Probleme Hybridsystem Vitocal/ Vitodens

[tifafri]

Guten Abend, 

ich habe seit November ein Hybridsystem aus Vitodens 300-W und Vitocal 200-S D08. Das Schema habe ich grob skizziert.

Die Umsetzung ist so, dass die externe Anforderung des externen Wärmeerzeugers durch ein Relais invertiert wird und über die Em/Ea1 Erweiterung den Brenner sperrt.

Der Vitocell 120-E wird als hydraulische Weiche benutzt. Die Wärmeerzeuger laufen über T-Stücke zusammen und haben in den Vorläufe Rückschlagklappen. Es ist eine Divicon mit Erweiterung verbaut, den Mischer habe ich stillgelegt (da Heizkörper).

Was nicht so recht geht:

* Warmwasserbereitung soll über beide Wärmeerzeuger möglich sein. Die Solltemperaturen beider Wärmeerzeuger lassen sich aber nicht so recht aufeinander abstimmen. SollTemperatur Vitodens 49 °C, Vitocal 52°C, die Vitodens heizt dann bis 51,5 und mit Glück wird durch Nachheizen dann die SollTemperatur der Vitocal erreicht. Die untere Nachheizschwelle muss so sein, dass diese bei der Vitodens geringer als bei der Vitocal ist. Problem ist sonst, dass die Umwälzpumpe der Vitodens läuft und der Brenner gesperrt wird und damit der Speicher gekühlt wird. Lässt sich an der Vitodens mit dem externen Sperren auch die Umwälzpumpe sperren?

* Effizienz: Mir geht es wie vielen, dass ich die Regelung der Vorlauftemperatur der Vitocal nicht so ganz verstehe: Die Hysteresen für den Pufferspeicher sind auf Werkseinstellung. Ich bin gerade noch am Heizkurve austesten und war bei 10°C AT bei 40°C Vorlauf. Bei 13°C hat die Wärmepumpe heute im Sekundärkreis bis zu 50°C gebracht. Die max. Drehzahl der Umwälzpumpe ist auf 50% eingestellt. Könnte das an der Abstimmung der Volumenströme liegen?

* Was ist von der Umsetzung des HB zu halten für die Gastherme ausschließlich den unteren Rücklauf zu verwenden? Es erschwert aus meiner Sicht bei der Warmwasserbereitung einen bivalent parallelen Betrieb. 

* Komplexität: Ich würde die Anlage gerne entschlacken lassen und den Vitocell nur noch für Warmwasser verwenden. Ich möchte gerne auf die separate Heizkreispumpe verzichten und die Anlage rein bivalent-alternativ betreiben. Geht das mit den Geräten? Ich denke dass noch ein serieller 50l Puffer im WP-Rücklauf nötig wäre. Die Anleitung der Vitocal suggeriert zum Beispiel dass ein bivalent-alternativer Betrieb auch ohne Weiche und separatem Mischer möglich ist. 

Danke vorab Tipps und Hinweise. 

Geräte:

Vitocal 7727496003056127

Vitodens 7724827068287202

Viele Grüße Till 

[Flo_Schneider]

Hallo Till,

ich würde mal sagen, dass die Anlage nicht nach einem unserer Schemen installiert wurde. Den externen Wärmeerzeuger kannst du nicht ohne Puffer bzw. Kombipuffer anschließen. Teil mir mal die Schemen-ID mit, nach der die Anlage aufgebaut wurde.

Viele Grüße
Flo

[tifafri]

Hallo Flo,

danke für die Rückmeldung. Es handelt sich eigentlich um Schema 4801938 mit der Ergänzung um die Vitodens 300-W, die über T-Stücke in den Vor- und Rückläufen der Vitocal in Richtung Speicher auch direkt den Kombipuffer beladen kann (siehe Skizze oben). Damit keine Fehlzirkulationen passieren, sind Rückschlagklappen in den Vorläufen installiert.

Im Prinzip funktioniert das auch, bis auf die etwas komplizierte Abstimmung der Warmwassertemperaturen zueinander. Durch Kugelhähne kann ich auch exakt Schema 4801938 betreiben (Vitocal + Pufferspeicher, 1 ungemischter Heizkreis).

Mir erscheint aber der Wärmepumpenbetrieb in der aktuellen Konfiguration nicht sehr effizient zu sein. Mir ist nicht klar warum die Wärmepumpe im Sekundärkreis deutlich höhere Temperaturen erzeugt wie im Anlagenvorlauf benötigt werden? Wenn es sich um ein "Takten" handelt, müssten doch die Betriebspunkte im Diagramm "Verdichterlaufpfad" nahe der Grenzlinie verlaufen? Habe ich das so richtig verstanden?

