Optimale Rücklauftemperatur Vitodens 300-W?

[Kombi-Heizung]

werte Forumsmitglieder,

wir haben in unserem Einfamilienhaus BJ 1901 die Heizungsanlage von 1996 komplett erneuert:
Ersatz aller Röhrenheizkörper durch Wandheizung, Fußbodenheizung in der Wohnküche übernommen,
Aufbau eines Grundofens mit Kollektor (um den Schamottekern herum sind 60m VA-Wellrohr eingemörtelt),
sechs Flachkollektoren auf dem Dach und ein 750l Kombi-Pufferspeicher für Heizung und Brauchwasser.
Gesteuert wird das Ganze von einer  Relais-Steuerung Marke Eigenbau mit Thermostaten.
Übernommen wurde auch die Vitodens 300-W, die nur dann den Speicher laden soll, wenn die regenerativen Quellen erschöpft sind. Die Therme hat die witterungsgeführte Steuerung.
Da sie also nur noch gelegentlich dazu dient, eine Mindesttemperatur von 55° im oberen Speicherteil zu halten,
betreibe ich sie im Modus "nur Warmwasser", da dieser Modus von der Witterungsführung unabhängig ist.
Weil sie aber nur an ihrem Heizungskreis angeschlossen ist, habe ich der Einfachheit halber den Stellmotor der Weiche ausgebaut und die Weiche in Stellung Heizungskreis arretiert.
Damit die Therme aber nicht den ganzen Speicher bis auf Soll-Temperatur allmählich durchwärmt
(sonst könnte der Ofen, der über die Dauer von einem halben bis ganzen Tag hin eher niedrige Temperaturen liefert, seine Wärme nicht mehr an den unteren Speicherbereich abgeben), soll sie mit einer möglichst hohen Vorlauftemperatur arbeiten, wobei ich die Kesseltemperatur auf max. 60° begrenzt habe.
Anfangs lief sie mit 100% Pumpendrehzahl (bevor ich gesehen habe, dass sich das einstellen lässt) und einem entsprechend kleinen Temperaturhub von 2-5K.
Deshalb haben wir in den Thermenkreis eine Rücklaufanhebung (55° Thermostatventil) eingebaut,
um in kurzer Zeit auf höhere Temperaturen zu kommen.

Nun schließlich meine Fragen:

Kann der Brennwert-Effekt bei RL 55° noch nennenswert funktionieren?
Mit welcher RL-Temperatur hole ich das Optimum heraus, wenn der VL 60° haben soll?
Ohne Ventil läge die RL-Temperatur zwischen 20 und 45°.
Kann die Therme daraus durch die Brenner-Modulation eine konstante VL- Temperatur generieren,
wenn die Pumpe z.B. auf 30% läuft?
Hat die Therme einen internen Mischer, wenn ja, kann dieser über die Codierungsebenen beeinflusst werden?

Vielen Dank fürs Lesen!

[Franky]

Grundsätzlich kann man sagen, dass der Brennwerteffekt dann einsetzt, wenn die Rücklauftemperatur unter der Abgastemperatur liegt. Bei nur Warmwasserbetrieb liegt es in der Natur der Sache, dass dieser Effekt eher gegen Null tendiert, da die Rücklauftemperaturen relativ hoch liegen. Müssen sie allerdings auch, da man sonst den Speicher nicht laden kann. Hinzu kommt, dass die Rücklauftemperatur im günstigsten Fall der Speichertemperatur entspricht.

Für den Brennwerteffekt ist es also besser, das Ventil wieder in Betrieb zu nehmen. Damit bringt man aber wieder Wärme in den unteren Bereich des Speichers. Man sozusagen die Effektivität der Solaranlage etwas einschränkt.

[Kombi-Heizung]

Hallo Franky,
vielen Dank für die Rückmeldung!
Dann müsste ich also auf den Brennwertnutzen verzichten, wenn der Ofen in Betrieb ist, weil ich dessen Wärmeenergie sonst fast gar nicht nutzen könnte. Damit möchte ich aber das Thema ungerne schon beenden.
Gibt es ein Diagramm über den Zusammenhang RL- und VL- Temperatur oder auch Kesseltemperatur, Abgastemperatur und Wirkungsgrad von der Vitodens 300?
Hat die Therme einen internen Mischer, der auf irgendeine Weise von außen beeinflusst werden kann? Leider arbeitet das externe Mischventil nur bei fixen 55°, eine 10K niedrige Temperatur hätte ja mehr Brennwertnutzen.
Und wovon ist die Kesseltemperatur bzw. Brennerleistung abhängig?
Denkbar wäre noch, bei gleichzeitigem Ofenbetrieb das Mischventil über ein motorisches Stellventil in den Kreis einzubinden und dann zu umgehen, wenn die Therme alleine heizen soll, z.B. nachts, wenn der Ofen nicht geheizt wurde und ein bewölkter Tag war....

