Plötzlich hoher bzw. schwankender Energiebedarf WW-Bereitung bei der Vitocal 300G / sinkende JAZ

[GeorgD]

Hallo zusammen,

Seit einiger Zeit beobachten wir eine Verringerung der Jahresarbeitszahl beim Warmwasser unserer Wärmepumpe Vitocal 300G. Über einen sehr langen Zeitraum lag diese bei 3,4 und ist mittlerweile auf 2,9 gefallen. Nach Prüfung der Energiebilanz (siehe auch beigefügtes Bild) ist erkennbar, dass bis zur KW 20 diesen Jahres die Warmwasseraufbereitung unauffällig war und im Schnitt mit 30kWh pro Woche auskam. Seit der KW20 schwankt der Energiebedarf stark und erreicht Werte von 54kWh. Das ist auch gut in der beigefügten Energiebilanzdarstellung für das Warmwasser erkennbar. Die erzeugte Wärmemenge korreliert laut WP mit der eingesetzten Energie, d.h. entsprechend dieses Energieeinsatzes erhalten wir eine Wärmemenge von 151,1kWh. (also eine JAZ von knapp unter 3). Wir haben aber auch schon Werte von 60kWh Energie und 180kWh Wärme erreicht.

Die erste Annahme, dass ein geändertes Nutzungsverhalten / Duschverhalten damit zusammenhängt, konnten wir mittlerweile ausschließen. Auch am Wasserverbrauch hat sich in Summe nichts geändert.

Im Energiebilanzdiagramm fällt im Zeitraum von KW35-KW38 eine Absenkung auf einen leicht niedrigeren Wert unterhalb des bisherigen Normalniveaus auf. Auch diese lässt sich nicht erklären, weil diese weder in eine Urlaubszeit fällt, noch anderweitig Gründe für uns erkennbar sind.

Wo geht also die Wärme bei dem höheren Energiebedarf hin?

Hat jemand eine Idee, was die Ursache sein kann?

Handelt es sich um einen Defekt eines Sensors, eine Einstellung oder ist dies altersbedingt?

Welche Informationen wären für eine weitere Analyse interessant?

Was haben wir zwischenzeitlich geprüft?

- Die kWh-Angabe stimmt an der Wärmepumpe mit dem Stromzähler im Anschlusskasten überein, so dass hier kein Software-Fehler zu erkennen ist. Das heißt, dass wir auch tatsächlich den höheren Energiebedarf in der Stromversorgung sehen.

- Im Logbuch der WP sind keine Fehler zu erkennen

- Im Kältekreis bekommen wir in der Meldungshistorie seit einiger Zeit (Startzeitpunkt nicht erkennbar) den Code 49, der aber laut Serviceanleitung keine Maßnahmen erfordert. Die Information tritt sporadisch auf. An einigen Tagen mehrfach und an anderen Tagen gar nicht. Wenn sie auftritt, dann allerdings während der Aufheizphase des Wasserspeichers.

- Erst kurz vor diesem Eintrag wurde die WP gewartet. Das Heizungsunternehmen konnte keine Gründe für das genannte Verhalten erkennen und hat auf eine Expertenmeinung von Viessmann verwiesen.

Zur Ergänzung weitere Rahmeninformationen

- Der Wasserspeicher ist ein Vitocell 100-V 390l Tank

- Die Wärmepumpe ist jetzt ca. 4 Jahre alt (Betriebsstunden ca. 3.600, Einschaltzyklen 6.400)

- Die Temperaturen der Sole liegen aktuell bei ca. T.in 8,5° und T.out bei 2,3°

- Die Zirkulationspumpe arbeitet unverändert im 10/5er-Takt in einem Zeitraum von 5:30 bis 22:00 Uhr

- Die Warmwassertemperatur ist auf 55°C eingestellt.

- Die Jahresarbeitszahl der Heizung liegt zum Vergleich aktuell bei 5,3 

- Die Wärmepumpe wird auch mit einer NC-Box betrieben, die aktuell jedoch wegen der Außentemperaturen inaktiv ist (hier vermutlich irrelevant)

[Flo_Schneider]

Hallo GeorgD,

wie sieht denn die Energiebilanz vom Heizen im Vorjahreszeitraum aus? War da die Wärmepumpe öfter in Betrieb?

