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Wärmepumpe - Abtauvorgänge - gibt es da Optimierungspotential

  • Moin,

viele werden in diesen Tagen wieder regelmässig ihre Wärmepumpe dabei beobachten wie sie Rauchsignale abgibt - ist das eine neue Kommunikationsform mit dem Hersteller?

Spass beiseite - hier mal ein Bild von meiner Anlage  - dabei werden über Open3E zwei Datenpüunkte regelmässig ausgelesen (2488 CurrentElectricalPowerConsumptionSystem und 2496 CurrentThermalCapacitySystem). Das ergibt ein schönes Mäusekino für den Betreiber ohne dass man an die Anlage gehen muss.

JrgWende_0-1705073881137.png

 

 Wichtiger ist aber: kann man an diesem Verhalten etwas optimieren - ich vermute mal, dass die Ingenieure unseres Lieblingsherstellers von der Technik allerhand verstehen und dies schon gemacht haben.

Aus den Kurven lese ich als Laie einen Anstieg der notwendigen Energie zur Erreichung einer bestimmten Wärmemenge heraus  - und ab einem bestimmten Zeitpunkt entscheidet die Logik, ob es Zeit ist, den Abtauvorgang einzuleiten.

Ideen, Kommentare, Meinungen ??

 

Ergänzende Threads:

https://www.viessmann-community.com/t5/Waermepumpe-Hybridsysteme/Vitocal-252-A-Infos-zum-Abtauvorgan...
https://www.viessmann-community.com/t5/Waermepumpe-Hybridsysteme/Gut-zu-wissen-die-Abtauung-von-Vito...

LG Jörg
Haus Baujahr 1995, Heizkörper, VC 250-A AWO-E-AC 251.16
Defekt seit Februar 2022 - Reparatur geplant Oktober 2023
56 ANTWORTEN 56

Hab mich von deinen PWM Erklärungen irritieren lassen, na dann werde ich jetzt min auf 0 stellen und bin gespannt was passiert.

Leider geht das nicht, denn unterstes Limit der HK 2 Pumpe ist 20, tiefer geht es nicht. 😞

Entschuldige das durcheinander;)

 

Dann ist dass sicherlich das Problem...die Pumpe kann gar nicht ausgehen (außer es gibt noch ein "HAND AUS"), sondern nur mit 10% ihrer maximalen Leistung als Minimum agieren. Und die App wird sagen Minimum = aus

Mit ein wenig Glück, läuft die Grundfos UPM3 bei 20 % auch mit geringerer Leistung, als die Alpha1L. Ich finde das Handbuch der Pumpe nicht und bin daher von den Werten einer Grundfos Alpha 1L ausgegangen

müsste deine sein:

(https://product-selection.grundfos.com/at/products/up-oem/upm3-oem?tab=documentation)

daher die Werte für die minimale PWM:

(https://api.grundfos.com/literature/Grundfosliterature-5989724.pdf)

Kein Problem, manchmal redet man aneinander vorbei. 

 

Wenn ich mir hier die Situation mit der Installation der Wärmepumpe, der Wärmepumpe selbst, dem nicht vorhandenen Support und dem Umgang mit uns Kunden anschaue, dann ist das ein großes Desaster und wir sollten fest an der Notbremse ziehen. Genug ist genug. 

Hast du evtl. noch nen Parameter HK2-Pumpe? (1103.0/1 https://static.viessmann.com/resources/product_media/6200041VSA00004_1.PDF)

ich sollte langsam zur Ruhe gehen; du schriebst ja HK2;)

evtl. Geht der Wert nicht tiefer, als ein Begleitwert. Ist sonst noch ein Pumpenwert auf 20 und lässt sich (probehalber) auf „0“ setzen, womit sich dann der 2HK weiter reduzieren lässt (irgendwelche internen Abhängigkeiten, die sagen: dies kann nicht „0“ sein, da etwas anderes auch nicht „0“ ist)

Leider hab ich keinen Erfolg gehabt, kann man nicht tiefer als 20 verstellen.

Hallo Ralf und an alle die Probleme haben mit der Enteisung

Deine Ausführungen kann ich 1:1 nachvollziehen

Ich betreibe eine 200-S mit E3 Regelung SW 2323

HK1 Heizkörper
HK2 FBH
200l Puffer

 

Bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt arbeitet die WP zufriedenstellend.

So wie heute bei +1°C und 65% Luftfeuchtigkeit.

Die eingestellte Puffertemperatur wird zügig erreicht

Aber ab -1°C / 85% ist die WP im Stundentakt am Enteisen. (siehe Diagramm)

Enteisen muss sein -> ist ja Physik.

Was aber nicht akzeptabel ist, dass durch das Enteisen so viel Wärme aus dem Puffer gezogen wird, so dass es Stunden dauert bis die vorgegebene Puffertemperatur (40°C) erreicht wird. Im Haus wird es erst abends richtig warm und der Stromverbrauch ist entsprechend hoch.2024-01-21 09_16_02-Greenshot.jpg

 

In wie fern hier Viessmann etwas Optimieren kann/will kann nur Viessmann sagen.
Software 2323 wurde gerade ausgerollt (gebracht hat es bei mir -> nichts)

Ob Viessmann bei den Geräten die Probleme bei Enteisen haben, einfach Parameter online ändern kann- keine Ahnung (dafür müsste auch Viessmann ja genau wissen welche WP betroffen sind).

Sobald der Frühling kommt, werden die Beschwerden der Benutzer von alleine verschwinden und kommen erst zur nächsten Frostperiode wieder.

Keine Ahnung, wie wir Viessmann überzeugen können das Thema „Enteisen“ gezielt zu untersuchen und eine Lösung umzusetzen.

So wie jetzt die WP läuft bin ich äußert unzufrieden

LG Ronni
200S-E10 mit 200l Puffer 03/2023 SW2323 seit 01/2024

Hallo @Flo_Schneider 

 

Als Besitzer einen 222-S E08 der neuen Generation  sehen ich und auch viele andere Optimierungspotential bei den Onebase Geräten. Aufgrund der Witterungsverhältnisse können wir recht gut die Abtauvorgänge beurteilen und euch Anwenderinfos liefern, um hier zu optimieren.

