Hauptkategorie: ROOT Kategorie: Informationen Drucken

Inspektion, Wartung, Reinigung, Regenerierung und Optimierung von Heizungsanlagen mit Wasser-Wasser Anlagen, Brunnen mit Wärmepumpe

Einleitung

Die Aufrechterhaltung der Energieeffizienz und der Funktionssicherheit, sowie die Werterhaltung des Investitionsgutes Wärmepumpe, einer Heizungsanlage erfordert auch unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes regelmäßige Kontrollen.

In der Heizungsanlage sind funktionsrelevante Komponenten, wie z.B. der Brunnen, mit zeitlich beschränkter Lebensdauer eingebaut. Ein dauerhaft zuverlässiger Betrieb der Anlage ist nur bei ordnungsgemäßer Wartung sichergestellt. In modernen Heizungsanlagen mit Wärmepumpe können aufgrund der technischen Gegebenheiten die Kontrollmaßnahmen von Inspektion und Wartung zusammengefasst werden.

Wichtig ist bei Wärmepumpenanlagen mit Brunnenbetrieb die kontinuierliche Überwachung der Brunnenanlage durch Brunnenmonitoring. Nur so lassen sich frühzeitig leistungsmindernde Alterungserscheinungen erkennen. Nach 10 % Leistungsverlust sollte ein Brunnen Regeneriert werden um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.

Weil der Brunnen aber versteckt im Boden liegt wird er schnell vergessen oder übersehen! Er ist als einziges Bauteil der Wärmepumpe normal nicht sichtbar. Während alle anderen Bauteile bei Wartungsarbeiten direkt in Augenschein genommen werden können und bei Bedarf direkt geöffnet und bearbeitet werden können, ist die Inspektion und Bearbeitung der Brunnen mit enormen Aufwand verbunden. Um den Brunnen zugänglich zu machen, müssen in der Regel alle Rohranschlüsse abmontiert, der Brunnenkopf abgeschraubt sowie die Förder- oder Infiltrationsleitungen und Unterwassermotorpumpen sowie ggf. eingehängte Sonden ausgebaut werden. Wenn die Brunnen dann noch in Kellern oder Tiefgaragen liegen, sind die Montagemaßnahmen noch aufwendiger als bei frei im Gelände über Tage liegenden Brunnen. Mache Betreiber scheuen daher im Betrieb wegen des hohen Aufwandes die direkte Inspektion des Brunnens. Dies kann sich dann fatal auf die Funktionstüchtigkeit sowie die Lebensdauer des Brunnens und damit der Wärmepumpe auswirken.

Wärmepumpen unterliegen, abhängig vom verwendeten Kältemittel, besonderen Vorschriften, z. B. der Chemikalien-Klimaschutzverordnung (ChemKlimachutzV). Hierausresultieren zusätzliche Vorgaben für die Inspektion und Wartung.

Die Energieeinsparverordnung EnEV, basierend auf der EU-Richtlinie 2010/31/EU (EPBD– Energy Performance of Buildings Directive – Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden), verpflichtet den Betreiber zur regelmäßigen Überprüfung von haustechnischen Anlagen. Ziel ist die langfristige Aufrechterhaltung der energetischen Qualität der Anlage.

Dies kann durch eine fachgerechte Optimierung erfolgen.

Empfehlung

BDH/BWP empfehlen zur Aufrechterhaltung der energetischen Qualität und der Funktionssicherheit eine regelmäßige Inspektion / Wartung / Reinigung / Regenerierung durch ein Fachunternehmen durchführen zu lassen. Der Inspektions- und Wartungsumfang richtet sich nach der Art der Geräte, den Komponenten der Anlage, den Umgebungseinflüssen, den Benutzergewohnheiten sowie den Angaben des Herstellers.

Der Austausch von Verschleiß- und Ersatzteilen kann im Rahmen der Wartung oder eines Optimierungsauftrages erfolgen.

