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Fehler der Wärmepumpe identifiziert

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Kommentar

Das leidige Thema mit der Wärmepumpe nimmt kein Ende. Schon zu Beginn des Winters habe ich durch häufiges Ablesen des Wärmepumpen-Managers ein Problem identifiziert, warum es manchmal kalt im Haus ist.

Unsere Wärmepumpe beheizt einen Pufferspeicher, der quasi aus zwei Teilen besteht, dem für die Warmwasser-Erwärmung und dem für das Heizungswasser. Die Solltemperatur für die Warmwasser-Erwärmung steht bei uns konstant auf 52°C; das Heizungswasser folgt einer Heizungskurve, die abhängig ist von der Außentemperatur. Der Heizkreis für das Heizwasser wird im WP-Manager als “1. Heikreis” bezeichnet.

Der “2. Heizkreis” saugt sich nun das warme Heizwasser aus dem Pufferspeicher und lässt es durch die FBH-Schlaufen fließen. Dieser 2. Heizkreis ist regelungstechnisch in keinster Weise an den 1. Heizkreis gekoppelt. Warum, bleibt ein Geheimnis der Branche. Auch wenn ich die Regelungstechnik-Vorlesung übersprungen habe, ist es mir unbegreiflich, warum man nicht ein System konstruieren kann, bei dem die Räume einfach eine Temperatur anfordern und die Zentralregelung die WP so ansteuert, dass halt genug Wärme in der FBH ankommt. Aber egal, es is’ ja wie’s is’.

Die Fehlkonfiguration in meinen Augen ist nun die folgende: Die WP beheizt entweder den oberen Teil der Wärmepumpe (Warmwasser) oder den unteren Teil (Heizungswasser). Geregelt wird die WP über die Rücklauftemperatur. Über ein Umschaltventil wird der Rücklauf im oberen oder im unteren Teil des Pufferspeichers entnommen. ABER: Es gibt nur einen Fühler für die Rücklauftemperatur und der sitzt nach dem Umschaltventil am Rücklaufrohr zur Wärmepumpe.

Jetzt passiert folgendes:

  1. WP wärmt gerade mal Warmwasser.
  2. Der Anlegefühler am Rücklauf zur WP misst nun eine relativ hohe Temperatur (>40°C). Da es nur einen Fühler gibt, interpretiert der WP-Manager nun diese Rücklauftemperatur aber anscheinend nicht nur als Rücklauf des Warmwassers, sondern auch als Rücklauf-Ist-Temperatur des Heizungswassers.
  3. Die Rücklauf-Soll-Temperatur des Heizungswassers (sagen wir 32°C) liegt nun viel tiefer als die anscheinend gemessene Ist-Termperatur. Somit sieht die WP keine Veranlassung zu heizen.
  4. Das Heizungswasser kühlt nach und nach ab (teilweise bis auf 20°C).
  5. Der 2. Heizkreis (FBH) kann die gewünschte Solltemperatur (sagen wir 28°C) nicht mehr erreichen, da das Heizungswasser im Pufferspeicher die Temperatur nicht hergibt.
  6. Kalter Fußboden.
  7. Kalte Füße.
  8. Kalte Bewohner.

Der erste Tipp von Voß war nun, die Isolierung von dem Fühler zu entfernen, damit er schneller auf Raumtemperatur abkühlt und dadurch das Heizen wieder startet. Klang schon bei der Beschreibung abenteuerlich für mich, aber gut, ich die Isolierung abgeschnitten. Man hätte sich sogar einbilden können, dass es besser geworden ist. Aber heute morgen habe ich sie wieder erwischt. Die FBH erreicht nicht die gewünschte Temperatur; das Heizwasser im Pufferspeicher ist kalt.

Voß war nun heute da – noch mit wenig Erfolg. Er will nun bei Buderus nachfragen, wo das Problem liegen kann. Da heißt es, Daumen drücken.

Wir behelfen uns nun, dass wir ab und zu Soll- und Ist-Temperatur des 2. Heizkreises (FBH) vergleichen. Bei Abweichung drehe ich mal kurz die Soll-Temperatur für die WP so hoch, dass sie auf jeden Fall über der gemessenen Temperatur ist. Dann fängt sie an zu heizen.

Stromverbrauch 2011

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Es ist etwas ruhiger geworden auf abenteuerhausbau.de; super, dass trotzdem nach wie vor so viel vorbei schauen. Zeit, mal wieder ein bisschen mehr zu posten.

Ende Januar haben wir die Abrechung bekommen von den Versorgungsbetrieben Kronshagen. Damit haben wir dann Schwarz auf Weiß unseren Verbrauch für das Jahr 2011.

Spannend dabei ist immer, wieviel wir denn nun für Warmwasser und Heizung ausgegeben haben, was also die Wärmepumpe so leistet. Leider bieten die Versorgungsbetriebe Kronshagen wie die Stadtwerke Kiel keinen günstigen Wärmepumpen-Tarif.

