Woche der Wärmepumpe

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Konzeption Wärmepumpe mit alternierender Versorgung Heizkörper und Fußbodenheizung

Hallo,

nach Lesen der ersten Beiträge habe ich hier sehr kompetente Antworten gesehen. Gibts nicht so oft.

 

Nun plane ich, meinen Ölkessel gegen eine Wärmepumpe mit Erdsonden auszutauschen.

Ca. 75% der Wärmemenge gehen in den Fußboden bei ca. 28 - 38°C, ca. 25% in die HK bei 40- 55°C.

Das Standardschema in so einem Fall ist Direktheizung in die HK und parallel über einen Dreiwegemischer in den Fußboden. Dafür sind auch die üblichen Regelungen für Heizkessel und Wärmepumpen konzipiert.

Das bedeutet in meinem Fall, dass bei 36 MWh/a und einer geschätzten mittleren COP von 3,5 ich 10MWh/a Strom verbrauche. Wenn ich jedoch alternierend HK und FbH ohne Mischer aus der WP versorge, beträgt die mittlere COP für den Anteil der FbH ca. 5 und der Strombedarf sinkt auf rund 8 MWh/a.

Die meisten WP haben bereits eine alternierende Versorgung für WW und Heizen vorgesehen. Man kann auch mehrere unterschiedliche Heizkreise mit unterschiedlichen Heizkurven regeln. Aber mein Konzept mit drei alternierenden Versorgungen scheint nicht vorgesehen zu sein.

Gibt es bei Viessmann hierfür Lösungsansätze?

Bislang habe ich keine gefunden...

17 ANTWORTEN 17

Hallo Loka,

das beste ist, wenn du mit deinem ausführenden Fachbetrieb einmal die für euch zuständige Verkaufsniederlassung ansprecht. Diese können zusammen mit unserem PreSales ein Schema erstellen, was genau auf deine Bedürfnisse ausgelegt ist.

Viele Grüße
Flo

Danke, für den Hinweis. Ich hatte eine wesentlich detailliertere Anfrage bereits vorher an Viessmann gestellt und das zuständige Vertriebsbüro hat erst letzte Tage geantwortet. Aber bislang nur einen Vorschlag mit Standardschema unterbreitet, das jedoch keine alternierende Versorgung ermöglicht. Verschiedene Hersteller bieten eine ergänzende Schwimmbadbeheizung an, bei der die Wärmepumpe zwischen Gebäudeheizung und Pool-Beheizung umschaltet. Dies kommt meinen Vorstellungen sehr nahe. Jedoch wird die Vorlaufsolltemperatur auf einen Festwert eingestellt. Und wenn da stattdessen eine aussentemperaturabhängige Heizkurve hnterlegt wäre, wären meine Vorstellungen perfekt erfüllt.

Viele Grüße

Loka

Hallo Loka,

 

>>Ca. 75% der Wärmemenge gehen in den Fußboden bei ca. 28 - 38°C, ca. 25% in die HK bei 40- 55°C.

 

Die 2  Temperaturniveaus sind eine denkbar ungünstige Voraussetzung für eine WP.

Dabei musst du 100 % der Heizenergie Energie auf dem 40- 55° Niveau, mit schlechtem COP bereitstellen und die Exergie wird dann per Mischer beim Reduzieren auf 30 Grad wieder vernichtet. Das ist doch Geld und Energieverschwendung.

 

 

Wenn du eine BAFA Förderung beantragst bekommst du doch auch einen Upgrade der Heizkörper auf Flächenheizung, oder größere Typ 33 Heizkörper  oder Gebläsekonverktoren mit subventioniert, so dass man potentiell mit einem Temp Niveau  auskommen könnte.

 

Oder  man setzt  2 kleine WP ein eine für die FB mit 30 Grad  und eine für die Heizkörper + WW bei 40-55 Grad

 

Die Erfahrung mit 40- 55° VL für die Heizkörper wurde mit einer Betriebsweise mit   Nachtabsenkung/Abschaltung gewonnen?

Hast Du schon mal getestet, wie weit man das Temperatur Niveaus mit 24h durchheizen noch absenken kann.

In der Regel kann man da noch mal 3-5K reduzieren.

 

VG Michael

 

 

 

 

>>Das ist doch Geld und Energieverschwendung.<<

Stimmt, deswegen mein Wunsch nach einer alternierenden Versorgung von HK und FbH. Da würde die WP optimal arbeiten, ohne dass Exergie sinnlos durch einen Mischer in Anergie verwandelt wird. Ist aber bislang nicht vorgesehen von den WP-Herstellern...