Sind die Meldungen immer im gleichen Zeitraum wie eine stattgefundene Warmwasserbereitung? Gut wäre es auch, wenn du mal ein Bild von jeder Seite der Anlagenübersicht während einer Warmwasserbereitung erstellst. 

Viele Grüße
Flo

[GeorgD]

Hallo Flo_Schneider,

zunächst mal Danke für die schnelle Antwort.

Der Heizkreis macht mir momentan weniger Sorgen. Die Werte wirken aktuell normal und auch die JAZ mit 5,3 ist ok. Dass die Gessamt-Jahresarbeitszahl durch die erhöhte JAZ beim Warmwasser (insbesondere im Sommer ohne Heizung) absinkt ist auch nachvollziehbar.

Der Kern des Problems ist der gestiegene und stark schwankende Energieverbrauch beim Warmwasser und dort dann auch die stärker abgesenkte JAZ für das Warmwasser.

Die Energiebilanz 2019 ist für Warmwasser durchweg so, dass im Schnitt pro Woche 30KWh Energie verbraucht wurde (siehe beigefügtes Bild). Das entspricht auch dem Schnitt in 2018. In 2018 konnte man an einem 3-wöchigen Urlaub einen abgesenkten Energiebedarf für Warmwasser nachvollziehen, der nur den Wärmeverlusten durch Zirkulation und Wassertank entsprach (ca. 16kWh Energiebedarf pro Woche). Im Normalbetrieb dann ca. 30kWh. 

In der im ersten Post dargestellten Energiebilanz für Warmwasser 2020 war diese auch bis KW18 unauffällig. Dann stieg der Energiebedarf ohne Verbrauchsänderung auf ca. das doppelte an und schwankt seitdem auf hohem Niveau sehr stark. Auch die Absenkung in den Wochen 35 bis 38 (als Einbruch zwischendurch zu erkennen), ist nicht auf Verbrauchsänderungen zurückzuführen.

Zuerst waren wir der Annahme, dass die Messungen in der WP falsch sind. Allerdings ist - wie oben beschrieben der Energiebedarf - auch am Stromzähler nachlesbar.

Der Heizungsmonteur hatte überlegt, ob das Hydraulikventil ggf. nicht sauber schließt oder defekt ist. Aus meiner Sicht nicht unplausibel, da wir in der Fußbodenheizung im Sommer auch manchmal warme Stellen hatten, ob wohl die Heizung nicht lief. Dann merkte er beim Blick in die WP an, dass wir in der Wärmepumpe gar kein Ventil, sondern nur zwei Pumpen haben.

Es ist also nicht ausgeschlossen, dass ein Teil der Wärme in die Fussbodenheizung gepumpt wird und dadurch natürlich die Pumpe länger läuft und mehr Energie verbraucht. Könnte konstruktionsseitig dieses Ventil / oder Pumpenaufbau zu diesem Problem führen?

Nachfolgend habe ich noch die Bilder angehangen auf denen die Leistungsanforderung Heizung mit Umschaltung auf Warmwasser inkl. der Anlagenübersicht zu erkennen ist. Auch die Energiebilanz 2019 für das Warmwasser mit sehr konstantem Verlauf ist beigefügt. Die Dateinamen sind mit den Uhrzeiten benannt, um den Ablauf zu sehen, wobei ich nicht weiß, ob die Namen hier sichtbar sind. Bei den Logeinträgen kann man das aber auf den Screenshots sehr gut nachvollziehen.

Vielen Dank schonmal im Voraus

[Flo_Schneider]

Meine Vermutung geht in Richtung einer vorhandenen Fehlzirkulation. Eventuell schließt seit dem Sommer eine Rückschlagklappe nicht mehr richtig und durch den Pumpenbetrieb wird der Warmwasserspeicher leer gezogen. Was erklären würde, weshalb die Energiebilanz im Heizbetrieb in 2020 viel geringer ausfällt als in 2019.

Viele Grüße
Flo

[GeorgD]

Hallo Flo_Schneider,

ich halte die Einschätzung für plausibel und die Puzzlestücke greifen langsam ineinander.

Insofern erstmal vielen Dank für den Tipp. 

