Hilfe beim Verstehen und Verbessern ;) von Heizung und Warmwasser mit WP

[Djslimer]

Hi Zusammen,
ich habe heute euren Kanal entdeckt und war sehr angetan, weil ich mit dem Video über Pufferspeicher ein wenig mehr über unsere Heizung verstanden habe.
Grundätzlich bin ich mit der aktuellen Einstellung unserer Heiz- und Warmwasserbereitung nicht zufrieden und überlege, wie wir das besser einstellen können.

Problematik:
Mit der Heizung kommen wir soweit klar. Ganz zufrieden sind wir noch nicht, aber das ist Prio B. Stärker nervt uns das Warmwasser.
Vor allem beim Baden reicht die Warmwassermenge nicht aus, um die Badewanne voll zu bekommen. Zudem verliert aus meiner Sicht der Pufferspeicher zu schnell an Temperatur. Die Temperatur sinkt binnen 3 Stunden von 54°C auf 40°C.
Ich vermute auch, dass unser Stromverbrauch überaschend hoch ist. Aber das muss ich noch prüfen.

Hintergrund:
Wir haben letztes Jahr das Haus gekauft, hier war eine Wärmepumpe von IDM verbaut. Wir haben zudem einen recht großen Pufferspeicher (ohne Trennblech oder ähnliches), Fußbodenheizung, Wärmetauscher für das Warmwasser und eine Umwälzpumpe. Daher können wir nicht auf die Firma, die die Heizung verbaut hat, zurückgreifen. Und wegen der frischen und großen Investition hoffen wir, ohne große Umbaumaßnahmen auszukommen.Das Haus ist ein Reihenendhaus aus den 60er, das energetisch einigermaßen saniert wurde (kein EFH-Standard), laut Energieausweis hat das Haus einen Endenergiebedarf von 35 kWh/(m²a), und einen Primärenergiebedarf (Ist-Wert) von 63 kWh/(m²a).

Daten
Wärmepumpe
IDM Energie Aero

Pufferspeicher
Ein-Kammer-Pufferspeicher (ohne Trennplatte),
kein Heizustab,
Parallel eingebunden (wenn ich es richtig verstanden habe)

Speichermanagement / Warmwasserladung

• Ausschalttemperatur: 54°C
• Einschalttemperatur: 50°C
• Programm Wasserladung: Ladephasen: 5-7 Uhr, 10-12 Uhr, 15-17 Uhr, 20-22 Uhr

konkrete Fragen
Für den Einstieg ein paar Fragen:

• Wie verteilt ihr die Ladephasen des Pufferspeichers?
• Welche Ladetemperatur (Schwellwerte) würdet ihr nehmen?
• Würdet ihr die Umwälzpumpe nutzen? Welche Grenztemperatur würde ihr setzen?

Welche Informationen wäre aus eurer Sicht noch hilfreich?

schon mal vielen Dank!
Johannes

[Bembi]

@Djslimer

Vor allem beim Baden reicht die Warmwassermenge nicht aus, um die Badewanne voll zu bekommen.

Hallo Johannes,
so ganz verstehe ich Deine WW Konstruktion noch nicht. Du sprichst von einem großen Puffer, also nutzt Du einen Wärmetauscher für WW, der den Heizungspuffer mit nutzt?

Wenn Du da eine Badewanne füllen willst, sagen wir 100L Wasser mit 40 Grad, dann braucht der Wärmetauscher schon mal eine Übertemperatur (+ 2-5Grad) und Du mußt den Unterschied zwischen Kaltwasser und Warmwasser aus dem Speicher ziehen.

In Worten:
Du heizt 100L Wasser von 20 auf 40 Grad auf (dT = 20 Grad).
Die Energie kommt aus einem Puffer mit 50 Grad, der WT liefert davon wieder 45 Grad zurück zum Puffer (dT = 5 Grad). Die Wassermengen verhalten sich folglich analog. Also 100L x 20/5 = 400L Pufferwasser.
Damit hätte der Pufferspeicher anschließend 45 Grad.