Und mich wundert, dass noch niemand anderes einen solchen Wunsch verspürt. Ich vermute, es gibt noch genügend Altbauten mit FbH und HK mit merklichen Unterschieden in der Vorlauftemperatur...

Zwei WP wären technisch eine saubere Lösung, aber es gibt schönere Gelegenheiten zum Geld verbrennen

 

Das EG wird mit FbH beheizt, ohne Nachtabsenkung, aber mit leicht unterschiedlichen Temperaturen und modulierenden Ventilen. Das passt gut, nur bei zunehmender Sonneneinstrahlung gibts ein leichtes Übersteigen der Raumtemperatur.

Am HK-System im OG und DG arbeite ich noch, einige HK werden ausgetauscht - aber da gibt es Grenzen. Da stehen drei Räume über etliche Tage leer (da geht die Heizung dann ganz aus), manche Räume haben eine Grundheizung auf 18° und werden für einige Stunden auf 22 bzw auf bis 24°C erwärmt. Und im großen Schlafzimmer schlaf ich gern bei offenem Fenster (da gehts schon mal unter 14°C) und tagsüber hätte ich da gern 18°C drin (bei Sonnenschein wirds scnell auch mehr). Da streb ich schon eine Dimensionierung der HK für 45/38 °C an, aber für die Aufheizphase würde ich gern den HK-Kreis um 10 K anheben. Das bedeutet einen Schichtenspeicher für die HK, den ich ohnehin für die alternierende Versorgung brauche. Aus der vorgenannten Beschreibung macht eine FbH wirtschaftlich kaum Sinn, insbesondere da ich vor vier Jahren im OG und DG komplett neu Parkett verlegt habe.

In den letzten Tagen hatten wir schönes Wetter zum Experimentieren mit der Heizung. Temperaturlogger mit minütlicher Messwerterfassung an die verschiedenen Heizkreise und solche mit 10 minütlicher in die Räume. Da ist die Taktlänge des Kessels von 8 - 10 Minuten mit Temperaturamplituden von bis 10 K für HK und ca 4 K für die FbH gut erkennbar.

Bei den jetzigen Plus Temperaturen werde ich mal den unterschiedlichen Temperaturabfall für die einzelnen Kreise der FbH austesten...

Es gibt ein paar  Hersteller ( auch SoleWP)  die einen Heißgas Enthitzter haben.

https://www.energie-experten.org/heizung/waermepumpe/technik/heissgas

 

Damit könnte man ohne Verschlechterung des COP die Heizkörper auf den hohen  Niveau betreiben.

Leider macht das Heißgas nur ca 10 % der Gesamtleistung aus und du benötigst  ja 25% auf dem hohen Niveau.

 

>>da ich vor vier Jahren im OG und DG komplett neu Parkett verlegt habe.

evtl könnte man eine Wandheizung im Trockenbau nachrüsten und  in Serie mit den alten Heizkörpern vergeschaltet.

Oder wie gesagt in den selten genutzten Räumen Gebläsekonvektoren anstatt der Heizkörper.

https://www.ikz.de/detail/news/detail/schnelle-waermemacher/

 

 

 

Hallo Michael,

Bei der Heißgas-Wärmeauskopplung ist eine gewisse Synchronizität zwischen "Hoch-" und Niedertemperatur Auskopplung erforderlich. Die habe ich so nicht. Die 25% HK Anteil bezieht sich auf die Jahresmenge, auf die Leistung bezogen sehe ich den Anteil bei leicht über 50%, bei schnellem Aufheizen noch mehr. Hinzu kommt noch WW...

Wandheizung finde ich eine gute Idee, da ich ein Fan von Strahlungsheizung bin - da wird der Wärmebedarf eines Gebäudes minimiert. Nur habe ich das Haus vor vier Jahren gekauft, das DG ausgebaut und die Oberflächen in Bäder, Wohn- und Schlafräumen mit Lehmputz versehen. Das käme bei meiner Frau nicht gut an, nun "alles" wieder aufzureißen. Zudem das Projekt Wärmepumpe eh wirtschaftlich auf der Kippe steht.

Die Frage ist, wieviel mehr wir uns den ganzen Spass kosten lassen wollen.

Und ich habe  Spass an intelligenten Lösungen.