Ich habe mir die einzelnen Punkte: Ventile, Pumpen und Abhängigkeiten nochmal genauer angeschaut und nach einigen Überlegungen muss ich nun nochmal nachfragen um das Problem final einzugrenzen.

Ggf. spielen nämliche noch zwei Aspekete eine Rolle, die ich bislang nicht damit in Verbindung gebracht habe, weil sie für mich nicht mit der Warmwassererwärmung zusammenhingen:

1) Bei den oben genannten 3 Wochen KW35 bis KW38 mit der sehr guten WW-Energiebilanz kann ich mich vage erinnern, dass wir die Heizung deaktiviert hatten und nur die Trinkwasserbereitung aktiv war. Grund hierfür war, dass wir eine Natural Cooling-Funktion haben und in KW35 bis KW38 die Außentemperatur so ungünstig geschwankt hat, dass tags gekühlt und nachts geheizt wurde. Deshalb haben wir die Heiz-/ Kühlfunktion aus reinen Energiespargründen temporär deaktiviert.

2) Desweiteren könnte ich die Kühlung nun noch mit ins Spiel bringen. In der KW19, wo erstmalig das Problem auftrat, lief gemäß des Betriebstagebuchs das erste Mal in 2020 die Kühlung mit 4h. Das würde als ggf. mit dem Start des Problems zusammenfallen. Kann aber Zufall sein.

3) Beim Aufheizen des Trinkwassers habe ich heute die Temperatur der Heizungsrohre "erfühlt" und dabei folgende Entdeckung gemacht: Der Rücklauf vom Warmwasserspeicher und vom Heizkreis sind kurz vor der Wärmepumpe mit einem T-Stück verbunden (haben also einen(!) gemeinsamen Rücklauf in die WP). Desweiteren ist erkennbar, dass das vom T-Stück abgehende Heizkreis-Rücklaufrohr als nächstes durch den NC-Mischer läuft und dann durch den Pufferspeicher der Heizung in den originären Heizungsrücklauf aus den Heizkreisverteilern. Alle diese Rohre waren beim Aufheizens des Wasserspeichers nicht nur warm (sonst max 32°), sondern heiß (also wahrscheinlich entsprechend der WW-Vorlauftemperatur ca. 55-60°C).

Nun die Idee: Kann es sein, dass seit der erstmaligen Wieder-Aktivierung der NC-Box nach dem Winter (also in KW19) irgendein Ventil/ eine Klappe in der NC-Box klemmt und deshalb der Rücklauf aus dem Warmwasserspeicher in den Heizkreislauf drückt? Hat die NC-Box überhaupt solche Heizkreislaufsperren oder Ventile? 

Andererseits müsste das zurückgedrückte Heizungswasser ja dann auch über den Vorlauf in die Wärmepumpe zurücklaufen. Sonst könnte auch gar nicht so viel Wasser in den Heizkreislauf zurückströmen, wenn im Vorlauf alles gesperrt ist. Das heißt es könnte auch eine Rückschlagklappe / Ventil im Vorlauf der WP kaputt sein.

Dann wäre ggf. der Zusammenhang in KW19 mit der NC-Box nur Zufall. Dass der Vorlauf trotzdem kühl bleibt, wäre aufgrund der Wegstrecke durch die gesamte Fußbodenheizung plausibel.

Da ich nicht weiß, welche Ventile und Rückschlagklappen wo verbaut sind und ich auch wegen der Vielzahl der Anlagen und Anlagenkonfigurationen nicht ganz so viel Vertrauen in die spezifische Kompetenz der Installateure für unsere WP habe, wäre abschließend die Frage, welche Ventile bzw. Rückschlagklappen kommen für solch ein Problem infrage und sollte sich somit der Installateur genauer anschauen? Oder macht es Sinn einen Experten direkt von Viessmann hinzuzuziehen?

Ich hoffe, dass wir das Problem damit jetzt eingrenzen konnten.

Über eine letzte Antwort zu den Ventilen und Rückschlagklappen wäre ich Ihnen dankbar.

Gruß GeorgD

[Flo_Schneider]

Poste bitte einmal ein oder mehrere Bilder deines Anlagenaufbaus sowie die vollständige Herstellnummer deiner Wärmepumpe.