Noch eine Frage zum Hybridmodus: Für mich kam die Vitocaldens und Vitocal 250 aufgrund der Lautstärke nicht in Betracht. Alle Heizungsbauer haben mir von einer reinen WP-Lösung abgeraten, was ich mittlerweile aufgrund der doch hohen Komplexität der Hybridanlage etwas bereue.

Aber was spricht hydraulisch eigentlich dagegen, den Heizkreis ohne hydraulische Weiche von den beiden Wärmeerzeugern direkt zu versorgen sofern diese bivalent alternativ betrieben werden, d.h. im Heizbetrieb läuft entweder die Wärmepumpe oder die Gastherme. Insbesondere bei 2 stark modulierbaren Wärmeerzeugern.Über Rückschlagklappen lässt sich dann auch eine Fehlzirkulation vermeiden. Die einzige Problematik die ich sehe, ist die Warmwasserbereitung und ggf. die Frostschutzfunktion der Wärmeerzeuger. Alternativ könnte man auch Umschaltventile verbauen. In der Vitocaldens ist ja auch nichts anderes verbaut. In diese Richtung habe ich aber keine offiziellen Schemen gefunden. Das offizielle Hybridschema mit dem Vitocell 120-E sehe ich eher prädestiniert für nicht modulierende Öl/Gaskessel.

Viele Grüße Till

[Flo_Schneider]

So kann es nicht umgesetzt werden, weil dadurch eine Vermischung des Rücklaufs zustande kommt. Normalerweise ist es so, dass die Wärmeenergie aus dem Puffer mit der des externen Wärmeerzeugers über einen Mischer dem Heizkreis zugeführt wird. Dadurch wird dann gewährleistet, dass nicht zu hohe Temperaturen dem Heizkreis zugeführt wird.

Die Regelungslogik ist nicht so aufgebaut wie du es dir in dem Fall denkst. Die Regelung funktioniert so wie oben beschrieben. Über den Mischer des externen Wärmeerzeugers (Anlagenvorlaufsensor ist der ausschlaggebende Punkt) bekommt der Heizkreis die gewünschte Vorlauftemperatur und über den Rücklauf wird der Puffer durch den externen Wärmeerzeuger auf Temperatur gebracht.

Viele Grüße
Flo

[tifafri]

Hallo Flo,

Danke für die Rückmeldung.
Das Problem mit der Vermischung der Rückläufen sehe ich auch, das dürfte aber doch nur im bivalent-parallelen Betrieb stören. Bei mir sind die Heizkennlinien von Vitocal und Vitodens identisch, somit umschiffe ich das Problem aktuell.

Wenn ich z.B. Schema 4804074 anschaue, da wird in den "Hybridmischer" die selbe Wassertemperatur vom externen Wärmeerzeuger zugeführt wie in den Warmwasserbereich des Speichers. Das funktioniert sicher mit Konstantkesseln ganz gut. Wie funktioniert hier eigentlich die Trinkwassererwärmung mittels Wärmepumpe?

Im Manual der Wärmepumpenregelung steht bei Parameter 7B0E bei Wert 2 "bivalent Alternative Betriebsweise ohne Puffer". Dazu habe ich kein passendes Schema gefunden, aber es scheint die Möglichkeit zu geben.

[Flo_Schneider]

Ja, die Möglichkeit ohne Puffer gibt es, allerdings nur bei der Vitocal 250-S. Normalerweise ist es von der Anforderung her so, dass der externe Wärmeerzeuger extern gesperrt wird. Der dort eingestellte ungeregelte Heizkreis wird mit der selben Heizkennlinieneinstellung versehen und Warmwasser ist deaktiviert. Kommt es zu einer Anforderung bei der Heizungsunterstützung, wird lediglich die Sperre aufgehoben und der Vitodens heizt nach der vorgegebenen Kennlinie. Dementsprechend moduliert er auch. Bei der Warmwasserbereitung wird die Sperre aufgehoben und eine externe Anforderung gestartet. Dazu wird auch eine separate Umwälzpumpe angefordert, die die Wärme in den entsprechenden Bereich des Speichers bringt.

Viele Grüße
Flo

[tifafri]

Danke für deine Rückmeldung.
Die verbaute Lösung hat sich der HB ausgedacht und ich denke ich kann ihn nur dazu bewegen das offizielle Schema umzusetzen wenn ich nachweisen kann, dass die verbaute Variante nicht funktioniert.
Seine Intention war ein Aufbau ähnlich wie bei einer Solarthermieanlage bei der sich ja auch alle WE in einer gemeinsamen hydraulischen Weiche treffen.
Was schlecht funktioniert ist die Warmwasserbereitung, hier gefällt mir die Lösung mit der externen Anforderung aus eurem Schema besser. Die Effizienz scheint auch nicht ganz so gut zu sein aber ich wüsste nicht ob die im offiziellen Schema besser wäre.
Ich werde nochmal mit dem Heizungsbauer diesbezüglich sprechen.