Unsere Dusche ist ca 25 m Leitungslänge vom Heizkeller entfernt. Die Zirkulation frisst unsinnig viel Wärme. Erst auf Zeitschaltuhr, nun auf SmartHome umgestellt. Vor dem Duschen wird nun auf dem Handy für 10 Minuten die Zirkulationspumpe gestartet und die Verluste werden minimiert und ich brauch nicht 5 Minuten unter der Dusche Kaltwasser in den Abfluss gießen.

Aber mein Thema ist alternierende Wärmeversorgung mit Wärmepumpe...

Grüße

Lothar

Das sollte doch mit externer Betriebsprogrammumschaltung gehen. Z.B. alle Stunde geht ein HK in Abschaltbetrieb. Es muss nur ein Zeitrelais an die potenzialfreien Kontakte der Erweiterung EA1 gelegt werden.

 

Gruß

 

Heizing

Gruß
Heizing

Hallo Heinzing, Ja an so etwas habe ich inzwischen auch gedacht.

 

Einen übergeordneten Regler der ein 3 Wege Ventil schaltet und der WP über 0-10V die Vorlauf Temp vorgibt.

 

-Dann wird z.B. 30 Min die FBH mit z.B.  30 Grad bedient.

-Nach 30 Min wird das Ventil umgeschaltet und mit 45 Grad die Heizkörper versorgt  + ein 400l Puffer geladen. Die WP liefert dabei z.B.  1600l/h, davon gehen 800l/h in den Heizkreis, die anderen 800l/h laden den Puffer.

-nach 30 Min wieder umschalten auf FBH. Der Puffer bedient weiter die Heizkörper, nach 30 Min ist der Puffer 5K kälter.

Die FBH hat genügend Masse und braucht keinen Puffer.

Die FBH  könnte von der Sekundärpumpe der WP versorgt werden, die Heizkörper mit  einer eigene Pumpe, die sich aus dem Puffer bedient.

 

Das dürfte nicht einfach sein hier  jemanden zu finden, der sich zutraut das zu bauen und auch zum Laufen bekommt. Theoretisch aber machbar.

 

>>Unsere Dusche ist ca 25 m Leitungslänge vom Heizkeller entfernt. 

beim Umbau auf WP würde ich mal prüfen ob man den WW Speicher nicht in einen Kellerraum  stellen kann, der näher am Steigstrang ist.  Der WW Speicher muss ja nicht zwingend im Heizungsraum stehen. Evtl aber einen Leckageschutz vorsehen., wenn dort kein Bodenablauf ist.

 

VG Michael

ja, könnte auch klappen. Ich wollte halt eine Lösung, bei der wenig extern gemacht werden muss, an die EA1 hätte ich nur einen Taktgeber angeschlossen, z.B. diesen hier

 

https://www.distrelec.ro/Web/Downloads/_t/ds/L118_DE2_02_H3DK_ger_tds.pdf

 

Allerdings würden bei meine Lösung die HK immer wieder auskühlen.

 

Das dürfte nicht einfach sein hier  jemanden zu finden, der sich zutraut das zu bauen und auch zum Laufen bekommt.

Evtl. muss man eben noch einen MSR-Techniker mit ins Boot nehmen.

 

Oder man nimmt einfach eine Gasheizung, hat gegenüber Öl auch eine schöne CO2-Einsparung. 😁

 

Hier sieht man übrigens sehr schön, wie hoch der CO2-Ausstoß ist, wenn gerade mal wieder wenig Wind weht. Sonne ist im Winter fast zu vernachlässigen.

https://www.agora-energiewende.de/service/agorameter/chart/power_generation/15.01.2021/22.01.2021/

 

Gruß

 

Heizing

Gruß
Heizing

Mein Ansatz ist, eine WP mit Inverter nach Bedarf umzuschalten. Grundsätzlich soll die WP die Fußbodenheizung kontinuierlich versorgen. Da die FbH-Rohre aus 1985 stammen und nicht diffusionsdicht sind, brauchts einen Wärmetauscher zur Ankopplung (Frage: Wegen Korrosionsschutz und Übertragungsleistung am besten aus CU?). Regelgröße ist die Vorlauftemperatur der WP, die Steuergrößen sind Leistung der WP und Heizungspumpe. Primär sollte die Leistung der WP auf den Wert des höchsten COP gestellt werden, anschliessend die Leistung der Pumpe so geregelt werden, dass die WP die Vorlaufsolltemperatur hält. Bei einem definierten max Durchfluß sollte die Leistung der WP nach oben angepasst werden, bei Min Durchfluss nach unten. Unterhalb einer zu definierenden Leistung soll die WP abgeschaltet werden.

