Bei sogenannten VRF-Systemen lässt sich die Kühlung beziehungsweise die Wärmezufuhr über Innengeräte nach Bedarf regeln. VRF steht für Variable Refrigerant Flow, auf Deutsch: variabler Kältemittelstrom. Die Innengeräte hängen ähnlich wie bei einem wasserbasierten Heizungssystem an einem Rohrleitungssystem. Den Bedarf steuern sie über ein elektronisches Expansionsventil. Aufgrund der feinen Regelungsmöglichkeiten lassen sich VRF-Anlagen besser an die individuellen Nutzerbedürfnisse anpassen.
Wie ein VRF-System aufgebaut ist
VRF-Systeme bestehen aus einem Außengerät und meist mehreren Innengeräten. Sie verdampfen in einem Wärmetauscher ein Kältemittel, um der Raumluft die Wärme zu entziehen. Der Kompressor im Außengerät saugt das verdampfte Kältemittel an, verdichtet es, bringt es dadurch auf ein höheres Temperaturniveau, ein Wärmetauscher gibt die Wärme nach außen ab. Er wirkt als Kondensator, denn in ihm verflüssigt sich der Kältemitteldampf wieder. Dabei befindet sich das Kältemittel noch unter hohem Druck. Gesenkt wird er über ein Expansionsventil, das außerdem die Menge an Kältemittel reguliert, die wieder in den Kreislauf zurückfließt und an den Verdampfern der Innengeräte ankommt.
Wie viel VRF sparen kann
Laut Hersteller Daikin kann VRF als Komplettlösung für Heizung, Kühlung, Lüftung und Warmwasser beispielsweise für ein Hotel bis zu 70 Prozent des gesamten Energiebedarfs liefern, für ein Bürogebäude rund die Hälfte. Außerdem spare eine VRF-Luft-Wärmepumpe, weil sie Energie aus der Umgebungswärme gewinne. Dadurch werde der indirekte CO2-Ausstoß im Vergleich zu einer konventionellen Kälte- und Wärmeerzeugung um 30 bis 40 Prozent verringert. Weiterer Pluspunkt: Es braucht nur ein System anstatt mehrerer getrennter Haustechnikanlagen. Als Direktverdampfer kommen VRF-Systeme bei der Energieübertragung ohne zusätzliches Wärmetransportmedium aus. Das Kältemittel fließt direkt in Kupferrohren von der Wärmepumpe zu den angeschlossenen Innengeräten.
Worauf Fachleute in der Energieberatung achten sollten
„VRF-Systeme müssen den geltenden Ökodesign-Mindestanforderungen entsprechen. Die energetische Bilanzierung muss nach DIN V 18599 erfolgen. Sie dient als Nachweis, dass der geforderte Anteil von 50 Prozent Umweltwärme am Kälte- beziehungsweise Wärmeenergiebedarf durch ein VRF-System erbracht wird.“ Darauf weist Toshiba-Planungsberater Denny Schlienkamp hin. Energieeffizienz-Experte Jens Schuberth vom Umweltbundesamt bezeichnet ein Monitoring für VRF-Systemen wie bei allen gebäudetechnischen Anlagen als essenziell. Allerdings gestalte sich die Überwachung der Energieeffizienz schwierig, da die erzeugten Wärme- und Kältemengen messtechnisch kaum erfasst werden könnten. „Dafür ist aber eine Überprüfung des Stromverbrauchs in Abhängigkeit von der Außentemperatur möglich, zum Beispiel mittels der Energieanalyse aus dem Verbrauch gemäß DIN V 18599, Beiblatt 1 oder DIN TS 12831-1.“ Lag der Stromverbrauch unter oder über der Menge, die für die mittlere Außentemperatur zu erwarten gewesen wäre? Mit diesen Erkenntnissen könnten Regelparameter optimiert oder Wartungsarbeiten ausgelöst werden.
Im Beitrag in Heft 05-2021 erfahren Sie außerdem, worin sich Zwei- und Dreileiter-Systeme unterscheiden und wie sich VRF und Lüftung kombinieren lassen.
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