Massive Verringerung des Energieverbrauch der WP in der Übergangszeit

[Guennie]

Guten Morgen,

ich habe nun eine Messreihe erstellt, zur Darstellung was es bringt den Estrich  - gerade in der Übergangszeit als Energiepuffer für die Wärmepumpe zu verwenden. Anbei auch die entsprechende Grafik der Aufzeichnung:

folgendes wurde hier durchgeführt:

die ersten 4 Tage bin ich die WP mit der ganz "Normalen" Regelung der WP gefahren - Heizkurve fix eingestellt  - sobald der Heizkreispuffer (Hydraulische Weiche) die Abschalttemperatur erreicht hat, WP Stop - bei unterschreiten der eingestellten Hysterese-Temperatur WP-Start.....VL Temperatur über Heizkurve geregelt.

Nach den 4 Tagen habe ich auf meine eigene Regelungsart (verwenden des Estrichpuffer) "umgestellt".

Sobald der Heizkreispuffer (Hydraulische Weiche) die Abschalttemperatur erreicht hat, WP Stop  - und runterstellen der Heizkurve auf extrem Tief (-15). Merken der Raumtemperatur beim Abschaltzeitpunkt.

Nun kommt die Heizenergie aus dem Estrich, und nicht mehr aus der WP.  Wenn die Raumtemperatur um 0,2 Grad unter die Temperatur beim Abschaltzeitpunkt gefallen ist, wird die Keizkurve wieder auf den Ausgangswert vor der Abschaltung zurückgestellt. Dadurch wird die Restenergie aus dem Heizkreispuffer in den Estrich "entladen", und sobald dort die Temperatur unter die eingestellte Hysterese-Temperatur gefallen ist  WP-Start, und somit nachladen des Estrichpuffers.

Wie am zweiten Bild erkennbar ist ( Aufzeichnung der letzten 7 Tage ), sind die Temperaturschwankungen in der beheizten Umgebung durch diese Art der Regelung minimal.

Der Unterschied in der Taktung, und im Energieverbrauch der WP jedoch enorm:

Die Taktung von ca. 12 Takte/Tag auf 4-6 Takte/Tag ungefähr halbiert.

Der Energieverbrauch von 252,6kWh auf 131,2kWh pro Woche mehr als halbiert. Wobei nur die ersten 4 Tage der ersten Woche noch voll getaktet haben....Hätte ich für diesen Test die komplette Woche voll Takten lassen, währe der Energieverbrauch in der ersten Woche noch um einiges höher gewesen......

Warum dies so ist ist vollkommen klar, und jetzt eben auch in entsprechenden Grafiken dargestellt:

Die Wärmepumpe benötigt nach jedem Start eine gewisse Grundenergie, bevor die erste echte "Nutzenergie" wirklich im System dort ankommt, wo man diese auch benötigt. Komplett gleiches Verhalten, wie ich es hier in einem anderen Beitrag bezüglich der WW-Bereitung schon einmal beschrieben/Aufgezeichnet habe.

So eine Art der Regelung bringt somit in zweierlei Hinsicht Vorteile: Erstens wird der Verschleiß des Verdichters entsprechend reduziert, und zweitens eine relativ hohe Energieeinsparung erzielt.

@Flo_Schneider 

für diese Art der Regelung wäre eigentlich alles an dafür notwendige Hardware in den WP-Heizungen bereits vorhanden, das einzige was fehlt, ist die entsprechende Integration in die VM-Regelungssoftware.

Somit wäre es dringend angebracht eine solche Möglichkeit der Regelung in die WP-Software zu integrieren, damit auch die "Breite Masse" an Anlagenbetreibern von dieser Möglichkeit profitieren können.

lg

Guennie

[Huiberg]

Hallo,

Ich habe eine Vitocal 200 D16 mit 1000ltr Puffer.Wohnfläche 173m2.

Zur Zeit habe ich einen Wochenverbrauch von 65Kwh.

Meine Heizkurve steht auf 0,1 Verschiebung 7

Tagsollwert 20Grad Nachtsollwert 10Grad

Die Wärmepumpe läuft 1-2 mal am Tag auf 35 Grad Festwert.

