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Vitotrans 353 & Vitocell 120-E: Unerwünschte, ineffiziente Vermischung/Strömung in Pufferspeicher

Hallo,

nachdem bei meiner Vitocal 250-A (251.A13) mit 600 Liter Pufferspeicher Vitocell 120-E und Frischwassermodul Vitotrans 353 der Rücklaufmischer (er stand immer auf WW-Bereitung) und das Zirkulations-Rückschlagventil ersetzt/repariert wurden, macht die Anlage nun das was sie soll  - nur halt scheinbar ineffizient.

 

Konkret:

Wenn (quasi wie im Sommerbetrieb) nur Warmwasser (die "Trinkwasserzone) erwärmt wird, misst der Temperatursensor der "Heizkreiszone" ca. 34-38 Grad.

 

Vermutlich als Folge der bereits ausreichend erwärmten "Heizkreiszone" springt die Außeneinheit daher nie zum "heizen" (d.h. Erwärmung der "Heizkreiszone") an, solange wie die HK-Soll-Temperatur unter ca. 31 Grad bleibt. (Erst wenn es draußen kälter wird und die Soll-HK-Vorlauftemperatur auf ca. 32-34 Grad steigt, schaltet die Anlage um und erwärmt die Heizkreiszone direkt).

 

Wenn aber der HK-Vorlauf bei ca. 30 Grad ist und die Heizkörper auch entsprechend erwärmt werden und tatsächlich Wärme abgeben, also aus der Heizkreiszone Wärmeenergie entnommen wird, muss diese Wärmeenergie zwangsläufig aus dem oberen Pufferspeicherbereich (der "Trinkwasserzone) kommen.


Die Außeneinheit lädt also mit bis zu 50 bis 55 Grad die Trinkwasserzone auf 50 Grad (WW-Soll-Temperatur) auf und dieses Wasser wird dann durch Vermischung auf 30 Grad abgekühlt wiederum dafür genutzt um die Heizkörper mit Wärmeenergie zu versorgen.

 

Wenn die Außeneinheit aber 55 Grad heißes Wasser erzeugt, ist das ja prinzipbedingt ineffizienter, als wenn sie nur 30 Grad warmes Wasser erzeugen müsste.

 

Dass die Trinkwasserzone sich recht schnell abkühlt und der WW-Pufferspeicher alle 2-4 Stunden wieder aufgeheizt werden muss, passt dazu dann auch ins Bild.

 

Besonders schnell kühlt sich der WW-Pufferspeicherbereich ab, wenn die Trinkwasser-Zirkulationspumpe tagsüber auf "getaktet" steht.

 

Daraufhin habe ich mir mal den Aufbau von 120-E und 353 angeschaut. Wie auf dem Bild ersichtlich, entnimmt die Frischwassserstation das warme Wasser aus der oberen Trinkwasserzone, entzieht die Wärme, und leitet das kühlere Wasser dann in die untere Heizkreiszone. Es findet dadurch innerhalb des Pufferspeichers eine Wasserzirkulation und Strömung statt, die vermutlich die Temperatur-Schichtung zerstört. Und der kühlere Rücklauf aus der Frischwasserstation scheint auch immer noch ausreichend warm zu sein, um die Heizkreiszone auf ca. 35-38 Grad zu erwärmen.

 

Puffer 2024-10-09.png

Dass die Frischwasserstation und besonders die getaktete Zirkulation im Pufferspeicher die Temperaturen/Schichtung stört, sieht man besonders deutlich am Vergleich bei beiden folgenden Diagramme. Bei beiden ist der Ablauf einer Trinkwassererwärmung durch die Außeneinheit zu sehen. Im ersten Diagramm ist keine Trinkwasserzirkulation aktiv, die Temperaturkurven steigen stetig. Im zweiten Diagramm läuft die Trinkwasser-Zirkulationspumpe getaktet (5 Minuten an, 15 Minuten aus). Man sieht überdeutlich, wie die Wellen der Temperaturkurven (sogar bis hin zur HK-Vorlauf Temperatur) sich synchron zum Takt der Zirkulationspumpe bewegen. Ja, sogar die elektrische Leistungsaufnahme der Anlage verändert sich in Wellen mit einer Amplitude von ca. 500 Watt.