[Franky]

Der Brennwertnutzen würde aber bei deinem Beispiel nur höher sein, wenn die Speichertemperatur unter 45°C läge. Die Rücklauftemperatur entspricht, wie oben schon erwähnt, im günstigsten Fall der Speichertemperatur. Weil der Wärmetauscher funktioniert auch andersrum. Da wäre die Frage, wie warm ist der Speicher im unteren Bereich im Durchschnitt?

Ein Diagramm, welches das Zusammenspiel aller Temps und dem Wirkungsgrad zeigt, ist zumindest mir nicht bekannt. Es gibt dafür einfach zuviele Werte, welche aufeinander abgestimmt werden müssen. Kesselleistung ist z:B. von der Heizfläche, den vorgesehenen Heizkörpern und der Warmwasserbereitung abhängig. Hieraus resultiert wiederum die Grösse des Wärmetauschers und die nötige Pumpenleistung. Verschiedene Brennstoffe tun ihr übriges. Selbst der Einsatz alternativer Energien spielt hier mit rein.

[Kombi-Heizung]

Hallo Franky,

der Speicher ist ca. 2m hoch. Er hat 4 Anschlüsse, die in gleichen Abständen über die Höhe verteilt und direkt mit dem Puffervolumen verbunden sind. (Solar-WT und Trinkwasser-WT sind separate Wendel im Speicher, die von dem Heizungswasser umgeben sind). Von unten nach oben durchnummeriert wäre also der unterste Nr.1. Die Therme speist in 4 ein und bekommt das kalte Wasser aus 2. Der Ofen speist auf 2 ein und entnimmt auf 1. Der untere Bereich um 1 ist logischerweise der kälteste, hier sind z.B. 20°. Im Durchschnitt bringt der Ofen vielleicht 45°. Das wäre dann die Temperatur im Bereich 2 und damit die RL- Temperatur der Therme. Jetzt soll der Speicher oberhalb von 2 mit ca. 50° und ganz oben bei 4 mit 60° geschichtet werden. Das funktioniert auch sehr gut, wenn die Therme einen großen Temperaturhub liefert, dann schiebt sich beim Laden die Wärmefront schön nach unten durch, ohne dass der untere Teil nennenswert erwärmt wird. Die Basis wird vom Ofen temperiert. Da der Trinkwasser- WT den Speicher von ganz unten nach ganz oben durchzieht, wärmt der Ofen so das Trinkwasser vor. Es wird dann im oberen Bereich durch die Therme auf ca. 55° erhitzt. An einem sonnigen Tag im Oktober wie gestern wird der komplette Speicher von der Solarthermie noch auf 60° durchgewärmt, dann brauche ich gar kein Gas.
Wie gesagt, anfangs dachten wir, dass die Therme immer nur einen kleinen Temperaturhub macht und haben deshalb das Thermostatventil in den Thermenkreis eingebaut und damit den Brennwerteffekt aus meiner Sicht ziemlich eingeschränkt.
Jetzt möchte ich eigentlich nur, dass die Therme aus den RL 45° immer 60° VL macht, und das mit möglichst gutem Brennwerteffekt. Kann sie das? Ich kann den Temperaturhub über die Pumpendrehzahl beeinflussen, aber wenn bei 2 mal nur 15° oder 20° anliegen, weil der Ofen nicht geheizt wird, müsste ich ja die Pumpe nachregeln.