Die Möglichkeit der Fernüberwachung einer Heizungsanlage mit Wärmepumpe kann Inspektionsintervalle, Wartungsarbeiten und Optimierungsmaßnahmen sinnvoll unterstützen.

Checkliste zur Inspektion/Wartung von Heizungsanlagen mit Wärmepumpe

Die Wartung und Inspektion von Heizungsanlagen mit Wärmepumpe lässt sich in zwei Bereiche aufteilen. Einen allgemeinen Teil mit Wartungs- und Überprüfungsarbeiten und einen spezifischen Teil, der nur die Wärmepumpe betrifft.

Im allgemeinen Teil werden die Gerätekomponenten auf Beschädigungen und Verschmutzung, sowie die Befestigungen überprüft und alle wasserführenden Teile auf Leckagen untersucht. Hinzu kommen die Reinigung der Heizkreisfilter und die Überprüfung von Ausdehnungsgefäßen, Sicherheitsventilen und Umwälzpumpen.

Um eine möglichst gute Effizienz der Wärmepumpe zu gewährleisten, ist die korrekte Regler-Einstellung entscheidend; das Auslesen des Fehlerspeichers und der Betriebsdaten gibt Hinweise auf mögliche Probleme.

Ein wichtiges Indiz für Kältemittelleckagen sind Ölspuren. Auf diese sollte man bei der Wartung ganz besonders achten. Unterliegt die Wärmepumpe mit ihrer Kältemittelfüllmenge der Chemikalien-Klimaschutzverordnung, so bietet sich im Rahmen der Wartung gleichzeitig die Dichtheitsprüfung des Kältekreises in den gesetzlich vorgeschriebenen Intervallen an.

Die weiteren, spezifischen Wartungs- und Inspektionsarbeiten an der Wärmepumpe unterscheiden sich in Abhängigkeit vom Gerätetyp:

  • Bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen kann eine sich ändernde Wasserqualität schnell zu einer Funktionsbeeinträchtigung der Wärmepumpe führen. Erkennbar ist dies z.B. an braunen und schlammigen Ablagerungen in den Filtern (Verockerung, Versandung, Korrosion, mechanische Defekte). Dann empfiehlt sich ggf. die Aufrüstung der Anlage mit einer Systemtrennung.
    Wichtig ist die kontinuierliche Beobachtung der Ruhe- und Betriebswasserspiegel im Brunnenbetrieb. Grundwasserspiegel unterliegen Schwankungen, je nach örtlicher Hydrologie, Niederschlagsmenge und Jahreszeit können erhebliche Veränderungen der Wasserspiegelhöhen auftreten, welche Auswirkungen auf die Wasserchemie und auf den Wasserandrang haben können. Beschleunigte Brunnenalterung und Leistungsverlust der Brunnen können daraus resultieren. Sowohl die Brunnensteuerung sowie das Instandhaltungsmanagement müssen diesen anlagenspezifischen Rahmenbedingungen Rechnung tragen.
  • Elektrische Überprüfung des Unterwassermotors der Brunnenpumpe und des Motorkabels gemäß VDE 0701-0702:
    Elektrische Prüfung vor Einbau und während des Einbaus sowie im Einbauzustand der Pumpe
    - Isolationswiderstand öfter nachmessen, Mindestwert 2 M Ohm nicht unterschreiten.
    - Wicklungswiderstand prüfen (nur bei erneutem Einsatz gebrauchter Motore). Bei 3~ Motore zwischen allen 3 Motoranschlüssen messen. Werte müssen annähernd gleich sein.
    - Bei 1~ Motore 0,37 - 1,1 kW, Widerstand zwischen den Anschlüssen braun-blau messen.
    - Bei 1~ Motore 1,5 - 2,2 kW, Widerstand zwischen den Anschlüssen blau-braun (Hauptphase) und zwischen schwarz-braun (Hilfsphase) messen.
    Das Unterwasserkabel ist schonend zu behandeln. Vor Schlag und starkem Druck schützen, nicht auf Zug beanspruchen, nicht knicken, nicht über scharfe Kanten ziehen. Das Kabelende muß vor Feuchtigkeit geschützt werden.

