Wärmetauscher sind grundlegende Komponenten moderner HLK-Anlagen. Ganz gleich, ob Sie eine Fernwärme-Verteilerstation, eine Wärmepumpenanlage, eine Kältemaschinenanlage oder eine Anlage für erneuerbare Energien planen – die Leistung des Wärmetauschers bestimmt unmittelbar den Wirkungsgrad, die Zuverlässigkeit und den Energieverbrauch des gesamten Systems.
Dieser Leitfaden behandelt die wichtigsten Wärmetauschertypen, die in HLK-Anwendungen zum Einsatz kommen, die entscheidenden Auswahlkriterien sowie häufige Fehler, die es zu vermeiden gilt.
Anwendungen von Wärmetauschern in der Klimatechnik
Fernwärme-Verteilerstationen
Plattenwärmetauscher – sowohl gelötete als auch mit Dichtungen versehene – sind die Standardwahl für Fernwärme-Verteilerstationen und Wärmeübergabestationen (HIUs). Sie trennen das Fernwärmenetz thermisch von den internen Heizungs- und Warmwasserkreisläufen des Gebäudes, sorgen für eine hydraulische Trennung und ermöglichen gleichzeitig eine effiziente Wärmeübertragung bei niedrigen Annäherungstemperaturen.
Die typischen HLK-Anforderungen an einen Plattenwärmetauscher für eine Unterstation umfassen einen hohen thermischen Wirkungsgrad (geringe Temperaturdifferenz von 2–5 °C), kompakte Abmessungen und eine lange Lebensdauer bei minimalem Wartungsaufwand. Gelötete Plattenwärmetauscher werden aufgrund ihrer Langlebigkeit und geringen Stellfläche häufig eingesetzt.
Wärmepumpen
Wärmepumpen nutzen Wärmetauscher in zwei entscheidenden Funktionen: als Verdampfer (der Wärme aus der Quelle – Luft, Boden oder Wasser – entzieht) und als Kondensator (der Wärme an das Verteilungssystem oder den Warmwasserspeicher abgibt). Beide Aufgaben erfordern sorgfältig optimierte Wärmetauscher.
Für Wärmepumpen-Kondensatoren, die Fußbodenheizungs- oder Heizkörperkreisläufe versorgen, sind gelötete Plattenwärmetauscher die erste Wahl. Die asymmetrische HEXONIC AS-Serie eignet sich besonders gut für Wärmepumpen-Kondensatoren, bei denen die Durchflussraten auf der Kältemittel- und der Wasserseite erheblich voneinander abweichen – die asymmetrische Plattengeometrie sorgt unter diesen Bedingungen für einen um bis zu 18 % höheren Wirkungsgrad.
Kältemaschinenanlagen und Kühlsysteme
In Kältemaschinenanwendungen dienen Plattenwärmetauscher als Verdampfer (Kühlung des Wasserkreislaufs) und als Kondensatoren (Wärmeabgabe an den Kühlturm oder den Trockenkühlkreislauf). Gelötete Plattenmodelle übernehmen die Kältemittelaufgaben, während größere Modelle mit Dichtungen häufig an den wasserseitigen Anschlüssen zum Einsatz kommen.
Trockenkühler – Rippenrohr-Wärmetauscher, die Umgebungsluft als Kühlmedium nutzen – werden zur Wärmeabfuhr in Freikühlungsanwendungen und als Trockenkühler-Kondensatoren eingesetzt. HEXONIC-Trockenkühler sind für die Außenaufstellung mit Axialventilatoranordnungen ausgelegt und werden auf die spezifischen klimatischen Bedingungen des Aufstellungsortes dimensioniert.
Warmwasserbereitung
Die indirekte Warmwasserbereitung über einen Plattenwärmetauscher ist der Standardansatz in allen außer den kleinsten Wohnanlagen. Ein kompakter gelöteter Plattenwärmetauscher, der an den Kessel- oder Wärmepumpenkreislauf angeschlossen ist, erwärmt kaltes Leitungswasser nach Bedarf, wodurch in einigen Konfigurationen kein Warmwasserspeicher mehr erforderlich ist.
HEXONIC SafePLATE-Doppelwandgeräte sind die empfohlene Wahl, wenn gesetzliche oder sicherheitstechnische Anforderungen bestehen, die eine Vermischung des Wassers aus dem Primärheizkreislauf mit Trinkwasser verhindern.