Aus meiner Sicht könnte die WP erst später in den Abtauvorgang starten, da die Vereisung nicht so stark ist, dass keine Energie von der Luft abgenommen werden könnte. Ausserdem ist die Zeitdauer von Beginn Enteisung bis die korrekte Vorlauftemperatur erreicht wird viel zu lang. Bei diesem typischen Abtauvorgang (um die 0°C / ca. 85%-90% Luftfeuchtigkeit) geht es 20 Minuten bis die Vorlauftemperatur wieder erreicht wird. Da hier alle Stunde eine Abtauung stattfinden muss, gehen ca. 30% Heizzeit verloren. Nur durch manuelles nachregeln kann in solchen Situationen die Temperatur gehalten werden. Auch wenn Puffer verwendet werden, ist das Regelverhalten nicht energieeffizient. Siehe Beitrag oben von Ronnie.

PV_13_0-1705829805286.png

Die Daten solltet ihr ja alle in der Cloud haben und hier wird jeder gerne bereit sein seine Seriennummer bekannt zu geben, um die Daten rauszufischen und weitere Infos zu liefern.

 

Wie Ronnie schon schreibt: Jetzt wird es wieder wärmer und das Problem ist vom Tisch. Aber der nächste Winter kommt bestimmt! Ich nehme an, dass eines eurer Hauptziele zufriedene Kunden sind, die auch die nächste Wärmepumpe wieder bei Viessmann kaufen.

 

Danke für deine Unterstützung 

Gruss

ralf

 

 

 

Ich finde es interessant, dass bei @RonniO tatsächlich der Heizungspuffer genutzt wird, wohingegen bei anderen nur der interne Puffer genutzt wird. Welche Einstellungen sind denn dafür verantwortlich?

Die Zeitdauer für das Wiedererreichen der SOLL_VL ist wahrscheinlich einer Leistungsbegrenzung zuzurechnen. Es hat den Anschein, dass die maximale Spreizung des Heizungsvor und -rücklaufs auf 3,X K beschränkt ist und damit auch die maximale Leistung der WP. Diese liegt damit auch unter den Angaben des Datenblatts.

 

Edit:

Dass das Problem bisher nicht wirklich aufgefallen ist liegt vmtl. daran, dass auch WP noch viel zu groß dimensioniert werden und Heizlast bei den betroffenen Gebäuden in den kritischen Temperaturbereichen (ca. 0°C) recht niedrig ist. Solange diese bspw. 1,5 kW unter der maximal realisierten Leistungsabgabe der ODU liegt, ist es damit nicht zu bemerken sondern nur mittels Monitoring erfassbar. Und wer hat das schon;)?

 

Edit 2:

Dazu hätte ich mal nen neuen Thread aufgemacht 😉

Zitat 1:

Du siehst VL/RL und die Temperatur des Heizungspuffers. Ich hätte dann noch die CompressorSpeedPercent, den Strom und die Aussentemperatur anzubieten (erst mal ausgeblendet ....)

JWolke_5-1705953231241.png

 

Hier mal 24h - die grünen Bereiche sind imho Warmwasserbereitung

JWolke_6-1705953231215.png

 

Zitat 2:

 

Fangen wir mit dem Einfachsten an: 16:00 schalte ich an den meisten Tagen von Comfort auf Normal - d.h. die Zieltemperatur wird von 22 auf 20 reduziert. 

Zweitens: ich habe das erste mal mit ioBroker / Echarts die Diagramme mit mehreren Werten erzeugt - per default legt der eine eigene y Skala für jeden Wert an - d.h. die Diagramme sind im Detail nicht zu gebrauchen.

VL und RL für den Zeitraum. VL ist immer höher (blau)  

JWolke_0-1705953207392.png

 

Hier mal ein Abtauvorgang im Detail - Vermutung: es findet in der Zeit keine Zirkulation statt - aber eine Erwärmung des Kreislaufes. Der ganze Vorgang dauerte 8 Minuten

JWolke_1-1705953207344.png

 

und nun mal mit CompressorSpeedPercent

 

JWolke_2-1705953207353.png

 

 

und hier mit Stromaufnahme

JWolke_3-1705953207397.png

 

und hier mit Heatbuffer (Heizungspuffer)

JWolke_4-1705953207323.png

 

 

Hilft das mehr?

 

 

LG Jörg
Haus Baujahr 1995, Heizkörper, VC 250-A AWO-E-AC 251.16

Hallo @JörgWende

Wenn es sich tatsächlich mit der Nutzung des Puffers zur Abtauung so verhält, wie es sich hier darstellt, würde ich dir empfehlen, bis zur hydraulischen Nachbesserung auf den internen Puffer umzustellen. Aber alles der Reihe nach:

 

Warmwassertemperaturen und Zeitprogramm:

a)

Versuch mal (wenn es die Pufferkapazität nach Umstellung!) hergibt, das WW-Zeitprogramm auf den Zeitraum 11-16 Uhr zu legen. Normalerweise (wenn nicht gerade eine Kaltfront durchzieht) ist es nachmittags deutlich wärmer als in frühen Morgenstunden, was dir einen besseren COP bescheren würde.

b)

Wenn es eure Hygiene- und/oder Komfortanforderungen hergeben: Warmwassertemperaturen senken. Ab 55°C stoppt selbst das Legionellenwachstum. Und solange (alles auf Speicherwasser, also bspw. 150 L Warnwassertank bezogen) ihr den Behälter am Tag gut ausnutzt, wären auch 52°C oder 53 °C vollkommen ausreichend. Bei einer FriWa geht da dann noch weniger, aber manchmal beschränken auch die sonstigen hydraulischen Bedingungen eine weitere Temperaturreduktion.

