Diese ziehen so die Wärme aus der Luft. Das geht relativ schnell. Man merkt das, wenn man die Klimaanlage ausschaltet, dann sinkt die Temperatur recht schnell. So kennt man es auch von Heizlüftern.

Wenn also die Luft wieder ganz schnell ihre Wärme verliert, signalisiert der Sensor in der Klimaanlage recht bald, dass die Zieltemperatur um einen Hysteresewert unterschritten ist, der z.B. bei 1 Grad liegt. Ist also Zieltemperatur 20 Grad, wird ab 19 Grad wieder nachgeheizt, bis die 20 Grad wieder erreicht sind.

Damit sollte die Physik klar sein, warum sich eine Anlage so verhalten muss. Wenn man aber lange genug heizt, sollten die Wände sich immer mehr der Zieltemperatur annähern und dann hört das häufige Takten auch auf.

Nun ist das schnelle Takten nicht sonderlich gut, weil die Effizienz deutlich sinken wird. Eine Anlage könnte dem entgegenwirken, in dem eine größere Hysterese akzeptiert wird. Dafür müssten die Nutzer akzeptieren, dass die Temperatur anfangs nicht sonderlich gut gehalten wird, es also zu größeren Schwankungen kommt. Leider sind die Anlagen aber eher auf Wohlfühlverhalten ausgelegt, haben also eine recht kleine Hysterese. Und man kann es als Nutzer auch nicht umstellen. Evtl. gibt es spezielle Eco-Programme, wo die Hysteres größer gewählt wird.

Einfach die Zieltemperatur deutlich höher stellen, so dass sie länger weiter heizt, klappt auch nur bedingt. Denn dann drehen die meisten Anlagen nochmal deutlich auf, wollen also noch mehr heizen. Was wir hingegen brauchen, ist ein Heizbetrieb mit der niedrigsten Heizleistung. Das klappt nur, wenn man die Zieltemperatur nur wenig über die aktuelle Zimmertemperatur einstellt.

Was die Situation oft verbessert, ist ein externer Temperatursensor. Dafür gibt es für viele Geräte Kabelfernbedienungen, die an der Wand installiert werden. Diese enthalten meist einen Temperatursensor, der dann verwendet wird. Wenn diese Fernbedienung nicht im Luftstrom der Anlage hängt und auch direkt an der Wand montiert wird, ist die Temperatur hier etwas stabiler. Es ist ein Mix zwischen Wandtemperatur und Lufttemperatur. Das sorgt oft schon für weniger Taktverhalten.

Als Bastler könnte man natürlich auch den Innenraumsensor der Anlage ausbauen und ihn woanders montieren. Oder man dämmt ihn, so dass er deutlich träger reagiert. Es reicht ja schon, wenn die Anlage nur noch 2 mal pro Stunde taktet. Dann stimmt auch die Effizienz wieder.

Wenn es kälter wird, bleibt die Anlage in ihrem Regelbereich. Das ist der Fall, wenn die niedrigste Heizleistung unter dem aktuellen Wärmebedarf des Raumes liegt. Dann kann sie bei Erreichen der Zieltemperatur langsam auf ihre geringste Heizleistung herunterfahren. Bei dieser Leistung wird die Temperatur dann gehalten oder sinkt langsam. Es kommt jedenfalls nicht mehr dazu, dass die Anlage abschalten muss, um die Temperatur zu halten. Die Anlage kann ihre Leistung jetzt immer so regeln, dass die Temperatur konstant bleibt.

26.10.2022 :: Heizverhalten 24/7

Im Internet verbreitet sich beim Heizen immer wieder der Mythos, dass es energiesparender sein soll, wenn man durchgängig heizt. Dies ist auch bei Klimaanlagen öfter zu lesen. Man soll die Anlage also möglichst 24/7 durchheizen lassen, das wäre am sparsamsten.

Um uns der Frage zu nähern, was am sparsamsten ist, betrachten wir ein beheiztes Zelt von vielleicht 3 x 3 Meter. In so einem Zelt ist es warm, so lange die Klimaanlage laufen würde. Würde man sie abschalten, wäre es sehr schnell wieder genauso kalt, wie draußen. Das liegt daran, dass ein Zelt keine Wände hat, die Energie speichern können. Und die Dämmung ist natürlich auch nahe Null. Die Wärme geht also sehr schnell wieder nach draußen. Ganz ähnlich, wie im Auto.

In so einem Zelt sind die Verhältnisse sehr klar. Die Energie, die wir reinblasen, braucht es nur, um die Luft im Moment warm zu halten. Wenn wir das Zelt nicht nutzen, wäre es Unsinn, es warm zu halten, das leuchtet ein. Denn umgedreht ist es ja auch wieder ganz schnell warm, das dauert vielleicht nur 10 Minuten, dann hat die Luft wieder die Zieltemperatur erreicht.

Nehmen wir an, wir nutzen dieses Zelt 12 Stunden und brauchen 1kW Heizleistung, um die Temperatur zu halten. Schalten wir die Heizung nach 12 Stunden Nutzung also aus, sind es 12 kWh pro Tag, die wir verbrauchen. Würden wir 24 Stunden durchheizen, wären es 24 kWh. Weil ein Zelt keine Dämmung und keine speichernden Wände hat, braucht es auch durchweg einen etwa gleichen Heizbedarf. Hier ist also völlig klar, durchlaufen lassen wäre völlige Energieverschwendung.

Wie ist nun die Situation in einem Haus mit massiven Wänden? Die Wände haben eine hohe Wärmekapazität, fungieren also als Wärmespeicher. Das gilt natürlich auch für Decke und Fußboden und auch alle Gegenstände, die im Raum sind. Sie alle nehmen Energie auf und es braucht Zeit, bis diese Wärmespeicher "voll geladen", also auf Zimmertemperatur angekommen sind. Man spricht auch von thermischer Trägheit eines Gebäudes.

Nehmen wir an, wir hätten eine optimale Dämmung, die absolut keine Wärmeverluste nach draußen durchlässt. Dann kann man sagen: Die gespeicherte Wärme in den Wänden geht nicht verloren, sie steht noch voll zur Verfügung. Das merken wir spätestens dann, wenn wir 10 min stoßlüften. Obwohl ein Großteil der warmen Luft nach draußen gegangen ist, ist das Zimmer ganz schnell wieder warm, wenn wir die Fenster schließen. Das erledigen die Wände als Wärmespeicher.

Um die Wärmespeicher aufzuladen, braucht es zuerst recht viel Energie. Deshalb wird eine Klimaanlage einige Zeit bei höherer Leistung brauchen, bis die Wände auf Zimmertemperatur und damit voll geladen sind. Dann braucht es bei einer optimalen Dämmung absolut keine Energie mehr. Die Temperatur würde dauerhaft erhalten bleiben. Die Klimaanlage müsste nicht mehr heizen. Natürlich nur, wenn wir nicht lüften und die Türen geschlossen halten.

Nun wieder zur Realität. Wir haben keine optimale Dämmung. Wir haben, genauso wie bei einem Zelt, ständig Wärmeverluste, also Wärmeenergie, die durch die Außenhülle nach draußen abfließt. Bei guter Dämmung sind diese Wärmeverluste natürlich deutlich geringer. Wo ein Zelt vielleicht 1000 Watt permanent verliert, sind es im Zimmer nur noch 200 Watt.