Wichtige Auswahlkriterien
1. Wärmeleistung
Der Wärmetauscher muss so dimensioniert sein, dass er die erforderliche Wärmelast (kW) bei den angegebenen Ein- und Austrittstemperaturen auf beiden Seiten übertragen kann. Je geringer die Annäherungstemperatur (Differenz zwischen den beiden Austrittstemperaturen) ist, desto größer und effizienter muss der Wärmetauscher sein. Die meisten HLK-Anwendungen zielen auf Annäherungstemperaturen von 2–5 °C ab.
2. Druckverlust
Jeder Wärmetauscher verursacht einen Druckabfall in beiden Flüssigkeitskreisläufen, was sich auf die Dimensionierung der Pumpe und den Energieverbrauch auswirkt. Bei der Auswahl des Wärmetauschers muss ein Gleichgewicht zwischen der thermischen Leistung und einem für die Systemauslegung akzeptablen Druckabfall gefunden werden.
3. Betriebsdruck und -temperatur
Der Wärmetauscher muss für die maximalen Betriebsdrücke und -temperaturen ausgelegt sein, denen er ausgesetzt sein wird – einschließlich vorübergehender Spitzenbedingungen. Bei Kältemittelkreisläufen ist stets der maximale Hochdruck für den jeweiligen Kältemitteltyp zu überprüfen, auch bei CO₂-Systemen.
4. Medienverträglichkeit
Glykol-Wasser-Lösungen, inhibierte Wasserkreisläufe und Kältemittel stellen jeweils unterschiedliche Anforderungen an die Materialverträglichkeit. Standardmäßige kupfergelötete BPHEs sind mit den meisten HLK-Flüssigkeiten kompatibel. Anwendungen mit Ammoniak, bestimmten Glykolen oder chloriertem Wasser (Schwimmbäder) erfordern eine spezifische Materialauswahl.
5. Verschmutzung und Wartungszugang
In sauberen, aufbereiteten Wasserkreisläufen können gelötete Platten- oder Dichtungswärmetauscher gleichermaßen eingesetzt werden. Anwendungen mit höherem Verschmutzungsrisiko – offene Kühlturmkreisläufe, Meerwasser, Flusswasser – erfordern in der Regel Dichtungsplattenwärmetauscher, die zerlegt und mechanisch gereinigt werden können.
HEXONIC-Produkte für HLK-Anwendungen
- L-Serie gelötete Platten – Fernwärme, Warmwasser, allgemeine HVAC-Wärmeübertragung
- L-Serie mit gelöteten Platten – Kältemittelverdampfer und -kondensatoren in Wärmepumpen und Kältemaschinen
- AS Asymmetric-Serie – Wärmepumpen-Kondensatoren mit ungleichen Durchflussraten
- L ULTRA – transkritische CO₂-Wärmepumpen und Hochdruck-Kältemittelsysteme
- SafePLATE – Trinkwassererwärmung, bei der eine Kreuzkontaminationsprävention erforderlich ist
- Platten- und Rahmenwärmetauscher – Fernwärme mit hoher Kapazität, Kühlturanwendungen
- Trockenkühler – luftgekühlte Wärmeabfuhr im Außenbereich für Kältemaschinen und Prozesskühlung
Entdecken Sie das gesamte Sortiment an HEXONIC-Wärmetauschern für die Klimatechnik – einschließlich gelöteter Platten-, Platten- und Rahmen- sowie Trockenkühler.
Nutzen Sie die CAIRO-Auswahlsoftware oder wenden Sie sich an unser Ingenieurteam, um Unterstützung bei der Dimensionierung zu erhalten.
Frequently Asked Questions
What size heat exchanger do I need for a heat pump?
Heat pump heat exchanger sizing depends on the thermal output (kW), refrigerant type, evaporation and condensation temperatures, and flow rates on both circuits. HEXONIC’s CAIRO online selection tool calculates the optimum heat exchanger for heat pump duty based on your system parameters. Contact our technical team for complex sizing support.
Can I use a brazed plate heat exchanger with glycol?
Yes. Standard copper-brazed plate heat exchangers are fully compatible with inhibited propylene glycol and ethylene glycol solutions at typical HVAC concentrations. Consult the HEXONIC technical datasheet for fluid compatibility limits.
How often does an HVAC heat exchanger need to be serviced?
Brazed plate heat exchangers in clean, treated water circuits typically require only periodic CIP (cleaning-in-place) chemical cleaning — often every 2–5 years depending on water quality. Gasketed plate exchangers should have gasket condition inspected during planned maintenance shutdowns.