 

EDIT: hat sich geklärt: Skalierungs-/Darstellungsproblem

 

Abtauung mit Puffer:

Das ist absolut gruselig! Erst bin ich davon ausgegangen, dass die Pumpe tatsächlich den gesamten Speicher um 5K abkühlt, was bei euren 200L (?) mal eben 1,2 kWh entspräche. Dazu kommt ja noch die Verdichterleistungsaufnahme von ca. 5 kW für die 5 min., also nochmal 0,4 kWh.

Und bei uns (internen Abtauern) braucht der gesamte Vorgang ca. 0,5 kWh Strom. Demnach kann da meine Vermutung nicht stimmen.

 

ABER:

Viessmann hat sich mal etwas Geld gespart und eben kein „richtiges“ 4/3-Wegeventil eingebaut. Diese können nämlich die Strömungsrichtung umkehren! (z.B. das hier: https://walter-voss.de/4-3-und-4-2-wegeventile-vorgesteuert/)

Das Ventil in der Inneneinheit wird jedoch nur den Volumenstrom umlenken können (https://esbe.eu/storage/D9B5E538C73C3AE953908E4E214C85DF18E4A51A5FAB8B5854CBD6EBD9450F37/92c111a8bcc... oder https://esbe.eu/storage/1C60AF96DD0E6ABA52A9312280E611F9EABDC36F5ADE1F872F4ECAF3F22B1A71/b508e091a5c...)

 

D.h. bei dir geschieht folgendes:
Der Abtauvorgang wird angefordert und das Ventil schaltet auf deinen externe Puffer um. Aber anstatt, dass es den heißen Teil nutzt, kann die Pumpe nur die klassische/normale Strömungsrichtung nutzen und nimmt daher aus dem unteren Teil. Daher ist dein Vorlauf auch nur noch knapp oberhalb der Puffertemperatur am Sensor, statt wie zuvor ca. 4K drüber

 

Und nun kommt das absolut beschämende: diese 36°C werden nun in der Außeneinheit abgekühlt (auf ca. 30 °C ?) und dann wieder in den Trinkwarmwasserspeicher reingeschoben…oben! Damit zerreißt es dir bei jedem Abtauvorgang die Schichtung und kühlt den gesamten Speicher aufgrund der vollständigen Durchströmung und Durchmischung mit sagen wir mal 1.800 L/h gemütlich auf 33°C ab. Der ganze Puffer ist dann schön lauwarm und muss anschließend wieder mühselig auf > 40°C hochgeheizt werden. Und je kälter das Wasser von der ODU wieder hereinkommt (im normalen Betrieb ist es ja wärmer), desto stärker zerreißt es dir alles.

 

(IST = blau, SOLL = rosa)

User_JoergWEnde_Abtauoptimierung_Hydraulik.png

 

Sollte dies tatsächlich nach einem Schema von Viessmann gebaut worden sein, so frage ich mich ernsthaft, ob die alle Ingenieure und Heizungstechniker rausgeschmissen haben, das dennoch Notwendige lizensiert zukaufen und den Rest machen Controller und co.?

 

 

Lösung:

Wenn es sich für euch rausstellt, dass die Abtauung mit externem Puffer aus welchen Gründen auch immer als vorteilhaft erwiesen hat, dann unter den folgenden Rahmenbedingungen belassen: Temp. runter, Zeitprogramm ändern und der HB soll mal ein Thermoumschaltventil nachrüsten. (z.B. https://esbe.eu/de/produkte/thermostatische-produkte/vtd500)

 

Das kommt dann in den Zulauf zum Puffer und entscheidet nun anhand der Wassertemperatur: nach oben (SOLL-Temp ist am Ventil einstellbar) oder nach unten? Unten wäre der Anschluss für die Zirkulationsleitung. Noch besser wäre es mit zwei Motorsteuerventilen zu agieren, welche im Abtaufall Zirkulationsleitung und „kalte“ Leitung am Puffer tauschen – ist aber deutlich aufwändiger = teurer.

Damit käme beim Abtauvorgang das abgekühlte Wasser nicht mehr oben rein, sondern in der Mitte und du musst deutlich seltener nachheizen. Wenn dennoch eine zu starke Durchmischung stattfindet kommt nach dem Umschaltventil (Zwischen Ventil und Zirkulationsanschluss am Puffer) noch ein Absperrventil, welches soweit geöffnet ist, dass die ungeregelte Pumpe von der IDU während des Abtauvorgangs zwischen 1.350 L/h und 1.700 L/h liefert. 

 

1.350 weil, dann noch Luft nach unten ist (bis zur 1.000 L/h Minimumgrenze), auch wenn das Sieb in der ODU mal verstopft (verschafft einfach ein wenig Zeit – sonst müsstest du einfach zu häufig kontrollieren)

 

Und 1.700 L/h einfach, weil ab 1.600 L/h annähernd die maximale Effizienz des äußeren Wärmeübertragers erreicht ist und noch mehr dort nichts bringen würde, dafür der Puffer stärker durchmischt werden würde.

Nachtrag:

Ich frag mich auch, weshalb er den Heizstab zu schaltet? Weil 6 kW kann die Außeneinheit gar nicht ziehen, zumal der Kompressor ja nur auf 80% läuft. Anscheinend wird der nur der interne Puffer aus dem Externem geladen und dann unter Zuhilfenahme des Heizstab der Kreislauf klein gemacht?

Zumindest ist die Beschriebung des Abtauvorgangs in der Serviceanleitung nicht vollständig - oder die Anlage mixt sich wild irgendwelche Betriebszustände zusammen, je nachdem welches Programmierteam die wie, wo und wann Grenzwerte gesetzt hat, ohne sich ausreichend mal mit einander abzustimmen.