Genau diese 200 Watt muss nun die Klimaanlage dauerhaft in den Raum nachliefern, nachdem die Wandspeicher erst einmal voll sind. Das typische Verhalten bei ausgekühlten Räumen ist also: Ein paar Stunden braucht es viel Energie, damit die Wandspeicher aufgeladen werden. Wenn die erstmal voll sind, geht es nur noch um die Kompensation der Wärmeverluste nach außen.

Und jetzt vergleichen wir: Wenn wir 12 Stunden heizen und dann abschalten, entleeren sich die Wandspeicher langsam. Es sind die kontinuierlichen Wärmeverluste nach draußen, sie entladen sich also in die Umgebung. Gegenüber einem Zelt sind wir hier nicht in der Lage, den Wärmeverbrauch sofort abzuschalten. Wir haben die Wandspeicher, die wir nicht daran hindern können, sich zu entladen. Dabei kühlen sie ab, aber sehr langsam. Deshalb sinkt auch die Raumtemperatur nur langsam.

Wo bei einem Zelt nach vielleicht 1 Stunde keinerlei Energie mehr in die Umwelt geht, geht bei unserem Haus permanent die Wärme nach draußen und entlädt so den Wandspeicher immer weiter. Kostbare Energie, die wir vorher durch stundenlanges Aufheizen in die Wände gebracht hatten.

Und jetzt kommt der entscheidende Faktor: Je weiter die Wände auskühlen, um so geringer ist die Energieabgabe nach außen. Geben sie Anfangs 200 Watt ab, sind es vielleicht nur noch 160 Watt, wenn sie erstmal auf 16 Grad heruntergekühlt sind. Je weiter sie herunterkühlen, um so weniger Energie fließt pro Zeit nach außen. Und genau dies ist die Ersparnis, wenn wir nicht 24/7 durchheizen, sondern die Heizung ausschalten, wenn wir den Raum nicht mehr nutzen.

Würden wir durchheizen, hätten wir permanent die 200 Watt Energieverlust nach draußen, was die Klimaanlage also nachliefern müsste. Schalten wir ab, sinkt die Temperatur von Stunde zu Stunde und die Energieverluste damit auch.

Wie hoch die Ersparnisse sind, hängt im Wesentlichen von der Absenkung der Raumtemperatur ab. Wenn wir ein extrem gut gedämmtes Haus haben, wo die Temperatur gerade mal von 20 Grad auf 19 Grad absinkt, sind die Ersparnisse recht gering. Sie stehen im direkten Verhältnis zur Temperaturdifferenz innen zu außen. Nehmen wir an, außen ist es 0 Grad, so ist die Temperaturdifferenz 20 Grad. In diesem Zustand brauchen wir im Beispiel 200 Watt. Sinkt die Temperatur auf 19 Grad, würde die Verlustleistung auf 190 Watt absinken. Nehmen wir vereinfacht an, nach Abschaltung der Klimaanlage wären es 6 Stunden noch 20 Grad und 6 Stunden 19 Grad. Dann sparen wir 6h * 10 Watt = 60 Wattstunden. Wenn wir durchheizen würden, wären es 200 W * 12h = 2400 Wh. Durch die Abschaltung sparen wir 60 Wh, das sind gerade mal 2,5 %. Das lohnt kaum.

Anders sieht die Sache aus, wenn ein Zimmer bei 0 Grad außen und 20 Grad innen 1000 Watt Verlustleistung hat und bis morgens auf 15 Grad ausgekühlt wäre. Nehmen wir auch hier vereinfacht an, 6 Stunden wären es noch 20 Grad und 6 Stunden 15 Grad. Aus den 1000 Watt werden bei 15 Grad nur noch 750 Watt. Also sparen wir 250 W * 6h = 1500 Wh. Würden wir durchheizen, wären es 1000 W * 12 h = 12000 Wh. Wir sparen hier also ganze 12,5 %.

Der Trugschluss, der oft aufkommt ist der: Man hat das Empfinden, dass die ausgekühlten Wände viel Wärme fressen und man viel nachheizen muss. Das gibt einem den Eindruck, man hätte viel Energie verloren. Das stimmt zwar auch, aber es ist eben immer noch weniger Energie, als hätten wir durchgeheizt. Nur beim Durchheizen fällt einem dieser Energieverlust nicht auf. Das Zimmer bleibt immer auf gleicher Temperatur, Energieverluste nach außen können wir nicht wahrnehmen. Es ist also eine gewisse Wahrnehmungstäuschung, die zu falschen Schlüssen führt.

Als Fazit kann man sagen: Sehr gut gedämmte Häuser, die kaum Zimmertemperatur verlieren, wenn man nachts die Heizungen abschaltet, profitieren nur mit wenigen Prozent an Energieeinsparung. Je schlechter ein Haus gedämmt ist und je stärker die Temperatur abfällt, um so mehr profitiert man von einer Abschaltung der Heizung bei Zeiträumen, wo die Temperatur deutlich abfällt im Raum. Man kann auch sagen: Deutlich abgefallene Temperaturen in einem Raum sind ein gutes Indiz dafür, dass man Energie gespart hat. Genau diese Situation sollte man suchen und nicht vermeiden. Kleine Einschränkung: Zu niedrige Temperaturen in Innenräumen kann die Schimmelgefahr erhöhen. Kann, muss nicht. Hier spielen die konkreten Bedingungen Vorort eine Rolle. Wer Wandtemperaturen (IR-Thermometer), Luftfeuchte und Taupunkt im Blick behält, kann erkennen, wo und wann es zu Problemen kommen kann.

Bei Klimaanlagen kommt jetzt noch ein weiterer Aspekt hinzu: Die Effizienz, die je nach Abgabeleistung unterschiedlich ist. Eine Anlage, die im untersten Bereich ihrer Leistung fährt, hat etwas weniger Effizienz. Eine Anlage, die am Maximum betrieben wird, ist sehr viel ineffizienter. Dort sollte man die Anlage möglichst nie betreiben. Die beste Effizienz hat eine Anlage bei 50-75% ihrer Maximalleistung.

Wollen wir uns also die Gewinne durch Abschaltung nicht wieder kaputt machen, darf die Anlage beim Aufheizen nicht unter Volllast arbeiten. Das ist aber in der Regel auch nicht nötig, weil die Luft recht zügig mit mittlerer Leistung aufgeheizt werden kann. Das ist ja der große Vorteil von Klimaanlagen, dass sie die Luft sehr schnell auf Temperatur bringen. Hier kann man das Verhalten der Anlage auch anhand eines Energiekostenmessgerätes beobachten. Wenn man die Zieltemperatur weit über der Ist-Temperatur einstellt, fährt die Anlage auf Volllast. Liegen Ist- und Zieltemperatur hingegen nicht so weit auseinander, wird moderat aufgeheizt.

Sehr ineffizient wird eine Klimaanlage, wenn sie sehr häufig taktet. Das bedeutet, dass die niedrigste Leistung, auf die sie herunterfahren kann, immer noch deutlich zu viel für den Raum ist und die Anlage dann abschaltet, um nach einiger Zeit wieder einzuschalten.