[Franky]

Wie bereits angedeutet, bei Warmwasserbetrieb tendiert der Brennwert eher gegen Null. Im Normalfall ist die Warmwasserbereitung auch nur relativ kurz. Die meiste Zeit bringt die Heizung im Heizbetrieb zu. Durch die Heizkörper ist hier auch die Rücklauftemperatur sehr viel niedriger, dass der Brennwerteffekt voll zum Tragen kommt.
Wenn man jetzt die Therme auf dauernden Warmwasserbetrieb setzt, ,,glaubt,, die Therme aber immer, dass das Warmwasser schnell bereitgestellt werden muss und heizt den Vorlauf nicht auf 60°C, sondern auf 75-80°C. Es ist aber auch so, dass dieser grosse Temperaturunterschied nicht sofort an den Speicherinhalt abgegeben werden kann.. Ich müsste also den Wärmetauscher (welcher eigentlich nur eine Rohrschlange ist) im Inneren des Speichers irgendwie vergrössern/verlängern. Das passiert durch das momentan arretierte Ventil. Damit verschiebe ich aber wiederum die Schichtung, weil ich ja nun den unteren Bereich aufwärme., welcher ja eigentlich für den Ofen reserviert ist. Die Therme kommt so zwar in den Bereich, wo die heisseren Abgase den Rücklauf erwärmen, gleichzeitig beschneidest damit aber die Wassermenge für den Ofen. Soll heissen, was die Therme nicht mehr an Wärme zum Schornstein rausbläst, macht nun der Ofen.

[Kombi-Heizung]

Hm... vielleicht habe ich nicht so gut beschrieben, wie der Speicher aufgebaut ist?
Die Therme heizt das Heizungs-Wasser, das im Pufferspeicher bevorratet ist, direkt auf, ohne Wärmetauscher. Das Heizungswasser wiederum umgibt die Rohrwendel im Speicher, durch die das Trinkwasser fließt, also umgekehrt wie z.B. bei den Vitocell-Speichern, bei der das Heizungswasser in der Wendel fließt und das Trinkwasser im Speicher bevorratet wird, richtig? Deshalb steigt die Rücklauftemperatur bei meinem Speicher kaum an. Noch bevor die nach unten wandernde Wärmefront beim Ansaugstutzen der Therme ankommt, wird diese abgeschaltet, da ich ja nur die obere Hälfte des Speichers damit aufheizen möchte.
Aber wenn ich richtig verstanden habe, ist die Steuerung der Vitodens im Warmwasserbetrieb so programmiert, dass sie das Maximum an VL-Temperatur abgibt, um den Speicher schnell aufzuheizen. Mit der Adresse 06 in Codierungsebene 2 kann ich ja die Kesselwassertemperatur begrenzen, hier habe ich 60° eingestellt.
Insofern müsste die Therme nun unabhängig von der RL Temperatur den VL immer auf 60° erwärmen? Und je niedriger die RL-Temperatur, desto höher der Brennwert-Effekt? Also ist die Rücklaufanhebung über das Themostatventil nicht notwendig bzw. eher von Nachteil?

[gte1978]

Hallo,
Die Rücklaufanhebung im Thermenkreis sollte zwingend entfernt werden.
Eventuell sollte die Hydraulik abgeändert werden, hast du ein Schema zur Hand?
Grüße

[Franky]

Ach so, du hast sozusagen eine Frischwasserstation im Speicher integriert. Das hatte ich tatsächlich falsch verstanden. Die Therme zieht sich faktisch über die Pumpe immer wieder Wasser des Speichers rein und erwärmt dieses.
Dann ist die Rücklaufanhebung tatsächlich kontraproduktiv bzw. doppelt gemoppelt ,da das Rücklaufwasser eh schon gemischt wird.
Ich bin bisher von einem Wärmetauscher in Form einer Rohrschlange ausgegangen.

[Kombi-Heizung]

Vielen Dank für Eure Antworten!
Ein aktuelles Schema habe ich noch nicht bei der Hand, aber ich werde eine Skizze zeichnen und hochladen.
Mischt die Therme intern schon das Rücklaufwasser? Und ist es so, wie ich oben gefragt habe, dass die Therme dadurch unabhängig von der RL Temperatur den VL im Warmwassermodus immer auf 60° erwärmen wird, weil ich die Kesseltemperatur auf diesen Wert begrenzt habe?