Ein anderer Punkt der mir unter den Nägeln brennt: Ich hatte heute wieder höhere VL Temperaturen als notwendig: Heizkreis 1 38°C soll, 40°C ist, 42°C Sekundär Ist. Rücklauf Sekundär 40°C. Problem 1: ich verliere im Puffer 2 K, Problem 2: Der Puffer wird wärmer als notwendig.
Wie schafft man es, dass die Vitocal nur auf HeizkreisSolltemperatur heizt? Wenn ich 38°C Solltemperatur habe dann soll die Vitocal auch auf 38°C im Heizkreis 1 regeln und nicht auf 42°C.

[Flo_Schneider]

Wie hoch ist denn der Puffer-Soll?

Viele Grüße
Flo

[tifafri]

Hallo, 

Puffersoll ist im Pufferbetrieb "normal" Vorlauf + AusschaltHysterese = 38°C + 4 K. Standardeinstellung. Da würde im Beispiel oben drinliegen, die Sekundär-VL Temperatur hat diese Grenze aber auch schonmal gerissen (49°c VL im Heizbetrieb bei 13°c AT und Heizkurve 1.0 Niveau 0 RT soll 22°C).

Der Heizungsbauer sagte mir wenn ich die AusschaltHysterese reduziere taktet er häufiger. Ich bin der Meinung die VL Temperatur einer Wärmepumpe sollte nie höher liegen als nötig. Der Vorteil des parallelen Puffers würde ja gerade daran liegen, dass ich den unteren Pufferbereich auf Soll-VL Temperatur heizen kann bis - wenn die Wärme nicht abgenommen wird- der Rücklauf so warm wie der Vorlauf ist, also der Puffer durcherhitzt ist. Dann dürfte er auch nicht zu viel takten. Oder bin ich da auf dem Holzweg dass hier Parameter 7209=0 Abhilfe schafft?

Problem ist wohl auch, dass die Volumenströme nicht gut passen. Die Thermostatventile machen sich schon vom Geräusch deutlich bemerkbar, und z.B. heize ich aktuell mit 44°C im Sekundärkreis und habe eine VL Temperatur Heizkreis 1 hinter dem Puffer von Soll/Ist von 41°C und eine Puffersolltemperatur laut Anlagenübersicht von 41°C. Das verstehe ich noch nicht ganz wie das geht. Die Fühler scheinen okay da Pufferist = Temp vom Anlegefühler zur Heizkreispumpe. 

Bezüglich Hybridschema: Es gibt mittlerweile Schema 4804074, das keine Speicherladepumpe mehr vorsieht. Die Trinkwassererwärmung scheint hier nur über den externen Wärmeerzeuger zu laufen, es gibt nur einen Mischer im Vorlauf. Das scheint aber - wenn ich es richtig sehe- für meine Gerätekombi die richtige Variante zu sein. Stimmt das so? Oder wäre das die von dir erwähnte Variante mit zwei Mischern und extra Speicherladepumpe?

In allen Schemen wird erwähnt man könne die Ww-Bereitung nur über Gas laufen lassen, ich habe aber noch nicht ganz verstanden wie das gehen soll? Das wäre für mich noch ganz interessant. 

[Flo_Schneider]

OK, dann sieht es bei deiner Anlage aber folgendermaßen aus. Abgeschaltet wird in Verbindung zum Puffer- und nicht zum Vorlauf-Sollwert. Das bedeutet, bei der Einstellung Puffer "normal" wird abgeschaltet, wenn der Puffer-Sollwert am Puffersensor und am Sekundärrücklaufsensor erreicht wurde. Ist eine Pufferausschalthysterese eingestellt, so kommt diese natürlich noch oben drauf. Eingeschaltet wird normal, bei unterschreiten des Puffertemperatursollwertes um die eingestellte Einschalthysterese (5K ALZ). Nehmen wir dein Beispiel mit 41°C Heizkreis-Vorlauf-Solltemperatur.

Puffer-Soll = höchste Vorlauf-Soll-Temperatur der angeschlossenen Heizkreise (41°C)

Wärmepumpe Ein = Puffer-Ist-Temperatur 41°C + Pufferausschalthysterese (ALZ 0K)

Bei der Betriebsart Puffer oben, fällt die Berücksichtigung der Sekundärrücklauftemperatur weg.

Zu dem von dir genannten Schema, auch hier ist der Mischer für den externen Wärmeerzeuger zu sehen. Weiter Unterschied ist, wie bereits von dir genannt, dass nur der Vitodens Warmwasser macht.

Viele Grüße
Flo