Es geht wieder los, mit dem Abtauvorgang und eisfreiem Verdampfer und einer Außentemperatur von 4,8 Grad. Gemessen mit externem Thermometer. 

da geh ich mit; gerade erst vor 3h den ersten gehabt; demnach in 3 Stunden den nächsten;

Zwecks ein wenig was für "Druckerhöhung": Ist recht interessant (wenn auch nicht unbedingt für den Eigenheimbesitzer; Aber besser haben als brauchen;))

 

GEG 2023

§ 60a Prüfung und Optimierung von Wärmepumpen

(1) Wärmepumpen, die als Heizungsanlage zum Zweck der Inbetriebnahme in einem Gebäude mit mindestens sechs Wohnungen oder sonstigen selbständigen Nutzungseinheiten oder zur Einspeisung in ein Gebäudenetz, an das mindestens sechs Wohnungen oder sonstige selbständige Nutzungseinheiten angeschlossen sind, nach Ablauf des 31. Dezember 2023 eingebaut oder aufgestellt werden, müssen nach einer vollständigen Heizperiode, spätestens jedoch zwei Jahre nach Inbetriebnahme, einer Betriebsprüfung unterzogen werden. Satz 1 ist nicht für Warmwasser-Wärmepumpen oder Luft-Luft-Wärmepumpen anzuwenden. Die Betriebsprüfung nach Satz 1 muss für Wärmepumpen, die nicht einer Fernkontrolle unterliegen, spätestens alle fünf Jahre wiederholt werden.
(2) Die Betriebsprüfung nach Absatz 1 umfasst 1.
die Überprüfung, ob ein hydraulischer Abgleich durchgeführt wurde,
2.
die Überprüfung der Regelparameter der Anlage einschließlich der Einstellung a)
der Heizkurve,
b)
der Abschalt- oder Absenkzeiten,
c)
der Heizgrenztemperatur,
d)
der Einstellparameter der Warmwasserbereitung,
e)
der Pumpeneinstellungen sowie
f)
der Einstellungen von Bivalenzpunkt und Betriebsweise im Fall einer Wärmepumpen-Hybridheizung,
3.
die Überprüfung der Vor- und Rücklauftemperaturen und der Funktionstüchtigkeit des Ausdehnungsgefäßes,
4.
die messtechnische Auswertung der Jahresarbeitszahl und bei größeren Abweichungen von der erwarteten Jahresarbeitszahl Empfehlungen zur Verbesserung der Effizienz durch Maßnahmen an der Heizungsanlage, der Heizverteilung, dem Verhalten oder der Gebäudehülle,
5.
die Prüfung des Füllstandes des Kältemittelkreislaufs,
6.
die Überprüfung der hydraulischen Komponenten,
7.
die Überprüfung der elektrischen Anschlüsse,
8.
die Kontrolle des Zustands der Außeneinheit, sofern vorhanden, und
9.
die Sichtprüfung der Dämmung der Rohrleitungen des Wasserheizungssystems.
(3) Die Betriebsprüfung nach Absatz 1 in Verbindung mit Absatz 2 ist von einer fachkundigen Person durchzuführen, die eine erfolgreiche Schulung im Bereich der Überprüfung von Wärmepumpen, die die Inhalte von Absatz 2 abdeckt, durchlaufen hat.
(4) Fachkundig sind insbesondere 1.
Schornsteinfeger nach Anlage A Nummer 12 zu der Handwerksordnung,
2.
Installateure und Heizungsbauer nach Anlage A Nummer 24 zu der Handwerksordnung,
3.
Kälteanlagenbauer nach Anlage A Nummer 18 zu der Handwerksordnung,
4.
Ofen- und Luftheizungsbauer nach Anlage A Nummer 2 zu der Handwerksordnung,
5.
Elektrotechniker nach Anlage A Nummer 25 zu der Handwerksordnung oder
6.
Energieberater, die auf der Energieeffizienz-Expertenliste für Förderprogramme des Bundes stehen.
(5) Das Ergebnis der Prüfung und der etwaige Optimierungsbedarf hinsichtlich der Anforderungen nach Absatz 1 ist schriftlich festzuhalten und dem Verantwortlichen zum Nachweis zu übersenden. Die erforderlichen Optimierungsmaßnahmen sind innerhalb von einem Jahr nach der Betriebsprüfung durchzuführen. Das Ergebnis der Prüfung nach Satz 1 und ein Nachweis über die durchgeführten Arbeiten nach Satz 2 sind auf Verlangen dem Mieter unverzüglich vorzulegen. Satz 3 ist auf Pachtverhältnisse und auf sonstige Formen der entgeltlichen Nutzungsüberlassung von Gebäuden oder Wohnungen entsprechend anzuwenden.

Danke für deine ausführliche Betrachtung. 
1) WW liegt jetzt wieder auf 12-14:00. Ich hatte es in die Nacht gelegt, damit es früh genügend warmes Wasser gibt und weil der Aufheizvorgang am Tag zu lange dauert (und in der Zwischenzeit die Heizung nicht läuft).

Ich habe jetzt (endlich) die Armatur in der Dusche getauscht - nun reichen 40° WW auch zum Duschen 🤷‍♂️🤓

 

2) ich werde das erst mal weiter beobachten - die Frage ist, wieviel Aufwand stecke ich technisch rein und was bekomme ich raus (Energieersparnis). Da gehe ich wohl eher die alten 22er Heizkörper an - da bekomme ich die VL Temperatur hoffentlich durchgehend auf unter 40°.  Lüfter habe ich probiert - ist so lala. 
Liebe Grüße! 🖖 

LG Jörg
Haus Baujahr 1995, Heizkörper, VC 250-A AWO-E-AC 251.16
Defekt seit Februar 2022 - Reparatur geplant Oktober 2023

Das mit dem Heizstab ist mir noch gar nicht aufgefallen - war mir allerdings nur an ausgewählten Tagen (Legionellenerwärmung) so bewusst. 
🧐🤔 auf der Beobachtungsliste.

LG Jörg
Haus Baujahr 1995, Heizkörper, VC 250-A AWO-E-AC 251.16
Defekt seit Februar 2022 - Reparatur geplant Oktober 2023

Es geht wieder los mit den Abtauorgien. Der ABTAUVORGANG, vom Aufheizen bis der Verdampfer enteist ist, dauert nun noch länger. 