Bei modernen Anlagen mit einem hohen COP kann das gerade in der Übergangszeit passieren. Bei der niedrigsten Kompressordrehzahl nehmen die Geräte typisch 200 Watt auf, was bei einem COP von z.B. 8 ganze 1600 Watt Heizleistung sind. Für kleine Räume bei vielleicht 10 Grad Außentemperatur ist das viel zu viel. Da kommt eine Anlage schnell ins Takten, schaltet also nach kurzer Zeit aus, um den Raum nicht zu überhitzen und schaltet dann auch bald wieder ein. Um so schneller, je schlechter der Raum gedämmt ist. Wenn man hier also die Anlage von Hand 2 Stunden abschaltet, und so zahlreiche Taktungen verhindert, spart das wieder deutlich.

Aber auch bei gut gedämmten Häusern kann es selbst im Winter bei niedrigen Temperaturen noch passieren, dass die Anlage taktet. Gerade hier profitiert man dann davon, die Anlage über längere Strecken abzuschalten. Man hat in gut gedämmten Häusern nur wenig Temperaturverluste, also wenig Komfortverluste, vermeidet aber das ineffiziente Takten, also das kurze Aus- und wieder Einschalten. Über den Daumen kann man sagen: Wenn eine Anlage nur einmal pro Stunde taktet, lohnt ein manueller Eingriff nicht. Darüber kann man sich aber durchaus Gedanken machen, ob man nicht manuell eingreift oder aber über Timer steuert. Eine Mitsubishi Heavy schafft es mitunter, 8 mal die Stunde zu takten. Durch so hohe Taktzahlen wird man geschätzt 30 % Verluste einfahren.

Auch noch interessant: Der COP einer Klimaanlage hängt vor allem an der Außentemperatur. Je niedriger diese ist, um so schlechter ist der COP. Deshalb könnte es zusätzlich interessant sein, Nachts nicht zu heizen, weil es in den Nächten typisch deutlich kälter ist, als am Tag. Günstiger Nebeneffekt: Man vermeidet eine Geräuschentwicklung in der Nachtzeit.

24.10.2022 :: Größere Anlage - weniger Effizienz

Wie kommt das eigentlich, dass größere Split-Klimaanlagen oft weniger effizient sind? Ein Grund ist, dass die Außengeräte nicht entsprechend hoch skalieren. Eine Anlage mit 5 kW hat kein Außengerät, was doppelt so groß ist, wie ein Gerät mit 2,5 kW. Die Außengerät wachsen in der Größe nur relativ wenig. Das bedeutet also, dass größere Anlagen mit Lüftern und Wärmetauschern klarkommen müssen, die keine optimale Größe haben, sie sind für die Leistung eigentlich zu klein.

Besonders fällt das bei den sehr effizienten Baureihen auf, die also im Heizbetrieb ein A+++ erreichen. Beispiel: Eine Mitsubishi SRC50ZSX-W mit 5 kW schafft nur einen SCOP von 4,7 und erreicht so nur A++. Die gleiche Baureihe SRC25ZSX-W mit 2,5 kW kommt hingegen auf 5,2 und erreicht so A+++. Die Außengeräte von beiden Geräten haben identische Maße. Dies zeigt sehr schön, dass die SRC50 viel mehr Leistung aus dem gleichen Wärmetauscher außen herausholen muss. Der Außen-Ventilator der SRC25 schafft 1860 m³/h, die SRC50 schafft mit 1980 m³/h gerade mal 6 % mehr.

Woran liegt es, dass man die Außengeräte nicht einfach im Verhältnis der Leistung hochskaliert? Vermutlich hat es praktische Gründe. Die Außengeräte sind schon relativ groß, die will man nicht noch deutlich größer bauen. Auch ist es natürlich ein Kostenfaktor, deutlich größer zu bauen. Sehr große Anlagen gibt es durchaus in Gehäusen mit z.B. 2 Lüftern, aber die sind lange nicht mehr so universell zu installieren. Kostenmäßig ist es natürlich auch interessant, dass Außengeräte mit unterschiedlichen Leistungen identische Maße und damit auch in vielen Details gleiche Bauteile verwenden. Das erhöht die Stückzahl und reduziert die Bauteilvielfalt.

Neben der Größe der Außengeräte werden auch die Kälteleitungen oft nicht hochskaliert. Beim obigen Beispiel nutzen beiden Anlagen 1/4 Zoll und 3/8 Zoll.

Und was natürlich auch nicht mit skaliert, ist das Innengerät. Das muss die Leistung ja in den Raum loswerden. Auch hier ist es so, dass auch bei kleinen Anlagen das Innengerät schon so groß ist, dass man das nicht noch größer möchte. Anders sieht es aus, wenn man ein Multi-Split-Außengerät hat, da skalieren die Innengeräte mit, in dem man dann mehrere Geräte innen hat, die typisch 2-3 kW Leistung haben.

23.10.2022 :: Zerkratzte SAE-Stutzen


Makroaufnahme eines SAE 3/8 Stutzens mit einem Kratzer, der über die gesamte Dichtfläche geht. War blöderweise an einer fabrikneuen Außeneinheit. Undichtheiten sind hier vorprogrammiert.

Bördel brauchen eine hohe Qualität der metallischen Dichtflächen. Wenn ein Bördel nicht gut ist, können wir den abschneiden und nochmal neu machen.

Problematischer ist die Situation, wenn das Gegenstück, der SAE-Stutzen, ein Problem hat. Ein kleiner Kratzer auf der Dichtfläche kann ausreichen, dass die Verbindung nicht mehr dicht wird. Deshalb ist meine Empfehlung, sich die Dichtfläche mit der Lupe genau anzuschauen.

In die Regel ist die Qualität der Original-Stutzen von Innengerät und Außengerät gut. Ganz anders sieht das bei SAE-Nippeln aus. Diese werden oft ungeschützt in einer Kiste gelagert und schlagen aufeinander. Eigentlich unverständlich, aber so scheint das vielerorts noch Standard zu sein.

Es kann natürlich auch einem selbst passieren, dass man mit dem Schraubendreher versehentlich drüberschrappt. Damit das nicht passiert, sollten die Bördelmuttern oder Schutzkappen so lange wie möglich draufbleiben.

Bei den originalen Anschlüssen der Geräte hat man keine Möglichkeit, den Stutzen zu wechseln. Besonders am Außengerät gibt es keine Möglichkeit.

Bei Kratzern bis zu einer gewissen Größe klappt folgendes Verfahren gut:

  • Ein kleines Stück Nassschleifpapier in Körnung 3000-5000 zuschneiden, etwa 5x5 mm
  • Mit MS-Polymerkleber, z.B. Pattex Repair-Extreme oder Uhu Max-Repair einen Stil von einem Wattestäbchen senkrecht aufkleben.
  • Wenn der Kleber getrocknet ist, hat man also einen Stil mit Schleifpapier vorne dran.
  • Stutzen innen schützen, so dass nichts nach innen eindringt. Klappt z.B. mit einem Stück Uhu Patafix, was man als Kugel formt und in den Stutzen eindrückt.
  • Mit etwas Öl jetzt ganz vorsichtig den Stutzen im Umfeld des Kratzers schleifen. So schleifen, dass man keine Delle reinschleift und nicht die Geometrie verändert. Nicht zu lange schleifen, Kratzer sollten nach 2-3 Minuten schleifen weg sein.
  • Öl abwischen.
  • Mit Polierpaste und Wattestäbchen die Fläche wieder polieren. Polierpaste z.B. Sidol.
  • Alles gut abwischen und nochmal reinigen mit 2-Propanol, Waschbenzin oder Bremsenreiniger.
  • Patafix wieder aus dem Stutzen mit kleinem Schraubendreher heraushebeln. Keine Kratzer machen. Alternativ kleine Häkelnadel oder Zahnstocher verwenden, damit hat man weniger Kratzergefahr. Genauestens mit Lupe kontrollieren, dass keinerlei Reste verblieben sind.
  • Innenfläche Stutzen nochmal mit Wattestäbchen und 2-Propanol reinigen. Genau checken, dass keine Wattefasern zurückgeblieben sind.