[Franky]

Die Therme mischt das Wasser nicht direkt. Da das Gerät ohne Wärmetauscher an den Speicher gekoppelt ist, sorgt hier die Pumpenströmung dafür. Gleichzeitig entsteht im Speicher eine Umschichtung, da warmes Wasser auf dem kühleren Speicher- wasser aufschwimmt.
Und ja, die Therme wird den Vorlauf immer soweit erwärmen, wie es eingestellt ist.
Hattest schon mal geschrieben, wie hoch bzw. niedrig die Rücklauftemperatur zur Therme ist ? Die dürfte im Laufe des Aufheizens immer weiter ansteigen oder ? Und immer dran denken: Der Rücklauf zur Therme wird durch die Pumpe wieder zum Vorlauf, da die Therme immer als Durchlauferhitzer fungiert.

[Kombi-Heizung]

habe versucht, ein Schema bzw. ein Auszug davon zu zeichen:
[URL=https://www.pic-upload.de/view-36180919/Schema-Auszug.jpg.html]

[Kombi-Heizung]

Die Thermen- Rücklauftemperatur liegt momentan geschätzt zwischen 30° und 40°. Sie steigt dabei während des Aufheizvorgangs nicht so sehr an, weil der Temperaturfühler ziemlich genau in der Mitte zwischen den Anschlüssen des Thermenkreises plaziert ist, die Schichtung gut funktioniert und der Thermenvorlauf jetzt 60° hat. Anfangs lief die Therme noch im Heizungsmodus und hatte nur einen kleinen Temperaturhub, deshalb hatten wir ja das Ventil eingebaut, weil der Rücklauf langsam angestiegen ist und die Vorlauftemperatur eben nur allmählich. Am Ende hatte die Therme dadurch auch den unteren Teil überflüssiger Weise durchgewärmt.
Bevor jetzt der RL durch die Therme wesentlich beeinflusst wird, schaltet sie schon ab.

Soll das Thermostatventil im Speicherkreis also besser wieder entfernt werden?

Aber ich hätte auch noch eine Frage zur Vitodens- Steuerung: kann es sein, dass die Therme ihr Zeitfenster fürs Aufheizen des Speichers überzieht, wenn sie innerhalb des Fensters nicht auf die Solltemperatur gekommen ist? Wann schaltet sie dann ab? Kann es sein, dass sie es wegen der Rücklaufanhebung nicht schafft?

Welche Funktion hat denn die Rohr- Querverbindung zwischen VL und RL im Heizkreis innerhalb der Therme, wenn das kein Mischerkreis ist? Hat das mit dem Überdruckventil zu tun? Warum hat der Speicherkreis keines?
Ist es besser, doch den Speicherkreis der Therme zu nutzen? Die Verschraubungen am HK in der Therme werden jetzt ohnehin allmählich undicht, somit müssen wir hier sowieso nochmals ran.
Könnte das Ganze Verschraubungsgedöns vom HK in meinem Fall auch ausgebaut werden? Das MAG und ein 6 bar Überdruckventil sind ja am Speicher angeschlossen und es gibt keine Absperrventile zwischen Therme und Speicher.
Besten Dank für Eure Antworten!

[Franky]

MAG und Überduckventil 6 bar ? Da dürfte aber für die Warmwasserbereitung sein oder ? Das Sicherheitsventil für die Heizung dürfte bei 2,5 - 3 bar liegen.
Die Querverbindung in der Therme stellt eine Überströmvorrichtung dar. Stell dir einfach vor, die Therme würde keinen Speicher, sondern einen Heizkreis befeuern. Das Thermostatventil im Heizkreis schliesst, weil Temperatur erreicht. Jetzt wäre kein Durchfluss mehr möglich. Die Überströmvorrichtung stellt hier den Mindestdurchfluss sicher.
Da die Therme momentan auf Warmwasserbetrieb geschaltet ist, läuft die Warmwasserbereitung solange, bis die Temperatur im Speicher erreicht ist. Die WW-Bereitung läuft, wenn einmal begonnen, unabhängig vom Zeitfenster. Hast du also beispielsweise ein Zeitfenster für das WW von 6-10 Uhr eingestellt, die Therme dann 9.45 Uhr nochmal anfängt, ihren Speicherteil aufzuheizen, läuft das auch über die 10 Uhr-Grenze hinaus. Erst recht, wenn sie mit nur 60°C -Vorlauftemperatur heizen darf.
Ein Zeitfenster für die Warmwasserbereitung sehe ich als entbehrlich. Damit begrenzt man nur den Anfang, aber nicht das Ende.
Übrigens: Bei einer Rücklauftemperatur von 30-40°C kannst nicht mehr viel rausholen. Die Abgase brauchen auch etwas Auiftrieb, um den Kamin sicher verlassen zu können.

