Temperatureinstellungen Wärmepumpe

[canaz]

Hallo Zusammen

Ich habe eine Frage zu den Temperatureinstellungen der Wärmepumpe.

Unser System ist folgendermassen aufgebaut:

- Die L/W Wärmepumpe bedient einen Speicher in welchem das Heizwasser und Brauchwasser gemeinsam gehalten werden.

- Die Wärmepumpe ist Rücklaufgesteuert

- Die FBH ist Vorlaufgesteuert

Die Temperaturen sind aktuell so eingestellt:

- Rücklauf Wärmepumpe: -20°/32°

- Vorlauf FBH: -20°/32°

Das heisst aufgrund der Spreizung der Wärmepumpe wird der Speicher mit ca. 3° wärmerem Wasser befüllt als für den Vorlauf der FBH notwendig ist.

In einem anderen Thread habe ich nun gelesen, dass ein User die Speicher-Solltemperatur auf -20°/42° eingestellt hat. Damit taktet die Wärmepumpe natürlich weniger oft, dafür läuft sie meiner Meinung nach mit einem schlechteren Wirkungsgrad.

Gibt es diesbezüglich gewisse Regeln oder best practices?

Gemäss meiner Interpretation läuft meine Wärmepumpe effizient weil die Temperatur niedrig eingestellt ist. Habe ich hier etwas falsch verstanden oder vergessen?

Gruss canaz

 

[raycecile]

Das heisst aufgrund der Spreizung der Wärmepumpe wird der Speicher mit ca. 3° wärmerem Wasser befüllt als für den Vorlauf der FBH notwendig ist.

In einem anderen Thread habe ich nun gelesen, dass ein User die Speicher-Solltemperatur auf -20°/42° eingestellt hat. Damit taktet die Wärmepumpe natürlich weniger oft, dafür läuft sie meiner Meinung nach mit einem schlechteren Wirkungsgrad.

Gibt es diesbezüglich gewisse Regeln oder best practices?

Gemäss meiner Interpretation läuft meine Wärmepumpe effizient weil die Temperatur niedrig eingestellt ist. Habe ich hier etwas falsch verstanden oder vergessen?

Falsch verstanden sicher nicht, die Frage ist wie dein Speicher funktioniert, bei unserem wird der oberste Drittel zur Brauchwasser-Erzeugung benutzt, ergo muss dort auch die 45 Grad verfügbar sein die man dazu benötigt. Ergo muss die WP mehr Wärme erzeugen als wenn sie nur das Haus heizen muss.Ist aber immer noch effizienter als ein Elektro-Boiler.

 

[canaz]

Unser Brauchwasser wird im Durchlaufprinzip erhitzt, ich glaube das nennt sich Hygienespeicher.

Wenn ich das Brauchwasser erwärme gehe ich natürlich auch mit 43° auf den Speicher. Im Heizbetrieb allerdings nur mit ca. 28° (momentan).

Allerdings ist es bei uns so dass ich die Einspeisung nicht umschalten kann. Das heisst egal ob Brauch- oder Heizwasser, der Vorlauf der WP geht immer ca. in der Mitte rein und der Rücklauf ganz unten raus. Das finde ich persönlich für die Brauchwasseraufbereitung nicht ganz optimal.

 

[raycecile]

Das verstehe ich nun gar nicht, die WP heizt doch den Speicher auf bis die Wassertemperatur oder die Speicher-Temperatur sagt es ist nun genug, unsere WP macht dabei bis ~50 Grad Vorlauf.

Bei unserem Speicher wird auch in der Mitte eingeladen und im unteren Drittel ist der Rücklauf, das ist damit nur der Teil hochgeladen wird der für Brauchwasser benötigt wird (die Vor-/Rücklauftemperatur steigt so schneller an).

Das ist ne Besonderheit des Brötje-Speichers mit Solareinsatz, bei anderen Speichern wird effektiv der komplette untere Teil von der WP durchgeheizt.

Eine Einladung oben macht nur Sinn wenn die Vorlauf-Temperatur immer und sofort über der Solltemperatur liegt sonst kühlst du den warmen Teil oben im Speicher herunter, die WP liefert ja nicht von der ersten Minute an >40 Grad.