Die Softwareprogrammierung hierfür ist eine Katastrophe.

Bei Wettbewerbern dauert der eigentliche Abtauvorgang 2-4 Minuten und hier mindestens 14-21 Minuten.zzgl. der Zeit bis Vorlauf und Rücklauftemperatur wieder einigermaßen erreicht sind. 

@JörgWende 

Zwecks der VL-Temp.: thermischen Abgleich schon gemacht?
Bin mit unserem noch nicht ganz zufrieden/fertig. Dafür konnte die VL Temp. jetzt schon von 47 C auf 37 C bei -9C Außen reduziert werden (Ebenfalls Typ 22)

Meinst du hydraulischen Abgleich? Den hat der HB eigentlich gemacht.

37° wären ein Träumchen - halte ich bei uns aber für unrealistisch.

LG Jörg
Haus Baujahr 1995, Heizkörper, VC 250-A AWO-E-AC 251.16
Defekt seit Februar 2022 - Reparatur geplant Oktober 2023

Der ist die Basis; Der thermische braucht dann doch etwas länger und läuft eher über trial&error und Infrarot-Thermometer;)!

Da es aber „etwas“ umfangreicher in der Durchführung ist, werde ich erst morgen dazu kommen, den Vorgang zu beschreiben…ansonsten Google;)

kurz zum Ziel: Rücklauftemperaturen anhand der gewünschten Raumtemperatur ermitteln und dann die Durchflüsse so einstellen, das jeder HK ausreichend Wasser für die nötige Heizleistung bekommt;)

So: das wird lang;)

Thermischer Abgleich

 

Ziel:

- Herausfinden der minimalen Rücklauftemperatur und damit Senkung der Systemtemperaturen
- Volumenstromoptimierung anhand realer Heizlast
- bezogen auf Heizkörper! (FBH profitiert aber ähnlich)

 

Mögliche Methodik:

Es gibt bestimmt tausende Wege, um den therm. Abgleich durchzuführen. Daher hat diese Beschreibung auch keinen Anspruch an allgemeine und alleinige Gültigkeit.

 

Absicherung

0) Ist-Werte der HK-Ventile notieren

 

Vorbereitung

1) alle Thermostate auf 5 und dort (für immer) lassen

 

2) Heizkurve runter (min. -3 K) und weiter Absenken, bis nur noch 1 Raum die gewünschte Soll-Temperatur hat

 

3) Infrarotthermometer schnappen und HK-Rücklauf messen (bei blanken Metallrohren vorher etwas Malerkrepp draufkleben) à Das ist dann die gewünschte Rücklauftemperatur bzw. die notwendige Übertemperatur (Differenz RT zu RL)

 

Bsp.: Thermometer zeigt 30 °C bei einer RT von bspw.  20°C. Also beträgt die notwendige Übertemperatur 10 K
Dabei ist es egal, ob es wirklich 30°C oder 20°C sind. Für den therm. Abgleich ist nur wichtig, dass die Messmethodik gleichbleibt und damit der Messfehler konstant ist. Dabei ist die notwendige Übertemperatur von HK-Modell zu HK-Modell unterschiedlich. Also nicht der Typ (21, 22, 33, etc.) sondern das tatsächliche Modell (Kermi xyz, Buderus qwert, etc.)

Zeigt das Thermometer hingegen zu Beginn der Messung bspw. 36°C an, ist davon auszugehen, dass man unnötig hohe Gesamtsystemtemperaturen fährt.

 

3.1) Alternativ ließe sich die notwendige Übertemperatur auch über den Schnittpunkt zweier Graphen berechnen. Ein Graph wäre die Abkühlfunktion des Heizkörpers ohne Durchfluss auf die gewünschte RT: Ln-Fkt. mit asymptotischer Annäherung. Und der andere Graph wäre die notwendige Heizleistung (die muss bekannt sein). Der Schnittpunkt sagt dann also, wieviel Zeit ich dem Wasser zur Abkühlung geben kann (Abkühlfunktion), in Abhängigkeit zur maximalen Zeit die es im Heizkörper sein kann, ehe ich neues "nachschütten" muss (Heizleistung).

Da sich jedoch die Heizart eines HK mit sinkender VL-Temp. ändert (und damit recht viele Parameter des Abkühlvorangs), ist dieses Vorgehen mit einem Fehler behaftet und nur als Richtwert zu verstehen.

Im Gegenzug kann ich es aber auch für das ganze Haus bilanzieren: Also gesamte, gemessene Heizlast und so tun, als ob diese nur über einen Heizkörper bereitgestellt werden würde.

 

4) Heizkurve wieder anheben, bis alle Räume wieder angenehm sind (nutzt Haus als Wärmepuffer und verschafft etwas Zeit, wenn man es so zwischendurch machen muss, es ist ja bereits durch Schritt 3) kühler geworden)

 

Abgleich

5) Heizkurve absenken und warten (Stunden)

 

6) Voreinstellbare HK-Ventile an allen Heizkörpern so weit aufdrehen / zudrehen, bis RL-Temperatur = notwendige Übertemperatur an jedem Heizkörper erreicht ist; Die voreinstellbaren Ventile (wenn möglich) nur zwischen 1,5 bzw. > 20% des Regelbereichs (bspw. 1,5 von 7) und 100% – danach lieber die Zulaufhähne an der Heizkörperarmatur.