 

Den Abschluss der Wartungs- und Überprüfungsarbeiten bildet die VDE-Prüfung nach VDE 0701-0702. Diese Prüfung darf nur von einer ‚Elektrofachkraft‘ bzw. einer ‚Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten‘ vorgenommen werden und umfasst u. a.:

  • Messung Schutzleiterwiderstand
  • Messung Isolationswiderstand
  • Messung Ableitstrom (Schutzleiterstrom und/oder Berührungsstrom)
  • Sichtprüfung
  • Schutzkleinspannung
  • Empfohlen wird das Prüfen und Nachziehen der Anschlussklemmen
  • Messung der

Weitere Überprüfungen nach Herstellerangaben.

Nach Abschluss aller Arbeiten wird die Wartung dokumentiert und mit Datumsangabe am Gerät kenntlich gemacht.

Allgemein auszuführende Wartungs- und Überprüfungsarbeiten

  1. Sichtprüfung der Gerätekomponenten

(Wärmepumpe, Pufferspeicher, Warmwasserbereiter, Pumpen und Ventile)

  • Beschädigungen
  • Korrosion
  • Verschmutzung
  • Befestigung
  • Leckagen
  • Ölaustritt und Ölspuren
  1. Kältekreis auf Dichtheit überprüfen gemäß Anforderungen der Chemikalien-Klimaschutzverordnung (siehe Umgang mit Kältemittel bei der Wartung und Inspektion)
  2. Funktionsprüfung der Hydraulikkomponenten (z. B. Pumpen, Mischer, Rückschlagklappen, Absperrventile)
  3. Heizkreis-Filter prüfen ggf. reinigen
  4. Systemdruck Heizungsanlage und Ausdehnungsgefäße prüfen
  5. Sicherheitsventile prüfen
  6. Regler Einstellungen prüfen, Betriebsdaten und Fehlerspeicher auslesen
  7. Prüfung der elektrischen Sicherheit nach VDE 0701-0702
  8. Funktionskontrolle der Anlage

Zusätzliche Wartungs- und Überprüfungsarbeiten bei Wasser-Wasser Wärmepumpen

  1. Sichtprüfung der Brunnen-Anlage auf Verockerung, Versandung, Verschleimungen & mechanische Defekte (Brunnenalterung) durch Kamerabefahrung & ggf. Geophysik, Leistungspumpversuch für die Ermittlung der aktuellen spezifischen Ergiebigkeit des Brunnens zur Beurteilung des Leistungsverlustes und damit des Alterungsgrades.
  2. Filterstrecke und Vollrohre reinigen durch Regenerierung, hydromechanisch / chemisch
  3. Zusätzliche Sicherheitseinrichtungen der W/W-Wärmepumpe überprüfen
  4. Funktionsprüfung des Fußventils (Rückschlagklappe) im Saugbrunnen
  5. Funktionsprüfung der Unterwasserpumpe
  6. Dämmung prüfen: Kondensat Anfall, Beschädigungen

Energetische Optimierung von Anlagen

Mit Beginn der planmäßigen Nutzung einer Heizungsanlage mit Wärmepumpe ist eine energetische Optimierung zu empfehlen. Eine weitere Optimierung der Anlage ist sinnvoll nach dem 1. Nutzerjahr, insbesondere in Neubauten und umfangreich sanierten Bestandsgebäuden, sowie bei Nutzungsänderung.

Ziel der Optimierung ist eine möglichst niedrige Heizkurve mit geringen System Temperaturen und der damit verbundenen hohen Effizienz der Wärmepumpe. Dadurch wird das Abdrosseln der Heizkreise durch die Raumtemperaturregler vermieden.

