PV-Heizstab Brauchwasserkessel – Kupfer oder Edelstahl?

[DocWoo]

Ich würde gerne in den 86 Liter Schichtladespeicher einer Viessmann Vitodens 333 (Typ WS3A) über den frontseitigen Flansch einen PV-Heizstab nachrüsten. Der Kessel ist dafür eigentlich nicht vorgesehen, aber hier hat das schon mal jemand über den Flansch gemacht. Bild seiner Installation (ob ich die kreativ gelöste Abstandshalterung mit den U-Scheiben und der Schelle gut finden soll, weiß ich nicht):

Was mich eigentlich mehr interessiert ist die Auswahl und Kompatibilität der eingesetzten Materialien.

Der Kessel wird von Viessmann als „korrosionsgeschützter Speicherbehälter aus Stahl mit Ceraprotect-Emaillierung“ beschrieben.

1. Aus welchem Material sollte der Heizstab vorzugsweise sein, damit er sich mit Kessel und Opferanode bestmöglich verträgt und es zu wenig Kalkablagerungen kommt?
   
   Ich kenne Heizstäbe mit Mäntel aus Kupfer, 201 und 304 Edelstahl, sowie solche mit emaillierter Beschichtung. Am langlebigsten und robustesten stelle ich mir die emaillierten, gefolgt von denen aus Edelstahl Typ 304 vor.
2. Irgendwo habe ich gelesen, dass sich der Heizstab (mit metallischem Mantel) und die die parallel montierte Opferanode (wie auf dem Bild) konterkarieren. Was ist da dran, wie ernst muss man das nehmen?
   
   
3. Kalkablagerung vs. Temperatur: Am liebsten würde ich den Kessel mit dem PV-Überschuß auf bis sowas wie 65, 68°C aufheizen. Andererseits habe ich gelesen, dass je höher die Temperatur, desto stärker die Kalkablagerungen. Auch hier die Frage: Wie ernst muss man es nehmen?

Danke vorab!

[Stefan871]

Bei dem Kalk spielt nur dein Trinkwasser eine Rolle und nicht das Material.

Hier kannst du dir nur eine Enthärtungsanlage einbauen, falls du das reduzieren willst.

Je stärker das Wasser erwärmt wird, umso mehr neigen die Mineralsalze zum Auskristallisieren, was sich als Kalkablagerungen niederschlägt. Bei hartem Wasser (26,5°f) bildet sich zweimal weniger Kalk, wenn es nur auf 55°C statt auf 65°C erhitzt wird, und sogar dreimal weniger Kalk, wenn es nur auf 55°C statt auf 75°C erhitzt wird. 

Sobald du über 60°C in den Trinkwasserspeicher lädst, musst du auch ein Verbrühschutz nachrüsten.

Hast du mal Einsparungen gegen den Aufwand gerechnet? 

Verbrühschutz 100 - 250€ (mit oder ohne Zirkulation)

Heizstab

Regelung für den Heizstab

[DocWoo]

Der Heizstab (max. 3-phasig 9 kW) kostet mich unter EUR 40,–, ein 3-kanaliger Shelly Pro 3 (um die 3-Phasen einzeln schalten zu können) EUR 54,–. Smarthome-Logik ist eh vorhanden.

Sollte ich auf über 60°C erhitzen, könnte eine einfache, kostengünstige Lösung sein (Installationsaufwand mal völlig außer Acht gelassen) ein thermostatisches Mischventil (um die EUR 40,–) in den Vorlauf der Zirkulation zu setzen.

Dass ich den Heizstab setze, steht völlig außer Frage. Die Fragen sind eigentlich nur die oben eingangs genannten.

[Stefan871]

Mal angenommen du lässt den Speicher auf 50°C runter und heizt ihn dann mit den Stab auf 68°C, dann hast du ganze 1,7kWh eingesetzt.

Und dein Ventil ist auch für Trinkwasser? Mit Zirkulation Ohne Zirkulation

Ziel ist es ja, das maximal 60°C in die Warmwasserleitung gelangen.

Dann bitte noch beachten das dein Speicher deutlich kürzer ist als der oben im Beispiel.

Was für eine Wasserqualität liegt den bei dir vor?

Wenn dein PH Wert unter 7 liegt, dann wäre etwas aus Kupfer schlecht.

Ich denke mal aus Edelstahl, wäre hier für die Korrosion das beste.

Deine 2. Frage kann ich dir nicht beantworten.

[DocWoo]

Zu den 1,7 kWh: Das Ziel ist im Sommer für das Brauchwasser möglichst gar kein Gas mehr zu verfeuern (der Heizkreislauf ist ja ohnehin aus), und den Kessel lediglich mit PV-Strom zu heizen. Gaserhitzung lediglich an bewölkten Tagen ohne oder mit wenig PV-Überschuss.

Wie ich die gasbasierte Erhitzung smart steuere weiß ich noch nicht. Entweder setze ich die Wassertemperatur in der Vitodens im Sommer recht weit runter (z.B. 36°C), so dass der smart gesteuerte Heizstab (mit eigenem Temperaturfühler) von 36° auf 60°C erhitzen kann, oder ich versuche durch OptiLink die gasbasierte Temperatur dynamisch zu regeln. Jaja, ich weiß ... die Herausforderung ist eine u.U. stark schwankende Vorlauftemperatur zu verhindern. Allerdings wird der Kessel meist nur moderat geleert (2-Personen-Haushalt).

[Stefan871]

Du kannst auch einfach die Warmwasserladung auf Abend stellen, wenn deine 86L für den Tag reichen sollten.

Wenn der Speicher durch die Sonne auf 50°C+ geladen wurde, dann müsste die Therme ja nicht anspringen.

Mit der Regelung wirst du aber immer mal wieder kaltes Wasser haben und man muss vielleicht die Einmalladung nutzen.

Bei mir heizt die Solarthermieanlage den Speicher von 50  - 85°C und die Therme macht halt die Grundtemperatur von 50°C. Allerdings hab ich auch 300l und ich kann mehr speichern.

Du solltest auch bei den kleinen Speicher die Hygiene im Auge behalten, wenn ihr nicht so viel Wasser nutzt und du unter 50°C gehen willst.

Alternativ kannst du ja auch deine Anlage extern sperren durch deine "smarte" Regelung und dann verhinderst du die Warmwasserbereitung.

[DocWoo]

Danke, dass sind wirklich dienliche Tipps. Weißt Du zufällig, ob man diese Einstellungen (Warmwasserladung auf Abend, Einmalladung, …) auch via OptoLink-Protokoll einstellen bzw. triggern kann? Mein Plan ist einen ESP8266 mit den passenden IR-Dioden zu versehen (siehe hier) und in Home Assistant zu integrieren.

[DocWoo]

Aha... OptoLink-Befehlskette für Einmalladung wurde mal hier besprochen.