 

HK-Kreis und WW werden über einen Hygiene-Kombispeicher angebunden. Hier ist mir der EHSWP 800 von Juratherm ins Auge gesprungen. Das Edelstahlwellrohr für WW hat 11 m² zur Durchlauferhitzung und die Isolierung gibts auch für Energielabel A mit 260 mm Stärke. Eine Solaranlage könnte man auch noch anschliessen.

Der untere Speicherbereich wird an den "Pool" Ausgang der WP angeschlossen, der obere an WW Ausgang. Kleines Detail: der Vorlauf des "Pool" geht direkt in den Vorlauf des HK Kreises, und vor der HK Pumpe geht ein Abzweig in den mittleren Bereich des Speichers. Dies bedeutet, dass bei WP Betrieb der WP Vorlauf direkt in den HK Kreis fliesst und überschüssige Mengen in den Speicher. Arbeitet die WP auf FbH, so werden die HK aus dem Speicher versorgt. Rücklauf aus HK und in die WP werden getrennt unten am Speicher angebunden.

Meine Regelungsidee ist, dass die WP angefordert wird, wenn die Temperaturdifferenz Vor- zu Rücklauf HK kleiner 5 K (einstellbar) wird. Die WP liefert dann mit Vorlaufsolltemperatur (mit möglichst hoher Teillast, einstellbar), die WP Pumpe wird entsprechend gesteuert. Bei Unterschreiten der Temperaturdifferenz Vor- zu Rücklauf WP von x K wird die Leistung der WP reduziert und nach x Minuten auf FbH umgeschaltet. Vielleicht kann ich die SGR Funktion dafür nutzen, dass ich über einen Schalter für einen Takt die Vorlaufsolltemperatut für die HK um 10 K höher einstellen kann. Das sollte das Aufheizen eines Raumes etwas beschleunigen können.

Der obere Speicherbereich sollte auf 45°C aufgeheizt werden. Nur auf individuelle Anfordeung (für Duschen oder Badewanne) sollte eine Aufheizung auf 55°C erfolgen. Vorzugsweise über einen Schließkontakt, den ich mit dem Handy ansteuern kann. Der Vorteil von dem Konzept ist, dass ich weder Legionellengedöns noch eine teure Frischwasserstation brauche. Und trotzdem so viel WW, wie ich brauch, mit geringer Übertemperatur der WP, sprich günstiger COP.

Ach ja, die Umschaltung zwischen Pool und Heizung sollte über ein Dreiwegeumschaltventil im Vorlauf erfolgen.

 

Grundsätzlich sollte so wenig externe Bastelei wie möglich erfolgen - meine Lebenszeit ist begrenzt und sowohl ein normaler Installateur wie auch meine Frau müssen das Regelkonzept verstehen und auch einstellen können. Nach dem Konzept oben wäre es gelegentlices Anpassen der HK Vorlaufsolltemperatur und per Handy Aufheizprogramm für HK bzw. WW anfordern...

 

Der Standort meines WW Speichers ist definiert durch den einzigen Keller- unter der Garage. Das Haus steht am Hang und hat keinen Keller.

 

Gruß

Lothar

Hallo,

 

>>Grundsätzlich soll die WP die Fußbodenheizung kontinuierlich versorgen.

dann drücke ich dir die Daumen, dass du so ein Gerät "von der Stange" findest.

 

die Geräte die ich mit 2 Zonen (z.B. Pool) kennen habe auch nur einen "dummes" Mischventil eingebaut.

Wie schon geschrieben ist es technisch nur möglich 10-15% der Energie auf einem höheren Niveau auszukoppeln , ohne Einbussen beim COP.

Außer du lässt dir bei einem Kälteanlagenbauer  eine 2 Stufige Maschine bauen, die sich z.b. mit einen 2. Kälte-kreis für die HzK aus dem Rücklauf der FBH bedient.

 

Kombi-speicher:

https://www.ikz.de/uploads/media/Solarwaerme.pdf

schau dir hier mal auf der letzten Seite an wie viel % an Schüttleistung du bei einem Kombispeicher im Vergleich zu einen konventionellen  WW Speicher oder eine FRIWA herausholen kannst.

 

Viel Erfolg bei der weiteren Suche.