 

WW-Bereitung ohne Zirkulation 2024-10-10.png

 

WW-Bereitung mit getakteter Zirkulation 2024-10-10.png

Da ich das erst nicht glauben konnte, hatte ich falsch angeschlossene Rohre vermutet. Aber ich habe es selber geprüft. Alle Rohrleitungen sind genau dort angeschlossen, wo sie laut dem folgenden Plan sein sollten.

 

Hydraulik Plan 2024-09-28.png

Habe ich oben einen Gedankenfehler gemacht oder die technischen Grundlagen falsch verstanden? Aus welchen Gründen, für welche Vorteile, hat man die Vitotrans 353 so mit dem Pufferspeicher Vitocell 120-E verbunden, oder sollte man das eher als Fehlkonstruktion betrachten?

 

Wäre es nicht effizienter und besser, wenn die Trinkwasserzone und die Heizkreiszone komplett voneinander getrennt wären? Oder spielt diese Ineffizienz überhaupt keine Rolle, weil sie sich nur unmerklich auf den Mehrverbrauch von elektr. Energie auswirkt?

 

Und: An welchen Rädchen und Stellschrauben könnte ich denn bei mir überhaupt noch drehen, um es effizienter zu machen?

 

Danke.

 

5 ANTWORTEN 5

Hallo DaleK, 

 

ich empfehle dir, die Schaltzeiten der Warmwasserbereitung so einzustellen, dass die Warmwasserbereitung dann vorgenommen wird, wenn es auch tatsächlich benötigt wird. Dadurch kannst du verhindern, dass auch durch die Temperaturabsenkung durch den Heizbetrieb, dauerhaft Warmwasser bereitet wird. 

 

Viele Grüße
Flo

Hallo Flo,

 

danke, das werde ich machen bzw. darüber nachdenken, weil nicht ganz problemlos.  Denn da hier mehrere Leute im Homeoffice sind, und den Tag über auch warmes Wasser haben wollen (sonst bekomme ich Ärger) darf die WW-Pufferzone tagsüber nicht zu stark auskühlen.

 

Immerhin habe ich die WW-Zirkulation jetzt auf Takten (nur noch morgens und abends) gestellt und den Rest des Tage auf "Anforderung". Mal schauen, ob/wie sich die Vermischung dadurch verbessert/verringert.

 

Noch eine Frage: Meine Vitotrans 353 (PZMA, Modell PBM, Software 1.10, Hardware 1.00) hat im Menü die Einstellung "Rücklaufeinschichtung", die aktuell auf "Aus" steht.

 

Würde sich die Vermischung im Pufferspeicher verbessern (also verringern), wenn ich da statt "Aus" entweder "Differenz" oder "Thermostat" auswähle? Und falls ja, wie kann ich erkennen, ob die dafür notwendigen Temperatursensoren bei meiner Anlage überhaupt vorhanden/eingebaut sind?

 

Und noch eine Frage: Kann man den Volumenstrom (den die 353 oben aus dem Puffer rauspumpt und unten in den Puffer reinpumpt) irgendwie verringern? Eventuell dadurch, dass man die Pumpenleistung verringert oder dadurch, dass man die Temperaturdifferenz zwischen der Puffertemperatur (aktuell 50 Grad Soll) und der Vitotrans-Soll-Temperatur (aktuell 45 Grad) erhöht? Oder würde das nichts bringen bezüglich Vermischung/Energieeffizienz?

 

Danke.

 

Hallo,

 

du hast nur einen Heizkreis, oder?

 

Beauftrage doch mal jemanden. der sich mit WP auskennt, zu prüfen, ob man deine Anlage ohne Heizungspuffer betreiben kann.