Der hydraulische Abgleich der Anlage gewährleistet eine gleichmäßige Wärmeversorgung des Gebäudes. Er ist unbedingte Voraussetzung zur Systemoptimierung und muss dokumentiert werden.

Die Einstellung der Heizkurve erfolgt grundsätzlich bei offenen Raumtemperaturreglern auf Basis einer niedrig eingestellten Heizkurve. Die Voreinstellung sollte um mindestens 3 K (Flächenheizungen) bis 5 K (Radiatoren) unterhalb der Auslegung erfolgen. Die Systemtemperatur wird anschließend in kleinen Schritten angehoben, bis eine komfortable Einstellung erreicht ist. Idealerweise erfolgt dies durch den Nutzer nach der entsprechenden Unterweisung. Die damit verbundene, anfängliche Unterversorgung ist erwünscht, denn sie wird vom Nutzer eher bemerkt als eine Überwärmung der Räume.

Heizkurven werden herstellerspezifisch unterschiedlich dargestellt, verbreitet sind die beiden folgenden Einstellmöglichkeiten:

  • Steigung der Heizkurve oder Eingabe der Systemtemperatur (meist bei –20 °C Außentemperatur)
  • Parallelverschiebung der Heizkurve, auch als Angabe eines Raumtemperatur-Soll-wertes oder Eingabe einer minimalen Vorlauftemperatur (meist bei +20 °C Außen-temperatur)

Aufgrund der gerätespezifischen Parametrierung können hier nur einige, allgemeine Hinweise zur Anpassung der Heizkurve gegeben werden. Details sind den Herstellerunterlagen zu entnehmen:

  1. Beeinflussung der Heizkurve bei niedrigen Außentemperaturen (< –5 °C):
  • Korrektur der Systemtemperatur oder
  • Korrektur der Steigung
  1. Beeinflussung der Heizkurve bei höheren Außentemperaturen (> +5 °C):
  • Korrektur der minimalen Vorlauftemperatur oder
  • Korrektur der Parallelverschiebung (Anmerkung: hier ist ggf. eine gegenläufige Änderung der Steigung erforderlich, da die Parallelverschiebung die gesamte Heizkurve und damit auch die hohen Systemtemperaturen beeinflusst)
  1. Abschalttemperatur der Heizungsanlage, Sommerbetrieb: Zusätzlich muss die Heizgrenztemperatur eingestellt werden, oberhalb dieser Außentemperatur ist der Heizbetrieb blockiert. Sie liegt abhängig vom Dämmstandard des Gebäudes bei 12 °C bis 18 °C Außentemperatur.

In der Optimierungsphase ist eine Überheizung in Räumen mit großen Fensterflächen bei offenen Raumtemperaturreglern nicht zu vermeiden. Dieser Effekt wird nicht an der Heizkurve korrigiert. Wenn möglich sind die betroffenen Räume bei Bedarf durch geeigneten Sonnenschutz, z. B Markisen oder Jalousien, zu verschatten.

Gegebenenfalls erfordert die Optimierung der Heizkurve eine anschließende Feinjustierung des Wärmeverteilsystems.

Auf diese Vorgehensweise kann verzichtet werden, wenn Regelsysteme zur Anwendung kommen, bei denen die Vorlauftemperatur permanent an den Raum mit der höchsten Wärmeanforderung angepasst wird.