Wichtig bei allen Arbeitsschritten ist, dass man absolut sauber arbeitet. Es bleibt eine kritische Arbeit, die aber oft erfolgreich ist. Ich würde empfehlen, dies zuerst an einem Doppelnippel zu testen, bevor man sich an die Anlage selber heranwagt. Statt von Korn 3000 gleich auf Polierpaste zu gehen, kann man auch auf Korn 5000-7000 in einem zweiten Durchgang gehen.

22.10.2022 :: Klimaanlage Aufbau und Funktionsweise

Ein paar interessante Videos, leider nicht auf deutsch:

Hier noch was auf Deutsch:

22.10.2022 :: Klimaanlagen-Installation in Indien

Ein Installationsvideo aus Indien:

Da treffen wirklich Welten aufeinander. Vieles wäre in Deutschland in keiner Weise vorstellbar. Das geht schon damit los, barfuß oder in Sandalen zu arbeiten. Oder die Arbeit auf einem Dachvorsprung ohne Absturzsicherung.

Die Anlage wird hier auch nicht evakuiert, die brauchen keine Vakuumpumpe. Ab 8:30 sieht man das Prozedere, was früher auch mal bei uns nicht unüblich war. Es wird nach der Installation der Rohre einfach das Ventil der Flüssigleitung geöffnet und auf der Saugseite am Serviceport das Schraderventil geöffnet. Man lässt darüber also einfach eine gewisse Menge Kältemittel ausströmen. So spült man die Luft und damit auch ein Großteil der Feuchtigkeit einfach aus dem Kältesystem heraus. Gerade mal 4-5 s dauert dieser Vorgang. In Deutschland ist dieses "zischeln" verboten, weil man damit schädliches Klimagas in die Umwelt bläst.

Die Menge ist allerdings sehr gering. Nehmen wir an, dass dabei vielleicht 2 % der Füllmenge ausgeblasen werden. Bei einer typischen Füllung von 600 g, wären es 12 Gramm. Das entspräche bei einem GWP von 675 bei R32 einem CO2-Äquivalent von 8100 g. Bei einem Auto, was 150 g pro Km an CO2 ausstößt, wäre es vergleichbar mit 54 Km Fahrtstrecke.

Es ist auch möglich, dass im Video eine Anlage mit z.B. R290 installiert wurde, also Propan. Hier wäre ein Zischeln aus Umweltgründen unproblematisch.

Technisch gesehen ist diese Methode aber nicht mit einem Evakuieren der Anlage vergleichbar. Die Trocknung wird lange nicht so gut sein, was auf die Lebensdauer der Anlage gehen kann.

Ich finde es auf jeden Fall sehr spannend zu sehen, wie in anderen Ländern montiert wird. Die beiden sind so routiniert, dass man davon ausgehen kann, dass sie wissen, was sie tun und damit auch erfolgreich sind. Natürlich auch wieder in dem Sinne, was dort an Erwartungshaltung an solche Anlagen vorhanden ist. Das braucht sich nicht mit deutschen Ansprüchen decken.

22.10.2022 :: Schraubverbinder - Alternative zum Bördeln

Das Innengerät könnte man auch über Schraubverbinder mit den Rohren verbinden. Die sogenannten Klemmring-Verschraubungen haben eine hohe Zuverlässigkeit. Wer dem Bördeln also nicht traut, könnte diese Verbinder nutzen.

Die Verbinder selbst sind relativ kostengünstig und einfach zu montieren. Man braucht nicht mal einen Drehmomentschlüssel. Um sie an der Inneneinheit zu nutzen, müsste man die Bördelmuttern abschneiden, um dann die Verbinder direkt am Kupferrohr des Innengerätes zu montieren.

Pferdefuß ist das Kalibrierwerkzeug für jeden Rohrdurchmesser. Diese Kalibrierwerkzeuge sind nicht billig, etwa 50-70 Euro pro Rohrdurchmesser. Ob man sie wirklich braucht, müsste man testen. Bei guter Rohrqualität könnte es sein, dass man sie nicht braucht.

Der Haupt-Hersteller ist Serto:

Wenn ich es richtig überblicke, benötigt man für die Klimaanlage:

  • SO 41021-9,52 (Artikel-Nr: 018.1020.095) für 3/8 Zoll
  • SO 41021-6,35 (Artikel-Nr: 018.1020.063) für 1/4 Zoll
  • Komplette Liste

Neben Verbindern gibt es auch SAE-Fittings, die man auf die Außeneinheit schrauben kann. Auch am Innengerät könnte man sie verwenden, dann bräuchte man die SAE-Stutzen nicht abzuschneiden.

Weitere Anbieter:

Die SAE-Fittings kosten ca. 6-10 Euro pro Stück. Man findet sie z.B. bei Ebay unter dem Begriff "Armacell SAE-Fitting".

Bisher sind solche Klemmringverbindungen noch sehr selten anzutreffen im Bereich Split-Klimaanlage. Da wird bisher fast nur gebördelt. Das könnte sich in Zukunft aber ändern. Gerade deshalb, weil solche Klemmringverbinder schnell zu installieren sind. Vor allem sind sie aber deutlich sicherer. Man kann auch mit wenig Erfahrung kaum was falsch machen. Bei Bördelverbindungen müssen hingegen kritische Arbeiten auf der Baustelle gemacht werden und hier kann immer auch was schief gehen. Gerade auch dann, wenn genügend Erfahrungswissen fehlt.

21.10.2022 :: Das Takten der Anlage

Heutzutage basieren fast alle Split-Klimaanlagen auf Inverter-Technologie. Hier kann der Kompressor seine Drehzahl in einem weiten Bereich variieren und damit auch die Heiz- oder Kühlleistung anpassen. Im besten Fall läuft die Anlage also permanent und passt die Drehzahl im Heizbetrieb der nötigen Heizenergie des Raumes an.

Allerdings kann so ein Kompressor nicht bis Null herunterregeln, er hat eine gewisse Mindestdrehzahl. Das lässt sich an einer Mindestleistungsaufnahme erkennen. Diese liegt bei vielen Anlagen typisch bei 100-300 Watt. Eine Mitsubishi Heavy SRC/SRK20 hat z.B. eine Mindestaufnahme im Heizbetrieb von 200 Watt.

In der Übergangszeit, wenn die Temperaturen draußen noch bei 7 Grad und höher liegen, ist der Heizbedarf noch gering und die COP-Zahl ist noch recht hoch. Das führt zwangsweise dazu, dass die Anlage bei niedrigster Kompressordrehzahl eine zu hohe Heizleistung für den Raum hat. Bei 200 W Stromaufnahme würde eine SRC20ZS einen COP von etwa 6 bei 7 Grad haben, womit man 1200 Watt Heizleistung hat. Das ist für viele Räume deutlich zu viel. Würde man diese Heizleistung über mehrere Stunden einbringen, würde die Temperatur auf viel zu hohe Werte ansteigen.