Bsp.:

- Thermometer an HK 1 zeigt 33 °C
- SOLL-RT = 22 °C
- SOLL_RL = 22 °C + 10 K = 32 °C
- HK-Ventil so weit zudrehen, bis RL = 32°C

 

7) Warten (Stunden): erneut RL messen; Wenn alle Räume einen zu hohen RL haben, erneut die Heizkurve senken. Wenn einzelne Räume einen zu geringen RL haben, Heizkörperventil ein kleines Stück öffnen

 

8 ) Schritt 5 bis 7 wiederholen…das dauert!...Wenn gar nichts mehr geht-->zurück auf "0"

 

Optimierung

9) Wenn am Ende alle HK eingedrosselt sind bzw. kein HK-Ventil auf der maximalen Durchflussmenge eingestellt ist, alle Ventile ein kleines Stück (gleichmäßig) wieder öffnen und Heizkurve erneut nach unten

Oder (anstatt Heizkurve)

 

9.1) Heizkreispumpenleistung reduzieren; Sollte dauerhaft bei < 90 % Leistung laufen

 

10) sweet-spot finden zwischen Heizkurve, Pumpenleistung und Behaglichkeit

 

11) Sparen;)

 

12) Alternative:

Wenn Monitoringdaten vorhanden sind, braucht man nur die realisierte Spreizung zu nehmen (IST: 39 °C VL und 34 °C RL) und versucht diese auf einem niedrigeren Niveau zu reproduzieren (Heizkurve parallel nach unten) (SOLL: 35 °C VL und 30 °C RL): Beginn ab 5). Erst wenn eine einfache "Verschiebung" in einzelnen Räumen zur Unbehaglichkeit führt, wird an den Ventilen rumgedreht.

 

Hintergrund:

Im Unterschied zum „normalen“ hydraulischen Abgleich wird beim thermischen Abgleich einerseits das Bestandsrohrnetz mitbetrachtet und andererseits auch die individuelle Raumnutzung, sowie die tatsächlichen inneren Wärmegewinne (kochen, Sonneneinstrahlung). Daher dauert es auch deutlich länger, bis man das gewünschte Ergebnis hat.

 

Der klassische hydraulische Abgleich (wenn nach Tabelle durchgeführt) betrachtet ausschließlich den einzelnen Heizkörper und tut so, als ob dieser alleine angeschlossen wäre. Für einen vollwertigen hydraulischen Abgleich müssten die Differenzdrück der Heizkörperanschlussleitungen an jedem HK mit gemessen werden. Denn nur wenn an jedem Heizkörper auch der gleiche Differenzdruck anliegt, kann ich auch nach derselben Tabelle (also für jeden HK die gleiche Tabelle) die Voreinstellungen vornehmen.

 

Das wird aber eher niemals der Fall sein, gerade in Bestandsbauten wo sich der Rohrquerschnitt oder die Rohrrauigkeit bereits geändert haben kann bzw. auf jeden Fall geändert haben wird. Damit ergibt sich automatisch an jedem HK ein anderer Differenzdruck zwischen Vor- und Rücklaufleitung, womit sich die notwendige Voreinstellung für den benötigten Durchfluss ändert - ich brauch für jeden HK ne andere Tabelle.

 

Zugleich berücksichtigt der thermische Abgleich evtl. zu klein dimensionierte HK besser, da der Durchfluss bei diesen höher sein muss, um die notwendige Rücklauftemperatur (= RT) zu gewährleisten. Der hydraulische Abgleich sorgt sich hingegen ausschließlich um die theoretische Heizleistungsabgabe bei höheren Systemtemperaturen aufgrund angenommener Spreizungen (> 10K). Und genau diese hohen Spreizungen gilt es beim thermischen Abgleich zu vermeiden - weil nicht notwendig.

Die Heizkörper werden daher bei geringen Heizlasten (AT ca. 10°C) eher wie eine Flächenheizung gefahren (geringe Spreizung, hoher Volumenstrom) und wärmen somit eher über den Strahlungsanteil. Zusätzlicher Vorteil ist eine geringere Luftbewegung und damit eine geringere notwendige Lufttemperatur für eine gleichbleibende Behaglichkeit – die ist das eigentliche Ziel und ist abhängig von Lufttemperatur, Luftbewegung, Oberflächentemperaturen bzw. die Homogenität derselben. (Bildquelle: Buderus Planungsunterlage HK S. 55)

 

JWolke_0-1706526139163.png

 

Der Vorteil einer angestrebten geringen Spreizung ist nun u.a., dass die Luftbewegung stets geringer ausfallen wird (weniger Konvektion) womit die Behaglichkeit schon bei 21,4 °C und nicht erst bei 21,8°C beginnt (Beispielwerte). Damit reduzieren sich auch die Wärmeverluste durch die Wände (Bei Dach eher konvektiver Verlust, daher unabhängiger von der Raumtemperatur - außer es ist richtig dicht; dann auch Dach) und die notwendige Heizwärmemenge sinkt. Zusätzlich sinken aufgrund der geringeren Heizsystemtemperatur die Rohrleitungsverluste und bei der WP steigt der COP. Brennwertgeräte profitieren immerhin noch direkt von niedrigen Rücklauftemperaturen (Kondensationswärme), bei noch älteren Kesseln sind’s „nur“ noch die vermiedenen Rohrverluste.

 

JWolke_1-1706526139163.png

 

 

Je höher die Heizleistung liegt, desto höher wird auch die notwendige Spreizung, da es nicht mehr möglich sein wird, das ganze über den Volumenstrom zu kompensieren. Allerdings ergibt nun die Spreizung direkt ein „mehr“ an Heizleistung, um die RT zu halten!

 

Somit fällt die notwendige Spreizung auch deutlich niedriger aus und die Thermostate stehen daher auch auf 5. Ein Stop & Go ist nicht mehr anzustreben (z.B. Thermostat auf 3), da es für die Behaglichkeit zu lange dauern würde, wenn jedes Mal der HK "auskühlt" und wieder erneut "aufgeheizt" werden müsste. Heizkörper ist an = „boah, mir ist warm“; Heizkörper geht aus = „schon frisch“ obwohl sich die RT gar nicht geändert hat. Das haben FBH automatisch, bzw. HK voraus; Bei Heizkörpern muss man da schon ein wenig rumprobieren.