Typische Hinweise auf ungünstig eingestellte Anlagen

Die folgenden Punkte können auf ungünstig eingestellte Anlagenparameter hinweisen:

  • Regelung der Wärmepumpe
  • Fehler, allgemein
  • Information aus dem Fehlerspeicher, z. B. Hochdruckabschaltung
  • Übereinstimmung der Reglereinstellung mit der ausgeführten Anlage (Hydraulik-
  • plan/Verdrahtungsplan)
  • hohe Schalthäufigkeit/kurze Laufzeiten
  • geringer Volumenstrom (siehe unten ‚Fehlermöglichkeiten im Heizkreis‘)
  • hohe Heizkurve (siehe oben ‚Regler-Optimierung‘)
  • Bypass-Ströme (Rückschlagklappen, Überströmventile)
  • Schaltzeiten
  • Warmwasserbereitung bedarfsgerecht einstellen
  • Nachtabsenkung Heizbetrieb (nicht empfohlen für nassverlegte Fußbodenheizun-
  • gen)
  • Temperaturfühler prüfen (Heizung und Warmwasser)
  • Korrekte Position in der Anlage
  • Richtiger Sitz auf dem Rohr/in der Tauchhülse
  • Abdeckung durch Wärmedämmung

Fehlermöglichkeiten im Heizkreis:

  • Ungleichmäßige Erwärmung der Räume
    -kein hydraulischer Abgleich
    -Heizkreise unzureichend ausgelegt (evtl. einzelne Zusatzheizflächen nachrüsten, z.  B. im Bad)
  • Temperaturspreizung der Heizkreise zu hoch/unterschiedliche Rücklauftemperaturen
    -Erhöhter Druckverlust in der Verrohrung
    -Formstücke Verbundrohr mit reduziertem Querschnitt
    -Defekte Ventile/Rückschlagventile
    -Verunreinigung/Verschlammung (auch Filter)
    -Pumpe defekt
    -Pumpe falsch eingestellt
    -Luft in den Heizkreisen
    -Heizkreise nicht hydraulisch abgeglichen
    -Heizkreise unzureichend ausgelegt (evtl. einzelne Zusatzheizflächen erforderlich, z. B. im Bad)
  • Druckabfall im Heizsystem
    -Heizkreis nicht vollständig entlüftet
    -Ausdehnungsgefäß unzureichend bemessen/falsch eingestellt/defekt
    -Leckage

Fehlermöglichkeiten im Solekreis:

  • Temperaturspreizung des Wärmequellenmediums zu hoch/unterschiedliche -Temperaturen der Sole aus der Wärmequelle
    -Pumpe defekt/nicht ausreichend dimensioniert
    -Solekreise nicht vollständig entlüftet
    -Solekreise nicht hydraulisch abgeglichen
  • Druckabfall im Solekreis:
    -Solekreise nicht vollständig entlüftet
    -Ausdehnungsgefäß unzureichend bemessen/falsch eingestellt/defekt
    -Leckage

 Fehlermöglichkeiten in der Warmwassererwärmung:

  •  Temperaturspreizung des Ladekreises hoch (> 10 K)
  • -Erhöhter Druckverlust in der Verrohrung
     -Formstücke Verbundrohr mit reduziertem Querschnitt
     -Defekte Ventile/Rückschlagventile
     -Verunreinigung/Verschlammung (auch Filter)
  • Pumpe defekt
  • Pumpe falsch eingestellt
  • Luft in den Heizkreisen
  • Ladeleistung zu hoch (nur für leistungsgeregelte Wärmepumpe)
  • Temperaturspreizung des Ladekreise gering (< 5 K )
    -Wärmeübertrager verkalkt
    -Defekte Ventile/Rückschlagventile
    -Pumpenleistung zu hoch
    -Ladeleistung zu gering (nur für leistungsgeregelte Wärmepumpe)
    -Rückschlagventil klemmt
  • Anteil Zusatzheizer zu hoch
    -Warmwasser Sollwert zu hoch
    -Einschalttemperatur Zusatzheizer zu niedrig (Regler-Parametrierung)
    -Wärmeübertrager verkalkt

Umgang mit Kältemittel bei der Wartung und Inspektion

Seit dem 4. Juli 2007 regelt die EU Verordnung 842/2006, die sogenannte F-Gas-Verordnung, den Umgang mit fluorhaltigen Kältemitteln. Am 1. Januar 2015 wurde sie durch die novellierte F-Gas-Verordnung Nr. 517/2014 ersetzt.

