Feuchtigkeitslösungen für Wohnwärmepumpen

Nov 02, 2023

HVAC-Auftragnehmer sind dafür verantwortlich, den Komfort in Innenräumen zu gewährleisten. Ihr Lebensunterhalt hängt davon ab. Auftragnehmer stehen vor der Herausforderung, die richtige HVAC-Ausrüstung bereitzustellen und sicherzustellen, dass sie mit der richtigen Mischung aus Luftfeuchtigkeit, Luftqualität und Temperatur einen umfassenden Innenraumkomfort bietet.

Während Amerika den Vorstoß zur Elektrifizierung vorantreibt, entscheiden sich immer mehr Hausbesitzer dafür, ihre mit fossilen Brennstoffen betriebenen Öfen und Klimaanlagen durch Wärmepumpen mit und ohne Leitungen zu ersetzen.

Durch diesen Austausch müssen HVAC-Auftragnehmer die Vor- und Nachteile dieser Systeme genau verstehen und willens und in der Lage sein, den Kunden klar zu erklären, warum sie die Implementierung eines solchen Systems in ihren Wohnhäusern in Betracht ziehen sollten.

Wärmepumpen sind zwar effizient, aber stark klimaabhängig und ihre Leistung variiert je nach geografischem Gebiet. Eine wichtige Variable ist die Feuchtigkeitskontrolle, insbesondere in übermäßig trockenen/nassen und heißen/kalten Regionen. Auftragnehmer müssen darauf vorbereitet sein, sich vor, während und nach der Installation mit Befeuchtungs- und Entfeuchtungsproblemen auseinanderzusetzen – und jedes Haus hat andere Anforderungen.

Wärmepumpen nutzen Verdampferschlangen und Kondensatorschlangen. Aus diesem Grund funktionieren sie ähnlich wie Kühlschränke oder Klimaanlagen, bei denen Luft aus dem Inneren eines Hauses durch eine Spule geleitet wird, die Kältemittel mit niedrigem Druck enthält. Feuchtigkeit aus der Luft sammelt sich auf den Spulen, während sie durch das Kältemittel gekühlt wird, und wird in einer Kondensatauffangwanne gesammelt. Die gesammelte Feuchtigkeit, Kondensat genannt, wird dann typischerweise durch Schwerkraft oder eine Pumpe aus der Wanne abgelassen.

BRINGEN SIE DIE WÄRME: Wärmepumpen nutzen Kondensationsschlangen. Aus diesem Grund funktionieren sie ähnlich wie Kühlschränke oder Klimaanlagen, bei denen Luft aus dem Inneren eines Hauses durch eine Spule geleitet wird, die unter Druck stehendes Kältemittel enthält. (Mit freundlicher Genehmigung von Legacy Service Partners)

Der Prozess einer Wärmepumpe im Kühlmodus ist im Wesentlichen der gleiche wie der einer Klimaanlage. Solange eine Wärmepumpe richtig dimensioniert ist, kann sie ähnliche Entfeuchtungsmengen wie eine Klimaanlage liefern und gleichzeitig im Winter mit derselben Ausrüstung eine effiziente Heizung bieten.

Latente Energie ist die von einem System absorbierte Energie, die eine Phasenänderung ohne Temperaturänderung verursacht. Sensible Energie ist die Energie im System, die die Temperatur ohne Phasenänderung verändert. Wenn es um die Konditionierung der sensiblen und latenten Wärmelasten eines Hauses geht, ist die richtige Dimensionierung einer Wärmepumpe der effektivste Schritt, den ein HVAC-Auftragnehmer unternehmen kann.

„Ohne die richtige Dimensionierung des Systems für die Bedingungen vor Ort reicht die Menge der vom System abgeführten latenten Wärme oft nicht aus, was zu einem heißen, stickigen Zuhause oder möglicherweise einem schlechten Zuhause führt“, sagte Ryan Green, Direktor für Dekarbonisierung , McNevin Co., ein in Denver ansässiger Vertreter von HVAC-Herstellern. „Wenn das HVAC-System nicht richtig dimensioniert, installiert und in Betrieb genommen wird, reicht die beim Kondensationsprozess freigesetzte latente Energie nicht aus, was zu einem schwülen und ungemütlichen Zuhause führen kann.“

„Einige Auftragnehmer versuchen, die Wärmepumpe zu überdimensionieren, um die Heizleistung zu steigern, was zu überdimensionierten Verdampferschlangen und einer verkürzten Kühllaufzeit führt – und letztendlich zu einer geringeren Feuchtigkeitsentfernung“, sagte Corey Hickman, Inhaber von Comfort Matters Heating, Cooling & Plumbing in Maple Grove , Minnesota. „Es ist am wichtigsten, sicherzustellen, dass das aktuelle Kanalsystem groß genug ist, um den erforderlichen Luftstrom zu bewältigen. Während die Lüftergeschwindigkeit und die Spulengröße wichtig sind, bietet die Verwendung von Systemen mit Inverterkompressoren im Sommer im Allgemeinen die beste Feuchtigkeitsentfernung.“

Eine überdimensionierte Wärmepumpe macht sich typischerweise in Klimazonen mit hoher Luftfeuchtigkeit stärker bemerkbar, obwohl sich jede Jahreszeit unterschiedlich auf das System auswirkt.