 

Es gilt dabei, dass die Raumtemperatur von der Rücklauftemperatur bestimmt wird, wohingegen die Vorlauftemperatur Einfluss auf die Art der Wärmeabgabe (Strahlung/Konvektion) hat, sowie die erreichbare Heizleistung beschränkt. Die Vorlauftemperatur hat somit nur einen indirekten Einfluss und ist daher auch nicht wirklich geeignet, als direkte Stellgröße die Raumtemperatur zu beeinflussen. Aus der VL ergibt sich die Rücklauftemperatur und diese bestimmt die Raumtemperatur.

 

Dazu zwei Beispiele (Heiztemperatur sollen zwei Messwerte sein):

 

a) RL = 20°C, VL=60°C  --> maximale Raumtemperatur < 20°C


Zugegebenermaßen ist dabei der Volumenstrom sehr gering, verdeutlicht jedoch das zuvor gesagte. (bei 1.000 W: 21,6 L/h = hohe Verweilzeit im Heizkörper, geringe spezifische Heizleistung, da „selten“ Wasser nachströmt; ergibt sich zwar eine hohe geleistete Arbeit, jedoch in absolut unbrauchbarer Zeitdauerà Leistung ist Arbeit / Zeit). Zugleich ist die Behaglichkeit noch geringer, da die 60°C Vorlauf eine starke Konvektive Wärmeabgabe verursachen und somit die Luftbewegung höher ist.

 

b) RL = 30 °C, VL= 32°C --> maximale Raumtemperatur < 30 °C


Bei 1.000 W ergibt sich notwendiger (sehr hoher) Volumenstrom von 431 L/h

Damit zeigt sich jedoch, dass die VL-Temperatur nur indirekt die RT bestimmt.

 

Genug für heute; Wenn noch Fragen sind: sehr gerne und viel Spaß

 

P.S.:

das Ergebnis wird eine sehr flache Heizkurve sein mit hoher Verschiebung. Bei uns sieht sie so aus:

JWolke_2-1706527009524.png

und es scheint sich abzuzeichnen, dass ich sie noch auf eine Neigung von 0,3 bei +11 K ändern werde. Dazu noch eine Anmerkung: bei uns hängt der Außenfühler etwas zu geschützt, womit er stets >2 K zu hohe Werte liefert. D.h. bei tatsächlichen 0°C bekomme ich keine 38°C VL, sondern 37,2°C (2°C). Und je kälter es wird, desto größer wird die Abweichung.

Hallo Jörg,

 

vielen Dank für den Thread um das Thema Abtauprozesse. Den Thread habe ich gleich abonniert. 

 

Auch wir sind von der Situation betroffen, dass die Abtauprozesse nicht optimal sind. Sehr häufig merke ich ebenfalls Abtauprozesse obwohl überhaupt keine Vereisung zu erkennen ist. 

 

Ich habe jeden Abend in einer Exceldatei die Daten (Taktungen, Betriebsstunden, Strom/Gasverbrauch, Min-Max Tagesaußentemperaturen, usw.) unseres Hybridsystems Vitocal 250-SH HAWB-M-AC 252.B10 (Bj 2022/22) mit Vitocrossal 300 19kW (Bj und Inbetriebnahme 2019) dokumentiert. Unsere LWWP ist seit Anfang November 2023 in Betrieb. Daneben habe ich ebenfalls eine Wetterstation welche mir weitere Daten (Windstärke, Luftfeuchtigkeit, Sonnenstrahlung, Luftdruck, ...) dokumentiert. 

 

Dabei ist mir bei der ersten kurzen Sichtung aufgefallen, dass ggf. bei unserer Lage auch die Windstärke (und auch Luftdruck?) recht häufig Auswirkungen hat auf das Auslösen von Abtauprozessen (Meldung S.118 laut Meldebericht).

 

Die Abtauung erfolgt Mithilfe des unseres Gaskessels. Dies konnte ich an der Anzahl der Taktungen des Kessels ggü. der Taktungen LWWP erkennen. Es ist immer eine Relation von 1 Taktung Gaskessel = 2 Taktungen LWWP und dabei werden ca. 0,046m³ Gas verbraucht (entspricht ca. 0,51 kWh).

 

Ich werde diese gesammelten Daten nochmal genauer per Excel gegenüberstellen und analysieren.

@FamilieStolpSieh es so: bei uns ohne Gaskessel werden zwischen 0,37 kWh und 0,56 kWh pro Abtauvorgang benötigt - also defacto eine Stromdirektabtauung. Nur der Preis ist ein wenig anders.

 

Ich hab mal die sinnlosen Abtauvorgänge im Januar gezählt...es waren in Summe 54!

 

Detail

Davon waren 12 Vorgänge Messfehlern zuzuordnen. Soll heißen, diese 12 wären! eh später aufgetreten...die Frage ist nur wieviel später. Zugleich waren 6 dieser "vorzeitigen" Abtauvorgänge als Trigger anzusehen, damit 6h später ein tatsächlich sinnloser Abtauvorgang auftrat. Die SOLL-VL wird nach ca. 44 min wieder erreicht 

Abtau_unnoetig_Fehlmessung_zu_frueh.png

(zu zeitiger Abtauvorgang - erkennbar an der leichten positiven Abweichung der blauen Linie [COP] nach Beendigung)

 

Bei den sinnlosen Abtauvorgängen, also jenen nach Timer, kommt erschwerend hinzu, dass die Pumpe dann eine Schnellaufheizung mit Anhebung der SOLL-VL-Temp. beginnt. Dabei lassen sich prinzipiell zwei Umsetzungen nachweisen:

a) Es ist kalt und die Abschalthysterese wird nicht erreicht

b) Es ist mild und die Abschalthysterese wird erreicht

 

Im Fall a) wird es richtig teuer, da der gesamte Vorgang erstens gute 70 min. in Anspruch nimmt und dabei  die VL-Temp. um ca. 2K anhebt und zweitens durchläuft.