3.790 kWh (783 €) für den Wärmepumen-Strom
5.651 kWh (1.281 €) für den restlichen Strom
108 m³ (238 €) Wasser-Verbrauch

Knapp 800 Euro für eine Wohnfläche von knapp 190 m² sind doch eigentlich vertretbar, was meint Ihr? Man kommt auf etwa 20 kWh (~4€) pro m² pro Jahr.

Wärmepumpe entmystifiziert

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Skizze Heizungsanlage

Skizze Heizungsanlage

Herr Voß war heute nochmal zweieinhalb Stunden da, eigentlich ja, um dem defekten Wärmezähler auf den Zahn zu fühlen, aber ich habe nun die Anlage einigermaßen begriffen – das hilft hoffentlich für den nächsten Winter, sofern ich dieses Wissen bis dahin konservieren kann. Daher habe ich mir eine Skizze gemacht, die nun in den Grundzügen beschreibt, welche Rohre in meinen Pufferspeicher rein- und welche hinausgehen und vor allem, welche Werte die Sensoren anzeigen.

Links unten angefangen kommt der Vorlauf von der Wärmepumpe. Der Wärmepumpen-Manager entscheidet, ob er Warmwasser (oberer Pufferspeicher-Bereich) oder Heizungswasser (unterer Pufferspeicher-Bereich) erwärmen will. Dementsprechend schaltet er eine der beiden Pumpen alternativ ein. Zeitgleich stellt sich auch das Umschaltventil (ebenfalls links vom Pufferspeicher dargestellt) entsprechend ein und macht je nachdem den Weg für den Rücklauf vom oberen oder unteren Teil des Pufferspeichers frei als Rücklauf zurück zur Wärmepumpe.

An den entsprechenden Strecken hängen Sensoren. Da ich zwei Manager da hängen habe, habe ich diese beiden Sensoren sogar doppelt, die aber leicht unterschiedliche Werte anzeigen. Wahrscheinlich hängt der Fühler des eigentlichen WP-Manager direkt im Pufferspeicher; die Sensoren S15 und S16 bedienen den UVR1611, ein Universal-Regler. Diese beiden Sensoren sind als Rohranlegefühler ausgeführt und sind somit einfach auf die Rohre aufgeklebt. Aus der Temperaturdifferenz dieser beiden Werte, multipliziert mit dem Volumenstrom der Pumpe von eingestellten 1.200 Liter pro Stunde ergibt sich die Wärmemenge, die der Wärmemengenzähler errechnet. Dies kann man als Funktion in dem UVR1611 hinterlegen. Entweder sind nun also die Fühler falsch, falsche Kennlinien im UVR hinterlegt oder die Pumpe pumpt viel mehr durch als 1.200 l/h. Vossi klärt das.

Rechts vom Pufferspeicher sieht man im oberen Bereich dann das Warmwasser, das vom unteren Drittel des Pufferspeichers zu einem Mischer führt, der mit dem Rücklaufwasser aus der Fußbodenheizung die Vorlauftemperatur dieser mischt. Im WP-Manager ist dieses bei mir einfach als 2. Heizkreis konfiguriert. Entscheidend dabei ist, dass ich Rücklaufsolltemperatur der Wärmepumpe bestimme, aber die Vorlaufsolltemperatur der Fußbodenheizung, also die Temperatur, die der Mischer mischen soll. Damit die WP nicht ständig anspringt, macht es Sinn, den RL der WP ein paar Grad über dem VL der Heizschlaufen einzustellen.

Die Position der eingezeichneten Rohre sind ungefähr der realen Position nachempfunden. Man sieht dann, dass recht weit unten die Solar-Geschichte reinspielt. Wenn in den Solarkollektoren (S1) eine etwa 5° höhere Temperatur ist als ganz unten im Pufferspeicher (S3), wird die Solarpumpe aktiv. Auch hierfür habe ich im UVR eine Funktion, die mir die erwirtschaftete Wärmemenge der Solarkollektoren angibt. Ob die wohl stimmt?

Fast ganz unten strömt dann das Kaltwasser ein, das nun (anders als im Bild) durch weite 6cm dicke Rohre ringförmig fast an der Wand des Pufferspeichers nach oben führen. Das durchfließende Trinkwasser wärmt sich dabei auf wie in einem Durchlauferhitzer (keine Legionellen-Gefahr). Falls das Wasser nicht warm genug wird, springt die Spitzenlastpumpe (SLP) an, die am oberen Ende des Pufferspeichers sitzt und im Gegenstromprinzip das warme Wasser durch ein Rohr schiebt, welches das Trinkwasserrohr noch ummantelt. Ob überhaupt Wasser fließt meldet der Strömungsschalter S8, der im Kaltwasserlauf sitzt.