„Eine Klimaanlage muss mindestens 15 bis 20 Minuten laufen, bevor die latente Kapazität des Systems beginnt, Feuchtigkeit aus der Luft zu entfernen“, sagte Hickman. „Im Winter sehen wir den gegenteiligen Effekt. Viele Auftragnehmer installieren Bypass-Luftbefeuchter, und die kühlere Zuluft der Wärmepumpe verringert die Kapazität des Luftbefeuchters. Die Verwendung eines Dampfbefeuchters führt zu viel besseren Ergebnissen und weniger Wasserverschwendung.“

Wenn es um die richtige Dimensionierung einer Anlage geht, greifen verschiedene Auftragnehmer auf unterschiedliche Methoden zurück.

„Ich empfehle Auftragnehmern dringend, eine ACCA-Lastberechnung durchzuführen, um die Größe des neuen Systems zu bestimmen“, sagte Jeff Reed, Vizepräsident für Einzelhandelsbetriebe bei Custom Air Conditioning and Heating Co., Columbus, Ohio. „Die Wechselrichtertechnologie verringert unsere Bedenken hinsichtlich der Überdimensionierung der Klimaanlage, da wir uns mehr auf die Heizlast in Ohio konzentrieren.“

Streben Sie im Zweifelsfall nach längeren Laufzeiten, sagte Nick Bender, Vertriebs- und Geschäftsentwicklungsmanager, Minneapolis St. Paul (MSP) Plumbing, Heating, Air in Minneapolis.

„Viele Systeme sind überdimensioniert, was ihre Fähigkeit zur Entfeuchtung stark einschränken kann“, sagte er. „Bei geteilten Kanalsystemen ist die Auswahl der Kältemittelschlange sehr wichtig, da die Oberfläche der Kälteschlange und die Laufzeit die Entfeuchtungsleistung beeinflussen.“

Zu den Anzeichen eines unsachgemäßen Feuchtigkeitsmanagements gehören Schimmelgeruch, ein schimmeliger Verdampfer, Schlamm in der Kondensatpumpenleitung und Kondensat an Fenstern/Wänden. Auftragnehmer sollten sich fließend mit Psychrometrie und Bauwissenschaften auskennen und in der Lage sein, Begriffe wie Taupunkt, relative Luftfeuchtigkeit, Schornsteineffekt usw. leicht zu erklären, um die Konversation für Kunden zu vereinfachen.

„Auftragnehmer müssen diese grundlegenden Konzepte anwenden, um die Ursache eines Feuchtigkeitsproblems zu verstehen“, sagte Jon Harrod, HVAC-Projektmanager bei Halco Energy in Phelps, New York. „Es stellen sich viele Fragen: Liegt das Feuchtigkeitsproblem an massiven Feuchtigkeitsbelastungen aus einem nassen Keller oder Kriechkeller mit schmutzigem Boden, an schlechter Entfeuchtung durch ein überdimensioniertes HVAC-System, an Kondensation auf schlecht isolierten Oberflächen oder an mangelnder Belüftung, durch die täglich Feuchtigkeit eindringen kann?“ Aktivitäten aufbauen? Auftragnehmer haben die Aufgabe, diese Fragen zu beantworten.“

Bei Service- oder Wartungsarbeiten an einer Wohnwärmepumpe sollten Auftragnehmer immer die Lüftergeschwindigkeit, die Verdampferschlange, Luftlecks und mehr überprüfen.

„Wenn die Feuchtigkeit im Sommer nicht entfernt wird, achten Sie darauf, dass die Lüftergeschwindigkeit nicht zu hoch eingestellt ist“, sagte Hickman. „Normalerweise werden etwa 350–400 cfm pro Tonne benötigt. Sie sollten außerdem sicherstellen, dass die Verdampferschlange sauber ist. Systeme sind im Durchschnitt für 70 % sensible Wärmeabfuhr und 30 % latente Wärmeabfuhr ausgelegt, und eine überdimensionierte Wärmepumpe erreicht nicht die 15–20 Minuten Laufzeit, die erforderlich ist, um mit der Latentwärmeabfuhr zu beginnen. Wenn sich das Kanalsystem außerdem auf dem Dachboden befindet, führt ein Luftleck dazu, dass feuchte Luft in das Kanalsystem gesaugt wird.“

Hickman empfiehlt Hausbesitzern in Klimazonen mit hoher Luftfeuchtigkeit auch nicht, das Gebläse auf „Ein“ zu stellen.