Klappt nicht ganz, weil der Pufferspeicher oben wärmer ist als unten. Und die Energie im Puffer durch den Wärmeentzug langsam abkühlt. Dazu zieht möglicherweise die Heizung noch Wärme aus dem Puffer.

Du hast aber nicht gesagt, was Du unter „recht großem Speicher“ verstehst.

Grüße
Martin

[Djslimer]

Ich musste selbst erst nochmal in den Heizungskeller, die Installation zu verstehen.
Also
Von der Wärmepumpe (WP) aus kommen 2 Warmwasser-Ströme, beide gehen in den Pufferspeicher; einer oben, einer mittig.
Aus dem Pufferspeicher (Puffer) wird Warmwasser an zwei Stellen entnommen, einmal für die Heizung, einmal für den Wärmetauscher (WT).
Das Wasser für die Heizung würd über eine Heizkreispumpe (HK) im Hausverteilt.
Das Frischwasser wird im WT mit Hilfe des Warmwassers aus dem Puffer erhitzt und im Haus verteilt.
Der Puffer scheint ein Citrin Solar PS-R 650 zu sein, mit einem Nennvolumen von 647 l ohne Trennscheibe.

[Wohltemperiert]

Servus,
das ist eine ganz „normale“ Hydraulik-Installation, die leider nicht viel taugt, da im Puffer ständig warmes mit kälteren Wasser vermischt wird (die Exergie = nutzbare Wärme) wird vernichtet.

Deine Energiekennwerte des Gebäudes sind nicht schlecht. Man sollte jetzt noch wissen, ob die Raumheizung über Heizkörper oder Fußbodenheizung (FBH) erfolgt.

Warum taugt die Hydraulik nicht viel?:

Du brauchst 2 Temperatur Ebenen,
-a) eine heiße (42-50K) für die Trinkwassererwärmung über die Frischwasserstation
b) eine warme für die Heizflächen (bei FBH 25-35K, bei HK 35-45K) je nach Aussentempertur/Jahreszeit.

Lösungsansatz:

1. Pufferspeicher wird nur für die Trinkwassererwärmung genutzt. Wichtig dabei ist, dass der Vorlauf etwa im unteren Drittel eingespeist wird, da die WP nicht sofort mit der notwendigen hohernVorlauftemperatur liefert, sondern langsam die Temperatur steigert.
   Wenn oben eingespeist wird, wird das restliche heiße Wasser in der Temperatur runtergemacht (wird bei fast allen Installationen falsch gemacht, weil es bei Öl und Gas so ging).

2. Die Heizkreise direkt über die WP anfahren. dazu müssen die Thermostatventile offen sein (Stufe 5) oder am besten die Thermostatköpfe ganz abnehmen.
   Die Regelung läuft allein über die Heizkurve der WP.
   Die HK oder FBH Ventile dann in der Voreinstellung in den Räumen die zu warm werden langsam eine Stufe runterstellen (Änderungen immer erst nach 2-3 Tagen vornehmen.

Der 675 Liter Speicher sollte reichen.
Ich habe einen 1.000 Liter Puffer für ein 3 Familienhaus, der nur auf 43 Grad C geladen wird.
Es ist sinnvoll den Puffer zusätzlich zur werkseitigen Dämmung zu dämmen.
In meinem Fall steht der Puffer in der beheizten Hülle in einer Kammer neben dem Bad.

Durch die Messtechnik (Demogebäude) kann ich sehen, dass rund 50% der Pufferladung über 2-3 Tage bis zur Nachladung an die Raumwärme als Abstrahlverlust geht, (Fabrikat Ditech/Austria Email PZ1000), 50% wird durch die Friwa als WW-Duschwasser verbraucht.

Bei höherem WW-Verbrauch und kürzeren Nachheizintervallen verringern sich die Abstrahlverluste.

[Djslimer]

Danke dir.
Wir haben Fußbodenheizung, außer im Dach, dort ist die Heizung aber eigentlich immer aus.