Viele Grüße
Flo

[GeorgD]

Hi Flo,

Ich habe das Anlagenschema als Prinzipskizze dargestellt. Fotos hatte ich versucht, es fehlt aber leider der Überblick durch die Mehrfachkreuzungen von Rohren. Man kann an den Fotos also nicht so viel erkennen.

In der Prinzipskizze sind die Anschlüsse an der WP und der NC-Box korrekt gemäß Montageanleitung abgebildet  (Blickrichtung: Wärmepumpe Blick von hinten, NC-Box Blick von vorne). Die Fußbodenheizung selbst ist nur beispielhaft dargestellt. Da sind noch zwei Heizkreisverteiler an den Vor- und Rückläufen angeschlossen. Im zweiten Bild des Anlagenaufbaus sind mit grüner Farbe die Rohre dargestellt, die bei der Warmwasserbereitung sehr heiß werden.

Ich habe diesen Effekt heute nochmal mit deaktivierter Heizfunktion an der Wärmepumpe überprüft. Auch in diesem Fall wurden die markierten Rohre (sehr) heiß. Anders als in KW35-KW38 habe ich jedoch die Ventile an den Heizkreisverteilern offengelassen. In  KW35 bis KW38 waren wegen deaktivierter Heiz-/Kühlfunktion auch die HK-Ventile komplett geschlossen und es konnte durch diese komplette Absperrung kein Heizungswasser durch die Heizflächen "gedrückt" werden. Das manifestiert noch mehr ihre Einschätzung, dass in der WP / in der NC-Box ein Ventil oder eine Klappe nicht schließt.

Das Anlagenschema ist 2 (Code 7000).

Die Seriennummer der WP ist 7509210601433106.

Reichen diese Informationen?

Gruß GeorgD

[Flo_Schneider · Accepted solution]

Danke, ich dachte erst, du hättest einen Pufferspeicher als Systemtrennung. Deshalb hatte ich mich gewundert. Aber in dem Fall ist alles korrekt und ich gehe davon aus, dass eine Rückschlagklappe an der Sekundärpumpe hängt. Diese sollte geprüft und bei einem Defekt ausgetauscht werden. 

Viele Grüße
Flo

[GeorgD]

Danke. Ich werde die Reparatur beauftragen und im Nachgang die eigentliche Ursache zurückmelden.

Gruß 

GeorgD

[GeorgD]

Hallo Flo,

aufgrund der Wintersituation und Notfällen, die bei anderen Kunden dazwischenkamen, konnten wir die Reparatur erst im März durchführen lassen. Die Rückschlagklappe sah nach Ausbau zwar optisch in Ordnung aus und auch die Feder war funktionsfähig. Allerdings schien sie sich in bestimmten Schrägstellungen zu verhaken. Wir haben jetzt eine neue Klappe einbauen lassen und seitdem scheint das Problem behoben. Ich schaue mir das noch ein paar Wochen an, aber sowohl der Stromverbrauch und auch die Energiebilanz scheinen wieder auf das Normalniveau zu gehen. Die Rücklaufrohre werden auch nicht mehr heiß.

Spannend ist, dass seit dem Austausch der Rückschlagklappe auch das HK-Manometer im Kompressorbetrieb nicht mehr klappert. Da wir das Klappern aber seit Inbetriebnahme hatten, hatten wir das nicht auf einen Defekt zurückgeführt. Allerdings erscheint es mir logisch, wenn die Klappe nicht ordentlich im Ventilsitz schließt. Mit der neuen Rückschlagklappe ist das Klappern nun auch passé.

Also, vielen Dank für Deine Unterstützung bei der Lösungssuche. Das hätten wir mit dem Heizungsunternehmen so nicht hinbekommen. Dazu ist die Technik mittlerweile zu komplex und die Ursachen zu vielfältig.

Gruß GeorgD

[Flo_Schneider]

Hallo GeorgD,

vielen Dank für das Feedback und es freut mich, dass die Ursache gefunden wurde. 🙂

Viele Grüße
Flo

[Dome_87]

Hallo GeorgD,

könntest du mal erläutern, wo diese Rückschlagklappe verbaut ist? Im Rücklauf des Heizkreises?

Viele Grüße, Dominik