„Der Betrieb eines konstanten Ventilators führt dazu, dass Wasser auf der Spule und der Auffangwanne wieder in das Haus verdunstet, nachdem der Kompressor abgeschaltet wurde“, sagte er.

Zusätzlich zur Berechnung des Wärmeverlusts sollten Bauunternehmer die Durchführung eines Blower-Door-Tests in Betracht ziehen, um besser zu verstehen, wie viel Luft und Feuchtigkeit ausgetauscht und/oder in das Haus gelangt.

„Wir führten bei einem Haus einen Blower-Door-Test durch und stellten fest, dass eine der Hausbesitzerinnen mit ihrem Auto durch die Trockenmauer fuhr und ein klaffendes Loch hinterließ“, sagte Reed. „Der Hausbesitzer hat das Loch einfach mit einem Stück Sperrholz abgedeckt, was das Leck nicht stoppen konnte. Eine Blower Door verrät uns viel darüber, wie locker das Haus wirklich ist und wo die Lecks sind.“

Auch die Verteilung der Rohrleitungen auf Bereiche, in denen übermäßige Feuchtigkeitskontrolle erforderlich ist, wie z. B. Keller, ist ein wichtiger Gesichtspunkt.

„Bei Anwendungen mit starker Feuchtigkeit können separate Luftentfeuchter installiert und in bestehende Kanalsysteme verrohrt werden oder über eigene Kanalsysteme verfügen“, sagte Bender. „Es gibt viele gute Produkte gegen Feuchtigkeit und Nässe; Es kommt lediglich auf eine gute Produkt- und Steuerungsauswahl und -integration an.“

Der Trockenmodus einer kanallosen Wärmepumpe ist eine Betriebsfunktion, die den Luftstrom der Wärmepumpe verlangsamt, sodass sich das Luftvolumen langsamer durch den Verdampfer bewegt und der Spule mehr Zeit gibt, der Luft Feuchtigkeit zu entziehen. Mit weniger Feuchtigkeit in der Luft fühlen sich die Bewohner im Allgemeinen kühler und wohler.

„Wenn die Wärmepumpe im Heizmodus läuft, muss sie nicht entfeuchtet werden“, sagte Reed. „Das liegt daran, dass die warme Luft, die im Haus zirkuliert, die Feuchtigkeit im Raum sanft entfernt. In den kälteren Monaten kann der Trockenmodus genutzt werden, sobald ein Raum aufgeheizt wurde.“

Während der Trockenmodus bei bestimmten Anwendungen effektiv ist, ist es laut Green wichtig, sich daran zu erinnern, dass die relative Luftfeuchtigkeit im Verhältnis zur Innentemperatur steht.

HVACR-Auftragnehmer müssen sich der Installation, Wartung und Instandhaltung von Wärmepumpen in allen Klimazonen bewusst sein und bereit sein, geeignete Lösungen bereitzustellen. (Mit freundlicher Genehmigung von Legacy Service Partners)

„Der Trockenmodus kann dazu führen, dass die fühlbare Temperatur entlang des Taupunkts sinkt, wodurch die Feuchtigkeitsmenge in der Luft effektiv reduziert wird, der Prozentsatz der relativen Luftfeuchtigkeit jedoch nicht beeinträchtigt wird, was zu einem überkühlten Raum führt“, sagte er. „Aus meiner Erfahrung mit gewerblichen Schwimmbädern und Gewächshäusern scheint eine bessere Entfeuchtungsstrategie für Wohnanwendungen die Heißgasnachheizung für undichte Häuser zu sein. Für neuere Häuser – solche mit weniger Luftumwälzung und dichterer Bauweise – würde ich entweder einen Wärmerückgewinnungsventilator [HRV] oder ein spezielles Außenluftaufbereitungsgerät mit einer Kühlschlange, die die Luft unter den Taupunkt senkt, und einer Nachheizschlange, die dafür ausgelegt ist, empfehlen Bringen Sie die Luft wieder auf einen konstanten Ausstoß neutraler Luft mit 22 °C und 55 % relativer Luftfeuchtigkeit.“

Um sicherzustellen, dass Häuser effizient, langlebig und bewohnbar sind, ist ein ordnungsgemäßes Feuchtigkeitsmanagement von entscheidender Bedeutung. HVACR-Auftragnehmer müssen sich der Installation, Wartung und Instandhaltung von Wärmepumpen in allen Klimazonen bewusst sein und bereit sein, geeignete Lösungen bereitzustellen.

„Eine herkömmliche Klimaanlage oder Wärmepumpe entfeuchtet nur, wenn der Thermostat es dazu auffordert“, sagte Harrod. „Um Komfort zu bieten, müssen Auftragnehmer nicht nur die Lufttemperatur senken; Sie müssen der Luft auch einen Teil der Feuchtigkeit entziehen.“