Macht es aktuell Sinn, das mit der Heizkurve (b) zu testen? Oder ist es noch kalt genug?

Zu (a)
Das war auch meine Befürchtung, dass der Puffer nicht passt, und mindestens einer mit Trennschicht her müsste.

Grundsätzlich muss ich anmerken, die Skizze habe ich erstellt, die Fließrichtung basiert (bis auf zwei Rohre) auf einer Annahme von mir, aufgrund der angeschlossenen Komponenten.

Was ich nicht ganz verstehe, warum zwei mal Warmwasser in den Speicher geleitet wird, obwohl es ja nur ein großer Bottich ist. Aber es dürfte ja auch nicht wirklich schaden.

Mit was kann ich den Speicher dämmen? Taugen da so Styropor Würfel oder sollte es Holzwolle sein?

Ich wundere mich ja, dass der Speicher so schnell an Temperatur verliert, nach 3-4 Stunden ist die Temperatur runter und muss nachgeladen werden.

[Wohltemperiert]

Deine Darstellung des Hydraulikschema ist wohl nicht ganz korrekt.
Fotos würden da helfen, auch für die Frage wie man den Pufferspeicher besser dämmen kann.

Die „Standardhydraulik“ sieht meist so aus:
Der warme Vorlauf der Wärmepumpe (WP) geht auf ein 3-Wegeventil (3WV).
In der Grundstellung wird das Wasser im Puffer etwa mittig zugeführt und geht über den Rücklauf zur WP. Im Rücklauf sitzt meistens die Umwälzpumpe (UWP), die das Wasser durch die WP drückt.

Bei Wärmeanforderung für Trinkwasser schaltet die WP-Steuerung das 3WV um und der Vorlauf wird oben in den Puffer eingespeist. Die Wärmepumpe steigert dann gesteuert über die langsam ansteigende Rücklauftemperatur die Vorlauftemperatur bis Deine eingestellte 54 Grad C erreicht ist und der Sensor der WP die Information gibt, die bere Hälfte ist heiß.

Beim Duschen entnimmt die Frischwasserstation (Friwa) über die eigene UWP ( heisses) Wasser ganz oben aus dem Puffer und führt es unten kalt (ca 25 Grad C) in den Puffer zurück.

Soweit so gut, statisch betrachtet.
Aber was passiert wirklich?

Sowohl die Friwa als auch die FBH, wie auch die WP laufen mit hohen Fördervolumen, da die WP wie die FBH mit kleiner Temperaturspreizung laufen (4-6 K).
Da die Wärmeleistung = Volumen (Liter/h) x Temperaturdifferenz (K) x cp (Spezifische Wärme des Wassers) ist, laufen WP mit 2-3 fachen der Wasserumlaufmenge /h ggü. fossilen Heizungen die immer 50-80 Grad C Vorlauftemperatur liefern können .

Die hohen Wasserumlaufmenge führt zu hohen Strömungsgeschwindikeiten (abhängig vom Rohrinnendurchmesser).
Dies führt zu erheblichen Verwirbelung und Durchmischung im Speicher.
Durch die Vermischung von heißem mit kaltem Wasser erhältst Du lauwarmes Wasser. Es geht keine Energie verloren, aber die Exergie (nutzbare Wärme fürs Duschen) sinkt.

Daher gibt es ein weites Feld von sogenannten „Schichtenspeichern“ mit mehr oder weniger komplexen Einbauten, für die man gerne mal 10.000€ bezahlt.
Den braucht man jedoch nicht !! Im Normalfall.

Die Lösung liegt darin die Heizkreise direkt von der Wärmepumpe zu bedienen ohne Trennpuffer / hydraulischer Weiche.

Wie zuvor schon beschrieben dient der Pufferspeicher dann nur der Friwa für die Trinkwassererwärmung.