Wegen Vereisungen ist die Einsatzeit von 8Uhr30 bis 17Uhr begrenzt.

Die Raumtemperatur ist am Morgen 1 Grad weniger als am Abend.

Die Pufferung vom Estrich und vom 1000ltr Puffer ist enorm.

Wenn die Wärmepumpe auf Festwert läuft,ist der Verbrauch wesentlich niedriger.

[Guennie]

Hallo,

das sind echt beeindruckende Werte……👍..….bei 175qm aktuell nur 65kWh Heizenergie Woche……wie Hoch ist Dein Heizenergiebedarf pro qm und Jahr ? Bei mir war das die letzten 12 Monate 86kWh / qmJ.

Wenn ich mir das so lese, und richtig verstehe, macht Du zusammengefasst nix anderes, als das

• die Heizkurvenregelung (Außenfühler) abgeschalten ist
• 1-2 mal am Tag der 176qm  Estrich (Entspricht rund 9000L Wasserpuffer)  und zusätzlich der Puffer mit 1000L Wasser mit 35 Grad für eine gewisse Zeit beladen wird
• Durch das nur 1-2 malige Laden pro Tag entfällt somit jegliches weitere Takten….somit super Energieersparnis, und Verschleißreduktion

De Facto ist das vom Grundprinzip “Verwendung des Estrich als Puffer” nicht viel anders, als ich das habe, nur das ich noch zusätzlich die Außentemperaturen mit berücksichtigt habe, kein 1000L Puffer zwischengeschalten wurde.…..und der Regelungsaufwand relativ hoch ist……..

Wenn ich hier nichts überlesen haben, würde mich interessieren, wie du es bei Dir schaffst, dass mit dieser Beheizungsstrategie eine so halbwegs stabile Raumtemperatur - unabhängig von der Außentemperatur gehalten wird, wenn Du quasi den Außenfühler mit Deinen Einstellungen deaktiviert hast ? “Schwingt” hier auf diese Weise nicht die Raumtemperatur sehr stark mit der Außentemperatur mit ? Wenn man jedoch dadurch noch einmal 50% der Heizenergie in der Übergangszeit sparen könnte…..auch wenn die Raumtemperatur dafür nicht so stabil ist……dieser Gedanke gefällt mir irgendwie…..

lg
Guennie

[Huiberg]

Hallo,

Mein Jahresverbrauch in 2021 war 25 Kwh pro m2.

Ich habe in 2020 viele Testreihen gefahren.

Da ich einen hohen Verbrauch durch viele Vereisungen hatte,habe meine WP auf Festwert umgestellt.

In der Nacht und am Morgen war der Verbrauch zu hoch.

Mein Haus Baujahr 2020 kann ich mit einer flachen Heizkurve betreiben.

Wenn die WP nicht läuft verliere ich kaum an Raumtemperatur.

Wenn es richtig kalt wird stelle ich den Nachtsollwert etwas höher.

WW steht auf 45 Grad und wird 1 mal am Tag Mittags aufgeheizt.

Ich versuche immer noch Verbesserungen herauszufinden.

[Guennie]

....na da ist dann alles klar, Da bist Du ja von der Effizienzklasse her beim "Effizienzhaus 40".......

Was mir aber dann bei Dir auffällt - warum hast Du bei solch tollen Energiewerten eine: Vitocal 200 D16 ?

Die ist bei Deinen Energiewerten doch viel zu groß dimensioniert worden. Das denk ich mir, das du hier mit der Vereisung im Winter Probleme kommst.....Die würde bei dir sozusagen sogar im tiefsten Winter nicht aus dem Takten herauskommen. Hast Dir das Ganze schon mal bezüglich Heizlastberechnung, WP Leistungskennlinie und Bivalenzpunkt angesehen ? Hier hätte bei Dir doch eine wesentlich kleinere, und somit auch wesentlich günstigere WP vollkommen ausgereicht.

Vergleich : mein Haus ist ein Altbau, annähernd fertig Saniert - Wärmedämmung an den Wänden derzeit noch gerade mal 5cm und steht auf einer Höhe von 700m Wind-Exponiert. Energieverbrauch aktuell ca. 86kWh/qm und J. Bei mir ist eine 8kW WP installiert, und die ist absolut ausreichend.

lg

Guennie

[Huiberg]

Hallo,

Ich hatte eine kleiner WP bestellt.Später habe ich dann bemerkt,das ich die 16Kw WP bekommen habe

zum Preis einer 10KW WP.Durch den Puffer hatte ich eigentlich nie Probleme mit dem Takten.