Der einzige Ausweg bleibt, dass die Klimaanlage taktet. Das bedeutet, dass sie nicht permanent durchläuft, sondern bei Erreichen der Soll-Temperatur abschaltet. Wenn dann nach einiger Zeit die Temperatur wieder sinkt, schaltet die Anlage wieder ein. Immer dann, wenn die minimale Heizleistung der Anlage höher ist, als der Raum bei einer Solltemperatur benötigt, muss eine Anlage takten. Zumindest dann, wenn man sie längere Zeit durchlaufen lässt.

Gut gedämmte Häuser haben den Vorteil, dass die einmal erreichte Temperatur recht gut gehalten wird. Man kann die Anlage also nach erreichen einer Ziel-Temperatur längere Zeit ausgeschaltet lassen, ohne große Temperaturverluste zu haben. Allerdings braucht es hier auch eine gewisse Zeit, bis die warme Luft die Wände auf Zieltemperatur gebracht hat. Wände haben in der Regel eine recht hohe Wärmekapazität, so dass dieser Vorgang Zeit braucht. Auch Fußboden, Decke und alle Gegenstände im Raum müssen sich entsprechend aufheizen, sonst würden sie den Raum wieder schnell abkühlen. Wärme fließt ja immer vom wärmeren zum kälteren Gegenstand.

Schlecht gedämmte Räume fallen in der Temperatur schnell ab und haben auch kältere Außenwände. Beides kann dazu führen, dass eine Anlage recht schnell taktet. Damit die Temperatur möglichst gut gehalten wird, stellen Hersteller die Hysterese recht eng ein. Die Hysterese ist der Temperaturabstand zwischen Ausschalt- und Einschalttemperatur. Wählt man als Soll-Temperatur 21 Grad, so schaltet die Anlage z.B. bei 21,5 Grad ab und bei 20,5 Grad wieder ein. Je kleiner dieser Abstand zwischen Ein- und Auschalttemperatur, um so genauer wird die Temperatur im Raum gehalten, aber um so öfter muss die Anlage auch aus- und wieder einschalten. Befindet sich die Inneneinheit an einer ungedämmten Außenwand, kühlt auch hier der Sensor schneller wieder ab. Obwohl es im Raum vielleicht noch 21 Grad sind, ist die Temperatur im Umfeld der Inneneinheit durch die "wärmesaugende" Wand schon wieder deutlich kühler. Wobei die Hersteller konstruktiv schon darauf achten, die Sensoren so zu platzieren, dass solche störenden Einflüsse vermindert werden.

Bei einer MHI SRC20 hab ich die Erfahrung gemacht, dass die im ungünstigen Fall sehr häufig taktet: Sie läuft erstmal etwas länger durch, dann aber schaltet sie gerade mal 3 min ab, um dann wieder 5 min zu heizen. Dies wiederholt sich dann in diesen kurzen Abständen teils über Stunden. Damit erreicht sie Taktzahlen von 7-8 pro Stunde.

Das Takten hat einige Nachteile. Erstmal belastet es die Mechanik, wobei man davon ausgehen könnte, dass bei Qualitätsherstellern auch unter dieser Belastung das Gerät mindestens 10 Jahre durchhalten sollte. Zweitens sinkt beim Takten die Effizienz. Das erkennt man bei der SRC20 schon daran, dass beim Einschalten etwa 20s schon 600 Watt gezogen werden, ohne das Wärme erzeugt wird. Erst dann fängt das Innengerät an, warme Luft auszuwerfen.

Wie hoch die Effizienzverluste wirklich sind, lässt sich leider nur sehr schwierig vermessen. Hauptsächlich kommt es aber darauf an, wie häufig bzw. schnell die Anlage taktet. Nach vorsichtigen Schätzungen gehe ich bei so häufigem Takten, wie oben beschrieben, von 30 % Verlusten aus. Taktet eine Anlage hingegen nur zweimal pro Stunde, sollten die Verluste recht gering sein, also deutlich unter 10 %.

Es gibt noch einen Nachteil beim Takten. Es kann einen persönlich stören, wenn eine Anlage ständig so in Bewegung ist. Das Innenteil öffnet und schließt, der Kompressor außen fährt anfangs auf Hochtouren, was man hören kann usw.

Durch die Bedienung der Anlage hat man etwas Einfluss darauf, das Takten zu verringern. Man könnte z.B. die Zieltemperatur beim anfänglichen Hochheizen von 21 Grad auf 23 Grad anheben. Dann dauert es länger, bis das Gerät zum ersten Mal abschaltet. Bevor es dann zu takten anfängt, schaltet man das Gerät ab. Je nach Dämmung hat man dann längere Zeit, in der kein weiterer Heizbetrieb nötig ist. Allerdings darf man die Temperatur nicht zu hoch stellen, weil sonst das Gerät davon ausgeht, dass man viel Wärme benötigt. Es würde dann auf höherer Leistung laufen, was eher ungünstig wäre, weil so noch mehr Heizleistung in den Raum gebracht würde. Mitunter kann man auch mit 21 Grad beginnen und nach z.B. 30 min nochmal auf 23 Gad erhöhen. Wie genau sich die Regelung eines Gerätes verhält, kann man durch Beobachtung herausfinden. Dazu ist es gut, die Leistungsaufnahme immer im Blick zu haben, z.B. durch ein Energiekostenmessgerät.

Der Betrieb über einen programmierten Timer kann natürlich auch helfen. So kann man regelmäßige Heizzeiten automatisiert begrenzen.

19.10.2022 :: COP-Vergleiche

Hier mal ein paar Vergleiche, wie der COP bei bestimmten Temperaturen und Geräten ausfällt.

Gerät-15 Grad-10 Grad-7 Grad+2 Grad+7 Grad+12 Grad
MHI SRC20 ZS2,052,202,504,706,247,80
MHI SRC20 ZSX2,602,803,205,306,508,30
MEL MUZ-AP25VG2,602,803,104,806,207,00
MEL MUZ-LN25VG22,103,003,505,106,708,40
Panasonic CU-VZ92,603,053,956,167,989,90
Daikin RXM20R9/FTXM20R2,603,103,515,166,347,99
Bosch CLC8001i 252,803,003,505,106,208,00

Die Panasonic ist somit das Beste, was es am Markt gibt. MHI SRC20ZSX und MEL MUZ-LN25VG2 sind beides A+++ Geräte beim Heizen mit einem SCOP von 5,1-5,2. Die MHI SRC20 ZS ist ein A++ Gerät und liegt mit dem SCOP bei 4,6. MEL MUZ-AP25VG ist auch ein A++ Gerät und liegt mit dem SCOP bei 4,8.

Wer regelmäßig heizen will, fährt mit A+++ Geräten am besten. Der Mehrpreis beim Kauf ist in wenigen Jahren wieder eingespielt.

19.10.2022 :: Biegehilfe Kältemittel-Leitungen

Kältemittelleitungen zu biegen ist eine kritische Angelegenheit bei der Installation. Wer einfach nur an einer Stelle einen 90 Grad Bogen drückt, hat sehr sicher das Rohr abgeknickt. Das Rohr ist also im Bogen flach gedrückt und behindert so stark den Fluss des Kältemittels. Im ungünstigen Fall wird die Anlage so gar nicht funktionieren.

