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Bauteile & Kältekreis

Überhitzung und Unterkühlung bei Wärmepumpen verstehen

Überhitzung klingt nach einer Störung, bezeichnet im Kältekreis aber zunächst einen messbaren Temperaturabstand. Auch Unterkühlung hat dort eine bestimmte Aufgabe. Dieser Artikel erklärt beide Begriffe und weshalb hohe oder niedrige Werte allein noch kein Qualitätsurteil erlauben.

Illustration der Wärmeaufnahme am Außengerät und der Wärmeabgabe im Haus. Beispielhafte Darstellung; die konkrete Anlage und Ausführung können abweichen.

Der Bezugspunkt ist die Sättigungstemperatur

Gemeint ist die Temperatur, bei der das Kältemittel unter dem betrachteten Druck verdampft oder kondensiert. Überhitzung beschreibt, wie viel wärmer der Dampf danach ist. Unterkühlung beschreibt, wie weit die Flüssigkeit darunter abgekühlt wurde. Das sind keine frei wählbaren Einstellungen für Hausbesitzer.

Wozu dienen Überhitzung und Unterkühlung im Kältemittelkreis?

Überhitzung stellt am Verdichter möglichst trockenen Dampf sicher. Unterkühlung stellt vor dem Expansionsventil möglichst blasenfreie Flüssigkeit bereit. Beide Werte helfen, den Kreislaufzustand zu beurteilen.

Zu jedem gemessenen Kältemitteldruck gehört eine bestimmte Temperatur, bei der das Kältemittel gerade zwischen flüssig und gasförmig wechselt. Diese Vergleichstemperatur heißt Sättigungstemperatur. Nach vollständiger Verdampfung kann sich der Kältemitteldampf noch weiter erwärmen. Der Abstand zur Sättigungstemperatur heißt Überhitzung.

Nach vollständiger Kondensation kann flüssiges Kältemittel unter die Sättigungstemperatur abgekühlt werden. Dieser Abstand heißt Unterkühlung. Sie schafft Reserve gegen vorzeitige Dampfblasenbildung in der Flüssigkeitsleitung.

Die Werte sind keine frei wählbaren Qualitätszahlen. Geeignete Bereiche hängen von Kältemittel, Bauart, Betriebspunkt und Regelstrategie ab. Eine Beurteilung braucht gleichzeitig Druck- und Temperaturmessung an definierten Stellen.

TEMPERATURABSTÄNDE

Überhitzung und Unterkühlung anschaulich trennen

Die Sättigungstemperatur ist die Vergleichstemperatur, bei der das Kältemittel beim jeweiligen Druck gerade seinen Aggregatzustand wechselt.

BegriffWo betrachtet?Einfaches BildWozu die Einordnung dient
Sättigungstemperaturbeim Wechsel zwischen flüssig und gasförmigVergleichswert passend zum gemessenen DruckAusgangspunkt für beide Temperaturabstände
Überhitzungnach vollständigem VerdampfenDampf wird noch etwas wärmerFlüssigkeit vor dem Verdichter vermeiden
Unterkühlungnach vollständigem VerflüssigenFlüssigkeit wird noch etwas kälterDampfblasen vor dem Expansionsventil vermeiden

Beide Werte sind Temperaturdifferenzen und keine frei wählbaren Qualitätsnoten. Ihre Beurteilung erfordert definierte Druck- und Temperaturmessungen.

Temperaturabstände schützen den Verdichter und ermöglichen eine vollständige Wärmeübertragung

Zwei Schutzabstände im Kreis

Verdampfung beenden

Flüssigkeitsanteile sollen vor dem Verdichter verschwinden.

Dampf überhitzen

Die Temperatur steigt über die Sättigungstemperatur.

Kondensation beenden

Dampfanteile sollen vor dem Ventil verschwinden.

Flüssigkeit unterkühlen

Die Temperatur fällt unter die Sättigungstemperatur.

Temperaturen ohne zugehörigen Druck und Ort ergeben keine belastbare Überhitzung oder Unterkühlung.

Sollbereiche und Regelverfahren sind geräte- und zustandsabhängig.

Sollwerte, Messung und Fehlerdiagnose erfolgen ausschließlich nach Herstellerverfahren und Qualifikation.

Berechnung

Beide Größen werden als Temperaturdifferenz in Kelvin angegeben.

  • Überhitzung soll am Verdichtereintritt gasförmiges Kältemittel sicherstellen; Unterkühlung unterstützt eine blasenfreie Flüssigkeitsversorgung des Expansionsorgans. Zu hohe Werte können jedoch ungenutzte Wärmeübertragerfläche oder andere Abweichungen anzeigen und werden nur im passenden Betriebspunkt beurteilt.
  • Überhitzung = Dampftemperatur minus Sättigungstemperatur am gemessenen Druck.
  • Unterkühlung = Sättigungstemperatur minus Flüssigkeitstemperatur.
  • Druckverluste und Temperaturgleit können die Auswertung beeinflussen.
  • Sensor- und Manometergenauigkeit sind mitzudenken.

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Häufige Fragen und Missverständnisse

Muss ich diese Werte später selbst kontrollieren?

Nein. Für die Orientierung genügt es, die Bedeutung der Werte zu kennen. Messung und Bewertung am Kältemittelkreis gehören zur qualifizierten Inbetriebnahme und Diagnose.

Häufiges Missverständnis: „Je mehr Überhitzung, desto besser.“?

Zu geringe und zu hohe Überhitzung können problematisch sein. Entscheidend ist der vorgesehene Bereich im konkreten Betriebszustand.

Weitere Fragen zum Thema

Wozu dienen Überhitzung und Unterkühlung im Kältemittelkreis?

Was soll ausreichende Überhitzung am Verdichtereintritt unterstützen?

Trockenen Kältemitteldampf

Flüssigkeitseintrag kann den Verdichter gefährden; Überhitzung zeigt Abstand zur Sättigung.

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Die Inhalte dienen der allgemeinen Information. Beispiele und schematische Darstellungen ersetzen keine objektbezogene Fachplanung. Förderbedingungen und technische Anforderungen sind für das konkrete Vorhaben aktuell zu prüfen.

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