Im Wesentlichen wird dort die Qualifizierung, Wartung und Kennzeichnung von Anlagen und Komponenten, die HFKW-Kältemittel enthalten, festgelegt. Diese sind in Wärmepumpen bevorzugt R 134A, R 404A, R 407C oder R 410A.

Die Bundesregierung setzt diese Verordnungen mit der „ChemKlimaschutzV“ in nationales Recht um. Ein Teil dieser Verordnung ist die Dichtheitsprüfung von Systemen, welche eine bestimmte Kältemittelfüllmenge enthalten und die Anforderung an Personen, die mit diesen Kältemitteln arbeiten. Da die meisten Wärmepumpen mit diesen Kältemitteln betrieben werden, ist dies ein zentraler Punkt, der bei der Wartung zu beachten ist.

Die regelmäßige Dichtheitsprüfung soll verhindern, dass größere Mengen an fluorierten Treibhausgasen unbeabsichtigt freigesetzt werden. Für die Einhaltung der Dichtheitsprüfintervalle ist der Betreiber der Anlage verantwortlich. Er muss sicherstellen, dass die geforderten Prüfungen durch ein zertifiziertes Unternehmen erfolgen.

Dieses kann im Rahmen eines Wartungsvertrages sichergestellt werden.

Das Intervall für die vorgeschriebene Dichtheitsprüfung kann der folgenden Tabelle entnommen werden. Bei der Verwendung eines Leckageerkennungssystem (LES) verdoppelt sich das Prüfintervall.

Kältemittel GWP-Wert ab 5 t CO2 Äqu. jährliche Kontrolle (mit LES alle zwei Jahre) ab 10 t CO2 Äqu. (thermetische Systeme) ab 50 t CO2.

Bis zum 31. 12. 2016 gilt noch eine Übergangsfrist, die sich auf die Kältemenge-Füllmenge in kg und nicht auf das CO2-Äquivalent (CO2eq) in kg von fluorierten Treibhausgasen bezieht. Dichtheitsprüfungen sind bis zu diesem Zeitpunkt nicht erforderlich, wenn Einrichtungen weniger als 3 kg fluorierte Treibhausgase enthalten (6 kg in thermetisch geschlossenen Anlagen). Ab 1. 1. 2017 gelten auch für diese Anlagen die neuen CO2-Äquivalente.

Das Ergebnis der Dichtheitsprüfung ist durch den Prüfer zu dokumentieren:

  • in einem Logbuch, das in der Anlage verbleibt
  • in den Unterlagen des beauftragten Unternehmers, archiviert für mind. 5 Jahre

 

Das Anlagen-Logbuch muss u. a. folgende Angaben enthalten:

  1. Menge und Art der enthaltenen fluorierten Treibhausgase
  2. Menge der fluorierten Treibhausgase, die bei der Installation, Instandhaltung oder Wartung oder aufgrund einer Leckage hinzugefügt wurde
  3. Angaben dazu, ob die eingesetzten fluorierten Treibhausgase recycelt oder aufgearbeitet wurden, einschließlich des Namens und der Anschrift der Recycling- oder Aufarbeitungsanlage und gegebenenfalls deren Zertifizierungsnummer
  4. Menge der rückgewonnenen fluorierten Treibhausgase
  5. Angaben zum Unternehmen, das die Einrichtung installiert, gewartet, instand gehalten und, wenn zutreffend, repariert oder stillgelegt hat, einschließlich gegebenenfalls der Nummer seines Zertifikats
  6. Zeitpunkte und Ergebnisse der durchgeführten Kontrollen
  7. Maßnahmen zur Rückgewinnung und Entsorgung der fluorierten Treibhausgase, falls die Einrichtung stillgelegt wurde.

 

Quelle: Informationsblatt Nr.62 November 2015 BDH bwp mit unseren Ergänzungen