Generell neigt jedes Rohr beim Biegen dazu, sich im Radius flach zu drücken. Denn das Rohr muss sich ja auf der Außenseite dehnen und auf der Innenseite stauchen. Das gelingt nur in einem recht kleinem Maße. Deshalb wird es flach gedrückt.

Mit Erfahrung kann man diesem Effekt entgegenwirken. Man darf nie an einem Punkt einen 90 Grad Winkel drücken. Man darf vielmehr nur einen kleinen Winkel biegen und muss dann weiter wandern, um dort wieder ein Stück Winkel zu biegen. Dies ein paar mal, damit der Radius groß genug wird. Oder man biegt über eine Schablone, die große genug vom Radius ist. Beim 3/8 Rohr kann man bis zu einem Radius von etwa 80 mm biegen, ohne zu viel Querschnitt zu verlieren. Diese 80 mm müssen wir oft ausreizen, damit wir überhaupt passend im Kabelkanal bleiben.

Normal hat das 3/8 Zoll Rohr etwa 7,9 mm Innen-Durchmesser. Wenn wir es bis auf 6mm oval drücken, wäre das noch ok. Das entspricht einem Außendurchmesser von 7,6mm. Bei eigenen Biegeversuchen kann man den Bogen mit Schieblehre vermessen, um zu prüfen, ob man unter diesen Wert gekommen ist.

Im Fachhandel gibt es Biegehilfen auf Basis von PE-Rundmaterial, welches man in das Rohr einschiebt. Diese Sets sind aber relativ teuer und sie sind typisch nur 4 Meter lang. Das reicht oft nicht, um alle Bögen zu erreichen. Optimal ist, wenn man zu Anfang über die gesamte Rohrlänge so ein Rundmaterial ins Rohr schieben kann. Dann verlegt man den Strang. Bei jeder Biegung hält dieses Rundmaterial innen dagegen, so dass das Rohr nicht eingedrückt werden kann.

Hier ein Beispiel für solche Komplett-Sets:

Suchbegriffe: Easybend, Biegeset, Rohrbiegestab, Isobend, Airco Line Set Bender

Auf der Suche nach günstigen Alternativen kam ich zuerst auf Pneumatikschlauch aus PE. Diesen gibt es in 4/2 mm und in 6/4 mm (Außenmaß/Innenmaß). Diese Schläuche sind relativ steif, was wir ja auch brauchen. Und sie sind recht preisgünstig, ab 40 Cent pro Meter. Man kann sie auch in beliebigen Längen bestellen.

Der 4 mm Schlauch passt gut für das 1/4 Zoll Rohr, welches innen 4,75 mm ist. Es ist auch steif genug, um recht kleine Radien zu biegen, ohne das das Rohr deutlich abflacht.

Der 6 mm Schlauch ist eigentlich zu dünn für das 3/8 Zoll Rohr. Besser wäre 7 mm. Etwas Luft braucht man im Rohr immer, damit man leicht durchschieben kann. Bei 7,9 mm innen würden aber selbst 7,5 mm noch gut passen. Leider findet man am Markt kein 7 mm Material. Bei den originalen Biegehilfen gibt es einige, die auch nur 6 mm haben, andere haben aber auch 7 mm.

Trotzdem sollte 6 mm hinreichend sein, etwas oval darf das Rohr ja ruhig werden. Der 6 mm Pneumatikschlauch ist allerdings nicht hart genug, er drückt sich leicht ein, wenn man es wirklich drauf anlegt und enge Radien biegt. Bei meinen Messungen drückt es das Rohr innen auf etwa 5 mm zusammen. Das könnte auch noch reichen, ist aber schon grenzwertig. Wer gut biegen kann und es nicht übertreibt mit zu engen Radien, hat damit aber auch schon ein gutes Maß an Sicherheit. Vorteil ist, dass dieser Schlauch einfach zu besorgen ist und er ist billig.

In einem Forum hab ich noch einen Tipp bekommen: Polyamid Hochdruckschlauch 6mm (6/3). Preise ab ca. 1,20 Euro pro Meter.

Beispiel:

Dieser Schlauch ist sehr starr. Ich habe es probiert und er ist optimal für unseren Zweck geeignet. Auch bei engen Radien ist das Kupferrohr innen dann 6mm. Damit sind wir noch in einem guten Bereich. Wenn es diesen Schlauch noch in 7 mm geben würde, wäre es perfekt. Aber da hab ich nichts gefunden, scheint nicht gängig zu sein.

Wo man aufpassen sollte: Mit jeder Biegung erhöht sich der Widerstand auf diesen innenliegenden Kunststoff-Schlauch. Man sollte nach jeder Biegung prüfen, ob man den Schlauch noch gut ziehen kann. Falls es nach einer Biegung schon recht schwer geht, zieht man den Schlauch etwas weiter raus, so dass man aus dem Bereich bisheriger Biegungen raus kommt.

Generell denke ich, sind diese Biegehilfen für den ungeübten Praktiker eine prima Unterstützung. Zumal man so auch die Sicherheit gewinnt, keine groben Fehler bei der Rohrverlegung zu machen.

Es gibt zahlreiche andere Biegehilfen, wie Rohrbiegezangen oder Biegefedern. Ein großer Nachteil dieser Biegehilfen ist aber, dass man vorher die komplette Rohrisolierung entfernen muss. Das wirft viele Probleme auf, weil es später kaum noch möglich ist, die Isolierung wieder draufzuschieben.

18.10.2022 :: Druckprüfungsideen

Weil im DIY Umfeld die Druckprüfung mit Stickstoff einige Ausgaben erfordert, wird in Foren gerne nach Alternativen Ausschau gehalten. Vor allem auch deshalb, weil Alternativen schon verfügbar sind und damit keine zusätzlichen Ausgaben verursachen würde.

Prüfung mit Kohlendioxid: Eine Idee ist der Einsatz von Kohlendioxid. Flaschen sind oft über einen Sodastream bereits vorhanden. Was es dann noch braucht, ist ein Adapter Sodastream T21-4 auf W21.8-14 Gewinde. An dieses Gewinde kann man dann einen Druckminderer schrauben. Um Kosten zu sparen, gehen manche ohne Druckminderer direkt mit einem Adapter von W21.8-14 auf SAE 1/4 über die Monteurhilfe ins Klimagerät.

Kohlendioxid hat bei 20 Grad einen Dampfdruck von 57 bar, bei sommerlichen Temperaturen von 25 Grad ist man bei 64 bar und bei 30 Grad schon bei 72 bar. Die Schläuche der Monteurhilfe sind bis 55 bar spezifiziert (800 PSI), man befindet sich also je nach Temperatur schon oberhalb der Spezifikation. Zumindest auf dem Schlauch von der Flasche zur Monteurhilfe liegt der volle Druck an. Wer nun nicht aufpasst und den vollen Flaschendruck auf die Anlage gibt, liegt weit über dem maximalen Anlagendruck von typisch 41-42 bar. Auch das Manometer der Hochdruckseite der Monteurhilfe hat bei 55 bar das Skalenende.

Kühlt man die Flasche im Tiefkühler auf -18 Grad runter, liegt man bei 21 bar. Erwärmt die Flasche sich dann außerhalb des Tiefkühlers, wäre man bei 0 Grad z.B. bei 35 bar.