Mit der momentanen Einstellung läuft die WP max. 2mal am Tag.

Der Energieverbrauch ist für mich Ok.

[Guennie]

Jetzt verstehe ich auch, warum du mit Festwert 2 mal am Tag lädtst......ist die einzige Möglichkeit, damit bei diesem "Leistungsüberangebot" die WP nicht "wie wild" Taktet.......Und relativ lange Pausenzeiten im Winter benötigen entsprechend "Verlustenergie" (Beheizung des Außenteils) um das Risiko der Vereisung zu Verhindern.......

Selbst die 10kW ist bei dir viel zu stark - hier eine ganz grobe "Daumen mal Pi" Berechnung:

• Wenn Du ca. 25kWh /qm/J benötigst ist das bei 175 qm 4375kWh pro Jahr an Heizenergie.
• Über die Schweizer Formel kommst bei Dir so auf eine Heizlast von ca. 2,1 kW
• Eine WP sollte man idealer Weise auf ca. 80 % der Heizlast auslegen

Somit währe bei Dir eine WP mit 1,7kW Heizleistung optimal gewesen. Selbst die kleinste (A04) währe bei Dir also noch immer etwas zu stark gewesen. Keine Ahnung ob es noch eine kleinere als die A04 überhaupt angeboten gäbe......(der noch immer vorhandene Leistungsüberschuss der A04 hätte sich aber durch Deinen WW-Puffer von 1000L ausgleichen lassen).......bei einer - rein Hypothetischen 1,7kW WP wärst dann sogar ohne den 1000L Heizungspuffer ausgekommen......

lg

Guennie

[Guennie]

Da es nun wieder einmal etwas kälter war, konnte ich eine Aufzeichnung darüber machen, der den Unterschied zwischen FBH-Estrichpuffer und Radiatoren direkt gegenüberstellt:

Eine Messung im Stockwerk mit FBH/Estrichspeicher, und exakt zur gleichen Zeit parallel dazu eine Messung im Stockwerk, wo keine FBH/Estrichspeicher vorhanden ist. Das Ergebnis ist eindeutig, was die Verwendung des Estrich als Puffermedium bei entsprechender Regelung "leisten" kann.

lg

Guennie

[lufti22]

Hallo zusammen,

ich wollte auch mal meine Erfahrungen mit einer Vitocal 200-A einbringen.

Folgende Konfiguration:

• Kfw 70 Holzhaus (Tendenz zu KfW 55 oder 40)
• kein Pufferspeicher
• 180qm Heizfläche 
• südausrichtung mit großen Fensterflächen 

Anfangs hatte ich den Eindruck das die Anlage viel zu oft und zu lange lief. Auch in der Übergangszeit lange Laufzeiten von 8-12h. Manchmal auch viel zu warm im Haus. Selbst den Estrich konnte man deutlich anhand warmer Füße spüren was eigentlich in einem Neubau schon viel zu viel Wärme ist.

Lange (7 Winter) rumexperimentiert hydraulischer Abgleich, Heizkurve, ERR … alles war nicht wirklich zielführend. Bis ich im letzten Frühjahr durch einen Tipp auf die Raumtemperaturaufschaltung Vitotrol-200A gekommen bin. Danke @Sebastian200S 👍

Und nun, was soll ich sagen, bin ich endlich am Ziel abgekommen.😀 Bei meinem Haus ist eine reine witterungsgeführtre Steuerung einfach nicht akzeptabel.

heute lief meine Anlage 1mal für 2,5h bei 11grad Außentemp. und deckt sich eigentlich genau mit der Grafik von @Guennie estrich für 2,5h aufladen und danach gibt der Estrich langsam die Temp ab. Auch konnte ich auch meinen Stromverbrauch erheblich reduzieren.

von 3500kwh im Jahr auf 2000kwh.