 

VG

 

Hallo Michael,

da habe ich mich wohl missverständlich ausgdrückt. Wenn die FbH "grundsätzlich" versorgt wird, meine ich, dass sie immer dann versorgt wird, wenn kein Bedarf mit höherer Priorität (wie WW und HK) vorliegt. Bei WW und HK wird der der Pufferspeicher möglichst schnell aufgeladen, damit die WP anschliessend in angemessen niedriger Teillast weiterhin die FbH versorgt. Ich habe aus der WP immer nur eine Auskopplung, aber mit wechselnden Vorlauf-Solltemperaturen. Dies sollte jede Wärmepumpe können. KISS - keep it stupid simple.

 

Hinsichtlich des WW-Speichers schaue ich es mir nochmal an. Bei Juratherm habe ich 55 l WW im Edelstahlrohr innerhalb des 800 l Speichers fertig vorgewärmt, für den weiteren Zufluß von KW stehen mir 11m² Wärmeübertragungsfläche zur Verfügung. Wie groß ist die denn bei einer Frischwasserstation? Ich vermute deutlich kleiner, so dass die Temperaturspreizung zwischen WW und Speichertemperatur größer ausfallen muss. Mein Bestreben ist aber eine möglichst niedrige Speichertemperatur - für einen hohen Wirkungsgrad der WP und niedrige Bereitschaftswärmeverluste. Dabei habe ich noch eine hohe Dauerleistung für WW-Zapfen von etwas über 30 l/min mit 45°C Auslauf und 50°C Speichertemperatur. Aber soviel Durchfluss gibt mein nachgeschaltetes WW-Netz nicht her.... sonst könnte meine Frau ihre Badewanne innerhalb 5 Minuten befüllen.

Dafür gibts dann eine leicht höhere Zapftemperatur. Und ein Bereitschaftswärmeverlust für den KombiSpeicher von bis ca 1,1 kWh/d, im Mittel etwas weniger...

Viele Grüße

Lothar

Noch ein Tipp: Viessmann hat auch solche Speicher mit Wellrohr

 

Vitocell 340-M – Details im Überblick | Viessmann

 

auch mit Friwa

 

Heizwasserspeicherung + Trinkwassererwärmung | Viessmann

 

Gruß
Heizing

Danke für den Hinweis, kannte ich noch nicht. Ich vertrete keinerlei Hersteller-Interessen, bin aber an einer optimalen Anlage (Preis/Leistung/einfach) für mein Haus interessiert.

Im Hinblick auf die WP bedeutet es möglichst niedrige Vorlauftemperatur, so dass ein hoher COP möglich wird.

Für den Speicher erscheinen mir dabei folgende Werte wichtig:

möglichst großer Heizwasseranschluss, damit die Fliessgeschwindigkeiten niedrig bleiben und eine Schichtenbildung gefördert wird

möglichst große Wärmetauscherfläche zum WW, damit eine Speichertemperatur nur unwesentlich über der erwünschten WW Temperatur ausreicht

geringe Bereitschaftswärmeverluste bedeutet ebenfalls niedrige Temperatur und hohe Isolierung

 

beim von mir gefundenen Speicher ist St37-2 als Material verbaut - ich vermute, dass dies Standard für Heizungsspeicher ist (als WW-Speicher habe ich derzeit einen Vitocell aus Edelstahl). Zu Viessmann habe ich keine Aussage im Prospekt gefunden.

Dann würde ich den Vitocell 360-M: Heizwasser-Pufferspeicher | Viessmann nehmen, der hat ein Schichtladeeinrichtung.

 

Wellrohr ist aus Edelstahl, zum anderen Stahl werden keine Angaben gemacht. Da Viessmann aber schon seit 1917 Stahl verarbeitet, würde ich darauf vertrauen, dass das was Ordentliches ist.😁

Gruß
Heizing

Hmm, wenn ich es richtig verstehe, dient die Schichtladeeinrichtung dazu, bei Erwärmung durch Solar im unteren Bereich des Speichers das warme Wasser im Speicher nach oben zu bekommen.

Bei meiner hydraulischen Schaltung des Kombispeichers belade ich den Speicher von oben nach unten aus der Wärmepumpe und entlade ihn von unten nach oben in den Heizkreis. Was soll dann die Schichtladeeinrichung bringen?

Auf dem Bild sieht man eine gelochte Lanze, die bis ganz nach oben geht. Dadurch kann die Wärme aus der Solaranlage auf dem richtigen Temperaturniveau eingeschichtet werden. Solar ganz oben einzubringen ist nicht sinnvoll, da das Solarmedium in der Übergangszeit nicht sonderlich heiß ist.

 

Wenn du kein Solar nutzen willst, bringt das natürlich keinen Vorteil.

Gruß
Heizing
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