Weil Kohlendioxid in verflüssigter Form in der Flasche vorliegt, hat man bis zum letzten Tropfen einen hohen Druck verfügbar. Durch die Verflüssigung hat man auch ein sehr hohes Gasvolumen. Aus einem Liter flüssigem CO2 werden etwa 1600 Liter Gas.

Welchen Einfluss hat Kohlendioxid auf die Anlage selbst? Kohlendioxid hat auf jeden Fall korrosives Potenzial auf Kupfer, allerdings nur, wenn Feuchtigkeit im Spiel ist. Laut Beständigkeitstabellen ist der Einfluss aber relativ gering. Ich vermute, dass davon keine Gefahr ausgeht. Was man nicht weiß, wie viel Feuchtigkeit das Kohlendioxid enthält, es ist also möglich, sich Feuchtigkeit ins System zu holen. Halte ich aber für unwahrscheinlich. Besser, man evakuiert im Nachgang nochmal länger. Die Gefahr von sonstigen Verunreinigungen wird bei Sodastream-Flaschen recht gering sein, denn die will man im Lebensmittelbereich ja auch nicht haben. Was Sinn macht: Zuvor die Anlage lange genug evakuieren, so dass die möglichst trocken ist. Dann direkt vom Vakuum auf CO2.

Mit Druckminderer wird das Risiko eines gefährlichen Überdrucks vermieden. Dann ist das Setting genauso, wie bei der Arbeit mit Stickstoff.

Nach so einer Prüfung sollte man schauen, das Kohlendioxid möglichst gut aus dem System zu bekommen. Wenn man zweimal Vakuum zieht und wieder mit Luft entspannt, sollte sich wieder normale Atmosphäre im Kältekreislauf befinden. Danach kann dann endgültig evakuiert werden.

Fazit: Preislich ist diese Methode sehr attraktiv. Füllungen und Flaschen sind sehr preisgünstig und überall verfügbar. Oft hat man sie sowieso schon im Haushalt. Adapter sind für kleines Geld über Ebay zu bekommen. Prüfdrücke bis zum maximalen Anlagendruck PS sind problemlos möglich. Je nach Ausgestaltung dieser Methode erkauft man sich die Ersparnis mit Risiken im Arbeitsschutz. Weiterhin besteht eine Ungewissheit, welche Auswirkungen Kohlendioxid auf Komponenten des Kältekreislaufes hat, zumal Kohlendioxid bzw. Kohlensäure eine gewisse korrosive Eigenschaft hat. Ich würde vermuten, dass dies unkritisch ist, hier gibt es aber weder eine Freigabe vom Hersteller noch Langzeiterfahrungen.

Prüfung mit Druckluft: Druckluft ist besonders einfach umzusetzen. Hierfür bastelt man sich einen Adapter aus einem Schraderventil auf SAE 1/4. Es braucht hier nicht nur einen Schrader-Einsatz, sondern ein Rohr, in dem das Schraderventil eingeschraubt ist und dann einen Übergang auf SAE 1/4 oder 5/16 männlich, um dann einen Füllschlauch aufzuschrauben. Hat man einen solchen Adapter, kann man mit einer simplen Fahrradpumpe Druckluft aufs System geben. Drücke bis 10 bar sollten mit geeigneten Fahrradpumpen problemlos erreicht werden. Dies ist ausreichend für eine Grobprüfung mit Lecksuchspray.

Mit einem Kompressor würde man auch Druckluft aufs System bekommen, bräucht dann nur einen simplen Adapter von einem Druckluftstecker auf SAE 1/4 männlich. Allerdings besteht hier eine Gefahr, ölige Luft in das Kältesystem zu bringen, was kritisch ist. Denn Mineralöl verträgt sich nicht mit dem Öl des Kältesystems. Es bräuchte also einen ölfreien Kompressor oder einen guten Ölabscheider. Ebenso sollte ein Filter vorhanden sein, der Schmutz aus der Druckluft ausfiltert.

Das man sich zusätzlich Feuchte ins System holt, sollte bei dieser Methode klar sein. Diese muss dann durch mehrere Evakuierungsprozesse wieder herausgeholt werden.

Fazit: Luft sollte keine negative Einflüsse auf den Kältekreislauf haben. Allerdings darf man sich über dieses Verfahren keine Verunreinigungen ins System holen. Sinnvoll ist der Einsatz eines Filters, im einfachsten Fall einen Kraftstofffilter, z.B. Hengst H101WK.

Die Feuchtigkeit wird man über einen längeren Evakuierungsprozess wieder herausbekommen. Der erreichbare Druck ist mit vielleicht 10-12 bar für eine Druck-Dichtheitsprüfung noch recht gering, ermöglicht aber einen Grobtest mit Lecksuchspray. Die Empfindlichkeit steigt etwa quadratisch mit dem Druck. Gegenüber 40 bar hat man damit also etwa eine 16 fach geringere Empfindlichkeit und eine entsprechend geringere Nachweisgrenze für Undichtheiten.

Prüfung mit Ballongas (Helium): Ballongas ist mittlerweile in vielen Geschäften recht einfach zu bekommen. Helium ist als Edelgas nicht reaktiv, kann den Kältekreislauf also nicht irgendwie angreifen. Unklar bleibt, ob dieses Gas irgendwie verunreinigt sein kann. Relevante Verunreinigungen kann ich mir aber nicht vorstellen. Der Druck von Einwegflaschen ist nicht sonderlich hoch, scheint nicht standardisiert zu sein, liegt wohl aber im Bereich um 20-30 bar. Meist findet man nur das Füllvolumen, worüber man aber über das Flaschenvolumen umrechnen kann. Einen Anschlussadapter müsste man sich basteln. Solange der Flaschendruck nicht über dem maximalen Anlagendruck liegt, dürfte diese Alternative als recht sicher einzustufen sein. Ballongas-Einwegflaschen gibt es ab 30 Euro. Bedenken sollte man aber: Wenn eine Flasche 210 Liter Helium enthält, welches mit 30 bar auf 7 Liter gebracht wurde, wird man in der Anlage je nach Anlagenvolumen nur 10-20 bar erreichen. Helium ist nur komprimiert und nicht verflüssigt, wie bei Kohlendioxid. Auch hier sollte das System nach einer Druckprüfung mehrfach evakuiert werden.

Prüfung mit Argon: Wer im Hobbybereich schweißt, hat vielleicht Argon-Schutzgas verfügbar. Argon ist auch ein Edelgas, weshalb es keine schädigenden Einflüsse auf die Anlage zu erwarten sind. Druckminderer für Argon reduzieren die Durchflussmenge, nicht direkt den Druck. Sie sind aber oft auf einen Maximaldruck von 6-10 bar ausgelegt. Will man Prüfdrücke von 20-40 bar erreichen, braucht man hier andere Druckminderer, die dann nicht direkt an die Flasche passen. Hier braucht es also zusätzliche Adapter. Generell sollte Argon aber funktionieren.

Alle Alternativen bleiben natürlich keine freigegeben Verfahren durch die Hersteller. Eine Restunsicherheit bleibt, ob dadurch ein System geschädigt wird, teils auch durch Einflüsse oder Nebeneffekte, die sich schwer voraussehen lassen. Wer sich in so einen experimentellen Bereich begibt, muss auch immer eine fundierte Risikobewertung machen, vor allem, wenn es um den Arbeitsschutz geht.