Abtau_unnoetig_schnellaufheiz_kalt.png

 

Zugleich wird die Begrenzung unserer maximalen Spreizung ausgehebelt. Daraus folgt, dass die unnötigen Abtauvorgänge gesondert hineinprogrammiert wurden und ein eigenes Unterprogramm sind bzw. haben. Außerdem, dass die Schnellaufheizung als Betriebszustand nicht gesondert aufgerufen wird, sondern Bestandteil des "Timer-Programms" ist.

 

Im Fall b) hingegen wird es kalt im Haus. Aufgrund des Erreichens der Ausschalthysterese, wird nach ca. 5 min der Heizbetrieb für 10 min eingestellt. Damit wechselt die WP wieder in den klassischen Modus: "Was passiert standardmäßig bei Erreichen der Abschalthysterese" und beginnt einen komplett neuen Zyklus.

 

Abtau_unnoetig_schnellaufheiz.png

 

Der Verdichter wird einmal kurz hochgefahren, dann auf ca. 20% gedrosselt und langsam gesteigert. Beim normalen Erreichen der Ausschalthysterese (so ab 10°C?!) ergibt das auch Sinn...aber nicht bei 3 °C AT! Zugleich greift wieder die bei uns begrenzte Spreizung und damit die Limitierung der Heizleistung.

 

Resultierender Mehrverbrauch

Ich hab mal versucht, den resultierenden Mehrverbrauch in kWh zu ermitteln.

Ausgangshypotese ist dabei, dass die vorzeitigen Abtauvorgänge keine strommengenmäßige Mehrbelastung darstellen. Das lässt sich zwar nicht mit Gewissheit sagen, da evtl. bei größerer zeitlicher Streckung statt 12 vorzeitige im Jan. "nur" 10 aufgetreten wären, aber es soll ja auch nur eine Abschätzung sein.

 

Demnach traten 42 Abtauvorgänge auf, welche eine strommengenmäßige Mehrbelastung darstellten.

Ermittelt wurden die Strombedarfe nach folgendem Schema mit einer geschätzten mittleren Stromaufnahme:

 

- (Stromaufnahme Pufferaufheizung - theoretische Stromaufnahme Weiterbetrieb) * Dauer

- (Stromaufnahme Abtauvorgang - theoretische Stromaufnahme Weiterbetrieb) * Dauer

- (Stromaufnahme Schnellaufheizung hohe Leistung - theoretische Stromaufnahme Weiterbetrieb) * Dauer

(Stromaufnahme Schnellaufheizung geringe Leistung, aber schlechterer COP - theoretische Stromaufnahme Weiterbetrieb) * Dauer

 

Bsp: Bild Fall a)

Aufheizung: 2500 W * 6/60 h = 250 Wh

Abtauung: 200 W * 3/60 h = 10 Wh

Schnellaufheizung hohe Leistung: 800 W * 30/60 h = 400 Wh

Schnellaufheizung schlechter COP: 100 W * 30/60 h = 50 Wh

 

In Summe: 0,71 kWh

 

Wenn man die Vorgänge bei höheren Temperaturen betrachtet ergeben sich ca. 0,4 kWh Mehrverbrauch (trotz  Abschalthysterese). Hintergrund ist dabei vor allem der deutlich geringere "Sowieso-Strombedarf"

 

Im Januar wurden damit zwischen 0,4 kWh *42 und 0,71 kWh * 42, also 16,8 kWh bzw. 29,82 kWh an Strom benötigt. Zusätzlich ergibt sich aufgrund der Ausschalthysteresenproblematik ein deutlicher Komfortverlust. Ein Puffer macht es nicht unbedingt besser.

 

Kontext

Um das mal in einen Kotext zu setzen: Der durchschnittliche pro Wochenhaushaltsstrombedarf pro-Kopf liegt bei 25,4 kWh. D.h. mit der Strommenge die die Pumpe verschleudert, hätte eine Person (durchschnittlich! - da sind also all jene mitgerechnet, die nie das Licht ausmachen;)) eine gesamte Woche auskommen können. Stupide aufs Jahr betrachtet kommt man so auf einen gesamten Monatsbedarf! Pro Anlage!

 

Also macht das mal eben bei ca. 50k Anlagen irgendwas zwischen 16,8 kWh * 4 Monate * 50.000 = 3,36 GWh und 5,964 GWh. Das ist (mehr als) das Doppelte eines Jahresbedarfs eines ganzen Dorfes mit 1.400 einzeln wohnenden Einwohner (1,869 Gwh)! Da natürlich nicht alle Einzeln wohnen und 2 Personenhaushalte nicht das doppelte eines Einpersonenhaushalts benötigen (dennoch nur 1 Kühlschrank bspw.) ist es tatsächlich noch deutlich dramatischer.

 

Und nun Viessmann? Das kann doch unmöglich Ernst gemeint sein, dass das Notwendig ist! Oder werden wir dieses unsägliche Verhalten erst mit "Zusatzoptionen" wieder los? AI-Optimierungstool im Jahresabo? Immerhin kam diese unnötige Abtauuerei auch erst mit fortschreitenden Softwareversionen hinzu...

 

@JWolke : Danke für die Info. Dann scheint es sich im Rahmen (auf kWh bezogen) zu bewegen ob mit Gas oder Strom abgetaut wird. Beim Hybridsystem wird wohl stets mit Gas abgetaut. Irgendwo im Forum habe ich auch gelesen, dass der Abtauprozess mit Gas deutlich schneller erfolgt als mit Strom (Heizstab). 

 

Unabhängig davon, sehe ich das gleiche Problem mit den unnötigen Abtauvorgängen. Bleibt zu hoffen, dass sich der angekündigte Softwareupdate (Q4/2024) hier Abhilfe schafft.

Das hoffe ich auch! Dennoch ist gerade mit Bezug zu den kWh ein gehöriges Maß an Optimierung notwendig, da eigentlich der Strombedarf unterhalb des kWh-Bedarfes an Gas liegen sollte. Ein gewisser Anteil sollte ja aus der Luft stammen...

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