Hier ist wieder wichtig Vermischen von lauwarm und heiß zu vermeiden.
Was geht hier vor.
Der Pufferwird von der WP auf Anforderung (der Temperatursensoren am Puffer geladen.
Im ersten Schritt schaltet das 3WV um. Im Winter liefert die WP dann zunächst Wasser mit der aktuellen Vorlauftemperatur (VLT) der FBH von rund 30 Grad in den Puffer. Die WP steigert dann langsam die VLT. Führt man den Vorlauf oben in den Puffer wird dann zuerst mal das restliche heiße Wasser runtergemischt und taugt lauwarm nicht mehr zum Baden, es sei man ist Kaltduscher.

Den Friwa Station von MS Schwarz in Kufstein liegt daher schon ein Montagehinweis bei, den Vorlauf bei WP deshalb mittig anzuordnen.

So bleibt bei zunächst lauwarmen Vorlauf das restliche heiße Wasser oben erhalten (weitgehend unberührt).
Das Wasser schichtet sich durch seine Dichte selber. Sobald es wärmer ist als der mittlere Puffer steigt es nach oben, solange es kälter ist sinkt/strömt es nach unten. So kann der Puffer langsam (1-2h) von oben bis unten vollständig auf die Wunschtemperatur gefüllt werden.

Du solltest klären, ob der Citrin unten eine Einschichthilfe hat.
Man kann für die Puffer meistens Einschichtrohre nachrüsten, die die Strömung besser steuern um Verwirbelungen zureduzieren.

Der Ditech PZ1000 Puffer hat mittig ein Trenn- Lochblech und in der unteren Hälfte einen senkrechten Schichtkanal.
Bei mir geht der Vor-/Zulauf direkt mittig über dem Trennblech in den Puffer. Der Rücklauf der Friwa in den Schichtkanal.

Der Heizungsbauer wollte und hat bisher immer den Vorlauf oben eingeführt. Seit meinem Projekt geschieht das jetzt mittig.
Ich würde den Zulauf heute im unteren Drittel in den Einschichtkanal anschließen. Ggf. Bau ich das noch um, müsste dazu aber den Puffer entleeren, da die Absperrventile nicht direkt am Puffer sitzen🙈, bedingt durch die Aufstellung in der Kammer.

[Djslimer]

Die Installation ist leider unübersichtlich, aber ich packe hier später die Bilder rein. Muss die aber vorher mal sortieren. Sonst dürften die nichts helfen.

Auf deine Antwort gehe ich im nächsten Post ein. - brauche da für beides einen größeren Bildschirm

[Djslimer]

Zum Thema Hydraulik:
Auf meiner Skizze ist die Wärmepumpe WP; das Innengerät der Wärmepumpe habe ich als WPS (Wärmepumpensteuerung) bezeichnet.
Das WPS hat, so wie es aussieht ein 3 Wegeventil. Es kann natürlich sein, dass ich hier die Fließrichtungen falsch angenommen habe.

An den Rohren der WPS habe ich keine Pumpe gesehen, wahrscheinlich ist diese im Gerät (da schauen ich heute Abend mal nach).
EIne Rücklaufpumpe ist auf jedenfall vor dem Wärmetauscher.
Insfoern dürfte sich meine Installation ziemlich mit deiner statischen Beschreibung decken; Ausnahme die Pumpe im Rücklauf zur WP.

Wenn ich deinen Realitätscheck richtig verstehe, sollte wir einen der beiden Ausgänge der WP direkt mit der Heizkreispumpe verbinden?

Ich frage mal bei Citrin nach, laut Datenblatt hat der Puffer aber keine Trennplatte oder ähnliches.

[Djslimer]

Die Installation ist leider unübersichtlich, aber ich packe hier später die Bilder rein. Muss die aber vorher mal sortieren. Sonst dürften die nichts helfen.

Auf deine Antwort gehe ich im nächsten Post ein. - brauche da für beides einen größeren Bildschirm

Und ich darf wohl nur ein Bild je Post einfügen, daher werden es mehrererere.