06.10.2022 :: Studie Wolfgang Feist: Heizen mit dem Split-Klimagerät

Eine interessante Studie von Wolfgang Feist über 2 Perioden heizen mit der Split-Klima in einem Passivhaus.

https://www.uibk.ac.at/iup/buch_pdfs/10.15203-99106-078-9.pdf

Etwas ernüchternd ist die erreichte Arbeitszahl von gerade mal 2-2,5. Leider gibts keine genaue Angabe, um welche Anlage es sich gehandelt hat. Es ist aber dem Bild nach zu urteilen eine Toshiba. Die hatten aus dieser Zeit einen SCOP von 3.8-4.2. Auffällig ist der geringe Volumenstrom am IG von nur 123 m³/h, wie die Anlage betrieben wurde. Das ist deutlich weniger, als aktuelle Anlagen im niedrigsten Lüftermodus bringen. Die liegen bei 300 m³/h.

Geringe Volumenströme am IG bedeuten, dass höhere Temperaturen am Wärmetauscher des IG zur Verfügung gestellt werden müssen. In der Studie sind es über 50 Grad. Das macht die Anlage ineffizient. Der Temperaturhub ist die wichtigste Einflussgröße auf den COP.

Anscheinend waren die Anlagen damals noch wesentlich lauter, deshalb wurde mit diesem geringen Volumenstrom gearbeitet.

05.10.2022 :: Evakuieren ohne Schrader

Schaut man sich amerikanische Videos zum Evakuieren an, sieht man oft, dass die einen speziellen Adapter anschrauben, mit dem sie unter Druck ein Schrader-Ventil rein- und rausschrauben können. Zum Evakuieren wird dann zuerst das Schrader-Ventil entfernt, dann dieser spezielle Adapter montiert, die Anlage evakuiert und dann das Kältemittel eingelassen. Erst dann wird über diesen Adapter das Schrader-Ventil wieder eingeschraubt, ohne das Kältemittel entweichen kann.

Von Rothenberger gibt es diesen Adapter auch, nennt sich "Rothenberger Schraderventil-Werkzeug" mit der Artikelnummer 87800.

Allerdings fehlt dem ein seitlicher Anschluss für einen Füllschlauch. Hier ist einer mit Port:

In Deutschland ist dieses Vorgehen eher unbekannt. Was macht das auch für einen Sinn, das Ventil zu entfernen?

Mittlerweile hab ich die Begründung dafür gefunden: Beim Evakuieren hat der Querschnitt der Rohre und Schläuche einen großen Einfluss auf die Entfeuchtungsgeschwindigkeit. Das geöffnete Ventil stellt dabei einen Engpass dar. Dies kann also die Entfeuchtung stark beeinträchtigen.

Ohne Ventil ist man also deutlich schneller. Das scheint der einzige Grund zu sein, warum man diesen Schritt macht.

Warum macht man es dann in Deutschland nicht? Man findet unterschiedliche handwerkliche Herangehensweisen öfters mal von Land zu Land. In Deutschland nimmt man sich dann einfach etwas mehr Zeit für das Evakuieren und kommt zum selben Ergebnis.

Weblinks:

28.09.2022 :: Pump-Down

Die meisten Klimaanlagen verfügen über die Möglichkeit, das Kältemittel wieder fast vollständig in die Außeneinheit zu pumpen. Dann kann man die Ventile der Außeneinheit schließen. Somit lässt sich dann der Kältekreislauf demontieren, um z.B. die Anlage abzubauen. Eine neue Inbetriebnahme ist so an einem neuen Ort wieder möglich, ohne das man neues Kältemittel benötigen würde.

Der Pump-Down sollte im Installationshandbuch der Anlage beschrieben sein. Teilweise fehlt es aber an wichtigen Infos, die für einen korrekten Ablauf benötigt werden.

Hier erstmal der grundsätzliche Ablauf zur Orientierung, der für viele Anlagen gilt:

  • Gerät vom Netz trennen
  • Anschluss der Monteurhilfe rote Seite (Hochdruck) am Serviceport, Schraderventil muss nach Anschluss offen sein. Ventil Monteurhilfe muss natürlich vor Anschluss zu sein.
  • Das Manometer der Monteurhilfe sollte jetzt den aktuellen Druck auf der Saugseite anzeigen.
  • Gerät wird jetzt eingeschaltet in den Notkühlbetrieb. Geht oft direkt am Gerät ohne Fernbedienung.
  • Jetzt wird das Ventil auf der Flüssigseite (dünnes Rohre) mit dem Inbus zügig geschlossen.
  • Nachdem dieses Ventil geschlossen ist, wird der Druck zügig abfallen.
  • Wenn der Druck bei 0 angekommen ist, wird auch zügig das Ventil der Saugseite geschlossen und dann sofort das Gerät vom Netz getrennt. Es kann sein, dass der Druck nicht bis 0 runter geht. Sollte er nicht weiter runter gehen, kann man im Bereich bis 0,5 bar bereits abschalten.
  • Monteurhilfe kann wieder abmontiert werden.

Wichtig: Wenn wegen langer Leitungslänge Kältemittel nachgefüllt wurde, kann dieses natürlich nicht vollständig ins Außengerät gepumpt werden. In diesem Fall klappt der Pump-Down nicht vollständig, überflüssiges Kältemittel muss dann abgesaugt werden.

Jetzt zu den Details: Bei obigem Verfahren könnte es passieren, dass wir Luft und damit auch Feuchtigkeit ins System ziehen. Es geht um das Volumen, was im Füllschlauch der Monteurhilfe ist. Auch hat man beim Anschluss von Füllschläuchen mit Ventildrücker Verluste beim Anschrauben des Schlauches am Serviceport. Ich würde deshalb so vorgehen:

  • Ventildrücker-Absperrhahn auf Close drehen und dann an den Serviceport anschließen. Das Schrader ist jetzt noch dicht.
  • An den Absperrhahn wird die rote Seite der Monteurhilfe angeschlossen.
  • Mittig an der Monteurhilfe wird nun die Vakuumpumpe angeschlossen. Vakuumpumpe wird eingeschaltet und rotes Ventil der Monteurhilfe geöffnet. Jetzt wird Vakuum auf den Schlauch gezogen, der bis zum Serviceport geht. Pumpe 5-10 min laufen lassen.
  • Jetzt das rote Ventil der Monteurhilfe schließen und danach Pumpe abschalten. Der Schlauch zum Serviceport ist nun evakuiert, es kann keine Luft mehr in den Kältekreislauf gelangen.
  • Nun kann der Ventildrücker-Absperrhahn rechts herum das Schraderventil öffnen. Kältemittel strömt bis zum Manometer und der Betriebsdruck wird angezeigt.
  • Jetzt kann nach dem obigen Verfahren weitergemacht werden.
  • Zum Schluss wird dann erst der Ventildrücker-Absperrhahn geschlossen und dann die Monteurhilfe entfernt.

Klar sollte sein, dass bei einem Pump-Down immer etwas Kältemittelverluste vorkommen. Am Ende hat man ja z.B. einen Kältemittelkreislauf und den Füllschlauch, in dem Reste von Kältemittel vorhanden sind. Je tiefer man mit dem Druck kommt, um so weniger.