Wenn ja müssen 2 Rohre neu verlegt werden und du benutzt dann den 120-E nur  noch für WW.

Wenn das nicht geht, würde ich dir zu einen 2.Pufferspeicher  raten, der dann nur für die Heizung verwendet wird.

 

 

 

VG 

 

Hi Dale(K), zur Vitotrans:
1. Rücklaufeinschichtung ist Zubehör; müsstest du nachsehen, ob du das hast.
Je nach eingestellter Rücklauftemp. wird das zum Zweck der Brauchwassererwärmung abgekühlte Wasser in die MItte des Puffers (wärmeres Wasser) oder nach unten geleitet. Es gibt nur je eine Zuleitung mittig und unten, also entweder oder. Je nach verbauten Sensoren kannst du Thermostat oder Differenz probieren; schlimmstenfalls gibt es eine Fehlermeldung. Sinn des Ganzen ist weniger Durchmischung, daher muss man mit der Temperatur- und Hysterese-Einstellung etwas spielen und hoffen, dass es etwas bringt (man steckt ja nicht drin).

Richtig lohnt sich das wahrscheinlich nur für Zirkulation (hast du ja): Beim normalen Zapfen wird das rücklaufende Pufferwasser immer so kalt sein, dass es auch immer nach unten geleitet werden muss. Wenn aber im Zirku-Betrieb die Zirkulationsleitung komplett erwärmt ist, wird kaum noch zusätzliche Energie benötigt -> das Rücklaufwasser hat eine deutlich höhere Temperatur und sollte mittig eingeschichtet werden.

 

2. Der Volumenstrom der Vitotrans wird automatisch gewählt je nach Start-, Ziel- und Puffertemperatur.

Wenn du aus 10°C kaltem Frischwasser 40°C warmes Brauchwasser machen möchtest, musst du bei 45°C warmem Pufferwasser ungleich mehr durch den Wärmetauscher jagen als bei 55°C. Das kannst du einmal direkt an der Vitotrans kontrollieren (Pumpenleistung in % bzw. l/m) und über deine Auswertungen, dass bei höherer Puffertemperatur nach dem Duschen die Kurve nur leicht und dann immer schneller nach unten geht.

Hier hat eine höhere Puffertemperatur also 2 Vorteile: weniger Durchmischung des rücklaufenden Pufferwassers und deutlich mehr gespeicherte Energie für den Wärmetauscher der Vitotrans, wenn die Faktoren Ausgangs- und Zieltemperatur des Brauchwassers gleich bleiben.


@DaleK  schrieb: Konkret:Wenn (quasi wie im Sommerbetrieb) nur Warmwasser (die "Trinkwasserzone) erwärmt wird, misst der Temperatursensor der "Heizkreiszone" ca. 34-38 Grad.

Hallo @DaleK,

 

ich habe auch Vitocal 250-A (aber 251.A10), Vitocell 120-E und Vitotrans 353. Bei mir trat dieses Problem auch zunächst auf. Ursache war ein zu hoch am Vitocell plazierter Heizwassersensor der Vitocal (im Schema W04). Nachdem der HB den (nach Aufklappen der Dämmschalen, das geht auch noch verrohrt noch teilweise) in die für den Heizwasservorrat von 250l vorgesehene tiefere Klemmaufnahme des Vitocell gesteckt hat, funktioniert bei mir alles.

 

Du kannst dir unter https://community.viessmann.de/t5/Waermepumpe-Hybridsysteme/Feedback-an-Viessmann-Management-Thema-f... einen Test der Warmwasserentnahme  anschauen, den ich gemacht habe, nachdem ich in der Lage war, die Sensordaten der Vitotrans über den V-Bus auszulesen. Die Schichtung im oberen 350l WW-Bereich des Vitocell scheint nach diesem Test sehr gut zu funktionieren!

 

LG, Sebastian