Ein wenig PV Unterstützung ist da auch dabei 😀

lg

lufti

[Kandi]

Hi lufti22,

Kannst du mir erklären was und wie du was mit der Vitotrol gemacht hast? 

[besimo]

Mit welchem Code kann man denn bei der Vitocal 200-S die Vorlauftemperatur auf einen Festwert setzen ?

(Ich habe eine Vitocal 200-S D08 BJ 2017, HKL-Niveau -8K, Neigung 0,4)

Ich habe in diesem Winter bisher in KW43 78kWh und KW44 55kWh nur für Heizen verbraucht. Vorher hatte ich noch nicht geheizt. Geheizt hatte ich bisher auch fast nur an den letzten warmen Tagen im Oktober. Erreicht habe ich das durch eine zeitlich begrenzte manuelle Anhebung der RaumSolltemperatur auf 30°. Dabei hatte ich ein COP zwischen 5,8 und 7,3:

Das war jetzt nur Mal ein erster Test, um die Speicherfähigkeit des ganzen Hauses (Estrich, Wände, Decken, Möbel etc.) in der Übergangszeit zu testen, bevor ich ein Zeitprogramm programmiere.

Aus nachfolgendem Diagramm erkennt man, warum die WP standardmäßig nicht ganz optimal eingestellt sein kann für ein gut gedämmtes Haus, welches die Wärme über einen Tag hinweg innerhalb der Wohlfühlgrenzen hält, wenn man die witterungsgeführte Regelung verwendet  - die WP erhöht die VL-Temp., wenn die AT fällt:

Ich denke aber eher tageweise, nicht stundenweise. Und zwar möchte ich mir am Tag die Zeit aussuchen, wenn die WP am effektivsten ist und idealerweise würde ich zur wärmsten Stunde am Nachmittag die VL-Temp. nochmal gegenüber der Mittagszeit anheben, um über den Tag gesehen den geringsten Energieverbrauch zu haben. 

Die HKL kann ich steuern (Code 2006 Niveau und Code 2007 Neigung), aber es besteht immer das Risiko, dass die Ausschalthysterese überschritten wird.

Bei einem Festwert für die VL-Temp. hätte ich wahrscheinlich das Problem nicht  - oder doch ?

[Guennie]

……..Aus nachfolgendem Diagramm erkennt man, warum die WP standardmäßig nicht ganz optimal eingestellt sein kann für ein gut gedämmtes Haus, welches die Wärme über einen Tag hinweg innerhalb der Wohlfühlgrenzen hält, wenn man die witterungsgeführte Regelung verwendet  - die WP erhöht die VL-Temp., wenn die AT fällt:

Aber Genau das ist ja der Sinn der Witterungsführung, das die VL-Temperatur ständig der Außentemperatur angepasst wird. Wenn die Heizkurve in der WP Regelung  optimal eingestellt ist, haben die Räume, innerhalb eines bestimmten Regelbereich immer die gleiche Temperatur, egal welche Außentemperatur gerade vorhanden ist.

Und dazu ist es nun mal so :

je kälter es draußen wird, je mehr Wärme wird nach außen abgegeben.

je mehr Wärme nach außen abgegeben wird, je mehr Wärme muss nachgeliefert werden, im die Raumtemperatur zu halten.

je mehr Wärme nachgeliefert werden muss, je wärmer muss der VL werden, um dies zu erreichen.

Mit einer fixen VL Temperatur kann ein Heizsystem somit wegen oben genannter Gründe nicht funktionieren, da so der Regelkreislauf unterbrochen wäre.

Sobald die AT steigt, würde das Haus einen Energieüberschuss haben, und in der Folge die Räume zu warm werden, bzw. wenn die AT sinkt, würden wegen einem Energiemangel die Räume zu kalt werden.

lg

Guennie

[lufti22]

Hallo @Kandi 

ich habe eigentlich nur folgende 2 Komponenten gekauft und die Funkbasis an die Vitocal angeschlossen.

• Z011413 Funkbasis 
• Z011219 Fernbedienung 
  

Dann noch folgende Parameter angepasst:

• 2012 = 5 (50) Max. Überhöhung Raumtemp.
• 200B = 3 Raumtemperaturaufsch. bei Red+Normal
• 200A = 10 Einfluss Raumtemperaturaufschaltung
• 2003 = 1 Fernbedienung aktiviert

Das ist alles 😀

lg

lufti

[Kandi]

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@lufti22  schrieb:

Hallo @Kandi 

ich habe eigentlich nur folgende 2 Komponenten gekauft und die Funkbasis an die Vitocal angeschlossen.