Legende:
Links: Puffer
Mitte: Heizkreispumpe
Rechts: WP-Innengerät

[Djslimer]

Legende:
Heizkreispumpe

[Djslimer]

Legende:
Links (angedeutet): Rücklaufpumpe
Mitte: Wärmetauscher

Anschlüsse Wärmetauscher (von unten im Uhrzeigersinn):
Das Bild stammt von vor Einzug, die Pumpe ist mittlerweile angeschlossen.
a) Rohr zwischen WT und Überlauf
b) Rohr zwischen WT, Puffer (Seite, unten) und Heizkreispumpe (blau) → 2)
c) Rohr zwischen WT und Puffer (Seiten oben)
d) Rohr zwischen Rücklaufpumpe und WT
e) Rohr zwischen WT und Haus
f) Frischwasseranschluss

[Djslimer]

Legende:
Links: Pufferspeicher
Rechts: Heizkreispumpe

Rohre von unten nach oben:

1. Rohr zwischen Puffer (hinten, unten), Ausgleichsbehälter und WP-Außengerät
2. Rohr zwischen WT, Puffer (Seite, unten) und Heizkreispumpe (blau)
3. Rohr zwischen WP-Innengerät (rechts), Puffer (hinten oben) und Überlauf-Abfluss
4. Rohr zwischen Puffer (hinten, Mitte tief) und WP-Innengerät (Mitte)
5. Rohr zwischen Puffer (hinten Mitte hoch) und Heizkreispumpe (rot)

[Wohltemperiert]

Wenn es der Citrin PS-R 650 Liter ist, hat der einen Rücklauf Einschichtkanal.

Ich würde dann den Vorlauf der WP vom 3-Wegeventil für die WW-Pufferladung dort anschließen.
Ist der Vorlauf der WP noch lauwarm schichtet die dann im unteren Drittel ein, mit steigender Vorlauftemperatur schichtet sich das Wasser automatisch nach oben.
Die obere Hälfte bleibt dann immer heiß als Vorrat für die Friwa.
Friwa Vorlauf oben entnehmen und Rücklauf ganz unten am Puffer einführen.
Eine gute Friwa kühlt das Heizwasser immer auf etwa 25 Grad C ab.

Du wirst sehen, dass dann keine Vermischung mehr stattfindet und Du locker 2 Badewannen füllen kannst.

Wichtig ist noch die Mikrozirkulation in der angehenden Leitung zur Friwa zu unterbinden.
Dazu muss das Rohr sofort nach dem Pufferanschluss min 20cm nach unten geführt werden. Dadurch entsteht ein Thermosiphon, der die Mikrozirkulation verhindert.

[Djslimer]

Legende:
Mitte: Pufferspeicher
Rechts: WP-Innengerät

[Djslimer]

ok, ich dachte, ich hätte das schon hier geschrieben.
Ja, es müsste der Citrin PS-R 650 sein.

Legende:
Pufferspeicher

Danke für deine TIpps. Auch wenn ich mich jetzt ärgere, dass in dem Raum kein Abfluss im Boden ist ^^

Weißt du zufällig auch, an welchem Anschluss der Rücklauf Einschichtkanal anliegt?
OK, habe ein Dokument zum Puffer gefunden, der Anschluss unten seitlich.

Es scheint so, als wäre das Ding komplett falsch angeschlossen worden.

Lernkontrolle:
Wenn ich es richtig verstanden habe,

• dann müsste es (in der Skizze) der Dritte Anschluss von unten sein, der mit der Mitte der WPS verbunden ist (weil wegen unteres Drittel).
• Die Entnahme für das FriWa sollte dann (in der Skizze) der erste von oben sein (dort wo er aktuell mit rechts an der WPS angeschlossen ist).
• Entsprechend sollte der Zulauf von der WPS rechts dann an die zweite Muffe von oben angeschlossen werden.
• Bzgl. Mikrozirkulation sollte der aktuelle Anschluss ja passen, aber das Rohr sollte im Puffer noch einen Knick nach unten machen? Oder sollte ein höher gelegener Anschluss genutzt werden?