[Kombi-Heizung]

Hallo Franky,

hast natürlich recht wegen des Überdruckventils, hab es verwechselt.
Und dann habe ich vielleicht noch RL und VL in dem letzten Kommentar verwechselt... sorry.

Jetzt mit Thermostatventil ist die Leitung zur Therme hin so lange kurzgeschlossen, bis bei 55°das Ventil öffnet. Die Therme bekommt also eingangsseitig 55° und erwärmt es auf 60°. Ist dadurch der Brennwerteffekt nichtig?

Im anderen Fall ohne Thermostatventil ginge das Wasser mit 30-40° in die Therme hinein und sollte dann mit 60° wieder herauskommen.
Hätte dann das Abgas nicht genug Temperatur für den Auftrieb? Und bleibt noch genug Temperaturgefälle zum Auskondensieren des Abgases?

Die Zeitfenster habe ich deswegen gesetzt, damit noch Raum bleibt für Ofen und Solarenergie. Nur morgends und abends soll die Therme je einmal nachheizen, falls der Speicher durch die regenerativen Quellen nicht auf Soll- Temperatur gekommen ist.

[Franky]

Wenn der Rücklauf mit 55°C in die Therme zurückfliesst, ist der Brennwerteffekt nahe Null. Allerdings muss die Therme hier auch nicht allzuviel nachheizen, sind ja nur 5K, um welche die Temperatur angehoben wird. Soll heissen, dass die Therme hier sicher runtermoduliert, was auch wieder Brennstoff einspart. Dafür gibt man allerdings mehr Wärme über den Kamin ab, da die Abgase bei diesen Temperaturen kaum in der Therme kondensieren.
Irgendwie eine Patt-Situation.

[Kombi-Heizung]

Hallo Franky,

das trifft es recht gut... Patt-Situation... ich neige dennoch dazu, das Thermostatventil wieder auszubauen.
Wenn ich damit etwas Erfahrung gesammelt habe, werde ich es hier berichten. Oder Du oder jemand anderes von der Community hat noch eine Idee? Auf jeden Fall Dir erst einmal herzlichen Dank für Deine Gedanken, Antworten und Deine Zeit!
Herzlichste Grüße!

[Kombi-Heizung]

Habe noch eine Frage zur Steuerung:
Um unerwünschte Zirkulation zu vermeiden haben wir ein motorisches Ventil in den Thermenkreis eingebaut.
Eigentlich sollte es dann öffnen, wenn die Pumpe in der Vitodens in Betrieb ist, deshalb habe ich das Ventil mit der 230V Zuleitung zur Pumpe verbunden. Nun scheint diese Zuleitung leider ständig mit Spannung beaufschlagt zu sein, auch wenn die Pumpe nicht läuft. Gibt es einen anderen Ausgang an der Steuerung, der sich hierfür verwenden ließe?

[Kombi-Heizung]

Habe die Antwort auf die letzte Frage in der Community gefunden: bei meiner Vitodens ist die Zusatzplatine H1 eingebaut,
dort habe ich das Ventil angeschlossen und die Codierung 53 auf "externe Speicherpumpe" gestellt. Jetzt geht es!

Da die Gummidichtungen an den Anschlussstücken extrem undicht waren, wir auf die Überströmvorrichtung verzichten konnten und an anderer Stelle schon ein Überdruckventil eingebaut ist, haben wir das alles entfernt und den Kessel direkt mit dem Specherkreis verbunden.
Das Thermostatventil haben wir inzwischen wieder ausgebaut. Durch Reduzierung der Pumpendrehzahl auf 20% ist nun einerseits ein Verwirbeln der Speicherschichtung weitgehend vermieden und ich bekomme schnell höhere Kesseltemperaturen, zwischen 45° und 60°, da ich die max. Temperatur des Kessels auf 60° begrenzt habe. Zu Beginn des Speicherladens tröpfelt nun reichlich Kondensat aus der Therme und reduziert sich erst am Schluss bei den höheren Kesseltemperaturen. So habe ich doch noch etwas vom Brennwertnutzen.
Hurra, alle Fragen gelöst.
Herzlichen Dank nochmals, Franky!