• Z011413 Funkbasis 
• Z011219 Fernbedienung 
  

Dann noch folgende Parameter angepasst:

• 2012 = 5 (50) Max. Überhöhung Raumtemp.
• 200B = 3 Raumtemperaturaufsch. bei Red+Normal
• 200A = 10 Einfluss Raumtemperaturaufschaltung
• 2003 = 1 Fernbedienung aktiviert

Das ist alles 😀

lg

lufti

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Hi Lufti22,

top danke. Und kannst du mir sagen ob du einen Mischer verbaut hast?

[lufti22]

… kein Mischer

[Huiberg]

Hallo,

Ich habe in der 43KW 39 Kwst für Heizung und WW verbraucht.

Ich fahre den 1000ltr Puffer mit 35 Grad Festtemperatur.

Der Mischer wird einer Steigung von 0,1 und einer Neigung von 7 gesteuert.

Die WP läuft Morgens ab 8Uhr30 bis 10Uhr und am Nachmittag noch einmal.

Mein Haus ist Kfw 40 und hat 173m2 .

Nachtabsenkung von 21Uhr bis 7Uhr zur zeit auf 10Grad.

[besimo]

Hallo,

@Huiberg 

Interessant wäre noch der Verbrauch KW 42 und KW 44. Bei mir war KW42 noch null. KW 43 hätte auch noch null sein können, habe aber manuell die Heizung hochgefahren, um die hohen Temperaturen zum Heizen zu nutzen, und in der kälteren KW44 weniger heizen zu müssen (wg Effizienz WP abhängig von Aussentemp.).

Unser Haus ist fast Effizienzhaus 55, massiv mit Stb.Decke ü. OG, EG+OG 163qm, beheizter Keller 82qm. Jahresheizenergie Heizen ca. 9000kWh, Jahresstromverbrauch Heizen ca. 2100kWh.

Aber wie kann man auf Festwert umstellen?

@guenni

Du hast dir schon eine tolle Heizungsregelung gebastelt. So etwas ähnliches will ich auch basteln.

Was die Witterungsführung angeht, will ich diese nicht komplett rausschmeissen, sondern nur auf ein wetterprognostiziertes Tagestemperaturmittel anwenden, welches ich mir dann einmal am Tag morgens berechne.

Die VLSolltemp. kann ich mir damit über eine Näherungsformel berechnen.

Bei Plusgraden kühlt unser Haus über den Tag verteilt nicht allzustark aus, so dass ich dann z.B. um 13:00 Uhr VL-temp. 29°, um 14:30 Uhr 31° einstellen würde (EVU-Sperre 10-12 und 16:30-18:30, WW um 12).

Berechnet über ein Tagesmittel ist bei AT 3.5° die VLSolltemp 21.6° bei mir. Die Differenz zu RaumSollNorm ist dann 1.6°. Da ich aber nicht den ganzen Tag, sondern hier nur 3.5h heize, muss ich diese Differenz entsprechend hochsetzen.

Also kurz gesagt, ich würde schon den Festwert Witterungsabhängig machen, also tageweise nach der Heizkurve und stundenweise VL-temp. höher bei höherer Aussentemperatur, so dass ich über den Tag verteilt soviel heize, wie unsere Haus am Tag braucht.

Aber dazu brauche ich den Code für die Festwert-Einstellung (sonst müsste ich jedesmal Niveau,Neigung und Hysterese verändern).

[Huiberg]

Hallo,

Inder 42KW war mein Verbrauch 42Kwst.Für die Festwerteinstellung braucht man keinen Code,wenn man einen Puffer hat.Ob das auch ohne Puffer geht,weis ich nicht.

Ich denke aber ohne Puffer und Mischer ist das nicht so einfach mit dem Festwert.