Ich schau dann mal, was alles verändert werden muss und mach eine Vorher-Nacher-Skizze

[Djslimer]

Hier mal eine schematische Darstellung, wie der Hersteller der WP die Anschlüsse verteilen würde.

Wenn ich das richtig interpretiere, dann ist das Innengerät die 3 Wege-Kupplung, die du erwähnt hast.
Und es fehlt bei mir in der Tat der direkte Anschluss an die Heizkreispumpe.

[Wohltemperiert]

Im Foto 1 sehe ich:
A) Links den Pufferspeicher,
B) Daneben an der Wand die Heizkreispumpe mit Mischermodul (im schwarzer Styropordämmschale),
C) rechts im Eck zur Wand ist wohl die Inneneinheit der ID. Hast Du da ein Foto ohne die Abdeckung.
Die Vorlauf-Zuleitung geht links unten in die ID Inneneinheit, rechts davon gehen 2 Leitungen zum Puffer,
Die rechte, dann untere für WW laden zum Puffer irgendwo oben,
die mittlerer an den Heizungspuffer etwas unterhalb der Mitte.

Die Frischwasserstation (Marke/Typ) sehe ich auf dem Foto nicht.

Habe ich das richtig erkannt?

Foto 2 zeigt das geöffnete Heizkreismodul (Pumpe, Mischermodul mit Einstellknopf)

Foto 3 zeigt die Frischwasserstation mit dem Plattenwärmetauscher links (Cu), die Pumpe der Friwa und rechts ein Überdruckventil.
Oben links die warme Trinkwasserleitung,
Rechts oben der kalte Trinkwasserzulauf,

Wo sitzt die Friwa im Heizraum?

Unten links der Vorlauf kommt direkt rechts aus dem Puffer relativ oben oder ganz oben?

Unten rechts der Rücklauf zum Puffer.

Richtig??

Wir sollten mal telefonieren, da lässt sich einiges schneller klären.

Wo steht die Anlage?

[Djslimer]

zu A-C) ich habe mal bei den Bildern eine Legende hinzugefügt.
Soweit korrekt erkannt.

Der Puffer hat 4 Ebenen für Eingänge (jeweils einen seitlich und hinten auf gleicher Höhe):

• unten (S1, H1)
  • S1: WT Rücklauf, Heizkreis Rücklauf
  • H1: WP Rücklauf
• unterhalb Mitte (S2, H2)
  • S2: frei
  • H2: WPS Mitte
• oberhalb Mitte (S3, H3)
  • S3: frei (später ggfs. E-Heizstab geplant)
  • H3: Heizkreispumpe rot
• oben (S4,H4)
  • S4: WT Zulauf
  • H4: WPS rechts

Die Installationen sind im Keller, die Anordnung der einzelnen Komponenten ist wie folgt (von rechts nach links hinten)

• WP-Anschluss
• WP-Innengerät
• Heizkreispumpe
• Pufferspeicher
• Wärmetauscher
• Umwälzpumpe

Das Frischwasser kommt oben rechts in den Wärmetauscher rein.

Foto vom Innenleben der WPS kommt.

[Wohltemperiert]

Danke,
Ich erkenne jetzt Deine Hydraulik.

Der Vorlauf hat vor Puffer ein Absperventil.

Du brauchst jetzt erst mal nur im Vorlauf unter der Heizkreispumpe ein T-Stück einbauen lassen und mit einem T Stück in den Vorlauf des Heizkreises hinter /oberhalb des Heizkreismodul zuführen.

Wenn im Heizkreismodul unter dem Thermometer ein Absperrhahn ist, brauchst Du nur den schließen und den Kugelhan im Borlauf zum Puffer.

Dann fördert die WP direkt in den Heizkreis.

Lass Dir in der neuen Leitung vom Vorlauf zum Heizkreis auch einen Kugelhahn einbauen.

Dann kannst einfach zurückstellen auf Betrieb über den Trennpuffer, falls irgend etwas nicht klappt.

Viel Erfolg!

[Djslimer]

Ok, danke.
Ich werde berichten