[besimo]

Die Festwerteinstellung erreiche ich jetzt dadurch, dass ich die Neigung tagsüber auf Null setze (dann ist der Einfluss der Aussentemperatur eliminiert). Den Festwert kann ich dann über Veränderung Niveau und/oder Raum-Soll-Normal-Temperatur einstellen. Abends reduziere ich das Niveau zunächst bis 22:00 Uhr, um die Estrichspeichermasse zu nutzen, danach stelle ich dann Neigung und Niveau auf die Einstellung zurück, welche ich bisher vor der ganzen Optimierung hatte. Dann kann die Wärmepumpe noch etwas nachregeln, falls doch noch ein Wärmebedarf bestünde (z.B. Kälteeinbruch). Von 04:00 bis 08:00 Uhr will ich die WP aber per Timer ausschalten, um das Aufheizen bei tiefen Temperaturen nach einer Nachtabsenkung zu vermeiden.

VG

[Guennie]

Die WP komplett abschalten kann - je nach WP Type - spätestens ab 0 Grad Außentemperatur ein sehr gefährliches, bzw. zerstörerisches Experiment sein, da zb. die 200-A im Außenteil den Wassergeführten Verflüssiger eingebaut hat, und wenn Dir dieser, bzw. die Zuleitungen einfrieren, dann hast ein echtes Problem…….

Gefährdete WP-Typen habe. interne Schutzeinrichtungen, die zb. einen solchen Frostschaden verhindern…….und wennst diese WP-Typen zb. über einen Zeitschalter komplett vom Strom nimmst, schaltest Du damit auch die internen Selbstschutzeinrichtungen ab……der erste Frostschaden lässt dann nicht lange auf sich warten, und mit einem eventuellen Garantieanspruch ist es dann mit ziemlicher Sicherheit auch schnell vorbei……

Ich habe bei mir sogar zusätzlich einen Notstromschalter mit eingebaut, damit ich im Winter - sollte ein längerer Stromausfall vorhanden sein, die WP sozusagen im Notbetrieb über die PV-Speicherbatterie ohne Schaden „am Leben“ erhalten kann……

lg

Guennie

[Huiberg]

Hallo,

Ich nutze die Estrichspeichermasse indem ich die WP nur von 8Uhr30 bis 20Uhr freischalte.

Der Heizkreis ist von 22Uhr bis 7Uhr auf 10 Grad eingestellt.

Der Wochenverbrauch in der 45KW war 72kwh.

[Guennie]

Ist eine gute Idee, da Du so den Frostschutz nicht "aushebelst".

lg

Guennie

[besimo]

Gilt das Frostschutzrisiko auch für das Split-Gerät 200-S ?

Wird der Frostschutz deaktiviert, wenn im gertäteinternen Wochentimer für Heizen für die Zeit von 04:00 bis 08:00 keine Zeit/Raumtemperatur eingestellt ist ?

(ich habe also keine externe Zeitschaltuhr angeschlossen, die Inneneinheit mit Steuerung etc. ist also schon ständig unter Strom)

[Guennie]

Da bei der 200-S kein Wasser, sondern das Kältemittel zwischen Innenteil und Außenteil zirkuliert, denke ich nicht, das Du hier ein Frostschutz Thema bekommen wirst.

Außerdem, solange die Geräte “bestromt” schützt sich das System ohnehin selber……

Unter “Timer” habe ich so etwas wie eine Zeitschaltuhr verstanden, die Dir die komplette Anlage stromlos schaltet……so etwas würde nicht machen, aber mit den internen Zeitprogrammen kannst diesbezüglich nichts falsch machen, was einen Geräteschutz betreffen würde……

lg

Guennie

[BeSch]

@lufti22:
Hast du bei dir Raumtermostate und Stellantriebe verbaut?
Ich nicht, und man sagte mir, dass eine Raumtemperaturaufschaltung (zunmidest nicht mit dem ViCare Klinasensor) deshalb nicht möglich sei.
Geht das ggf. doch mit den von dir genannten Komponenten?
Durch Sonneneinstralhung ist es bei uns an einzelnen Tagen zu warm.
Nach mehreren Tagen mit 10-15°C Aussentemperatur aber Wolkendecke ist es dann leicht kühl.
Wobei sich beides im Rahmen von +/- 1°C Abweichung zur Solltemperatur bewegt.

Grüße
Benjamin