Unser Brötje-Speicher SPZ hat darum etwa 8 Anschlüsse, eine Einladung oben ist nur für sog. Brennwertkessel (Gas, Öl) vorgesehen die sofort eine hohe Temperatur liefern. http://www.broetje.de/3_274.php

 

[canaz]

Nochmal zur Erklärung: Vorlauf WP ca. Mitte, Rücklauf WP unten. Einmal im Tag wird der Speicher auf ca. 43° geladen für Brauchwasser.

Der Vorlauf der FBH befindet sich ebenfalls ca. in der Mitte, der Rücklauf unten. Wenn nun der untere Teil des Speichers abgekühlt ist wird er während des Heizbetriebes nur auf ca. 28-30° erwärmt um die FBH zu speisen. Der obere Teil im Speicher bleibt derweil genügend warm für das Brauchwasser.

Mit Einladung oben meine ich, es gibt Speicher, die vier Anschlüsse zur WP haben. Mitte und unten für Heizbetrieb und Oben und Mitte für Brauchwasser. Meinem Verständnis nach wäre dies die effizientere Lösung.

Bei unserem Speicher wird auch in der Mitte eingeladen und im unteren Drittel ist der Rücklauf, das ist damit nur der Teil hochgeladen wird der für Brauchwasser benötigt wird

Verstehe ich nicht ganz, benötigt ihr die untere Hälfte des Speichers fürs Brauchwasser?Vielleicht habe ich ein falsches Verständnis der Funktion eines Speichers. Meiner Meinung nach funktioniert das folgendermassen:

- Wärmepumpe zieht Wasser von 27° unten an, erwämt es auf 30°

- Wasser wird in der Mitte eingespiesen und schichtet sich der Temperatur entsprechend ein

-> da unten das kälteste Wasser ist muss ich den ganzen Speicher auf 30° durchheizen, bis unten am Rücklauf 30° rauskommen und die WP auf 33° heizen kann.

- Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis die gewünschte Brauchwassertemperatur oben im Speicher erreicht ist

Deswegen bin ich eigentlich der Meinung dass es für die Brauchwassererwärmung nicht effizient ist den unteren Teil des Speichers zu bedienen da ich so den ganzen Speicher durchheizen muss.

 

[Pippen]

@canaz

Das ist korrekt. Es wäre am effizientesten, wenn man für die Brauchwassererwärmung, nur den oberen Teil laden würde. Es müsste also mindestens 4 Anschlussstutzen geben.

Idealer wären 6, damit man mit einer Solaranlage auf die untersten 2 gehen könnte.

 

[canaz]

Die Anschlussstutzen wären meiner Meinung nach da. Nur eben nicht verwendet. Und ja, Solaranlage haben wir auch. Diese wirkt ungefähr auf den untersten Viertel des Speichers.

Ich habe vor einiger Zeit mal den Planer darauf angesprochen. Er hat mir gesagt dass sie das auch schon gemacht hätten, die WP für das Brauchwasser oben anzuschliessen. Die Leute hätten dann aber reklamiert, dass das Brauchwasser zu schnell aufgebraucht ist (z.B. beim baden). So hätte ich das Volumen des gesamten Speichers und dementsprechend mehr Brauchwasser zur Verfügung. Logisch, aber obs der Effizienz hilft bezweifle ich.

 

[Pippen]

Die Begründung des Planers leuchtet mir nur ein, wenn das Laden des Speichers oben (für WW) nur in der Nacht

stattfinden würde. Aber die WP kann das auch am Tag. Dann dauert es nicht allzulange bis man wieder WW hat.

Ich würde es so anschliessen lassen, dass je nach Ladung umgeschaltet wird: Für WW oben und für Heizung in der Mitte.

 

[raycecile]

Irgendwie macht ihr einen Denkfehler, die WP generiert eine Temperatur-Differenz von ca. 10Grad zwischen Vor- und Rücklauf, wobei der Vorlauf die Lieferung in den Speicher, Rücklauf das Wasser vom Speicher ist.

D.h. wenn 1 mal täglich auf 43 Grad geheizt wird, wird im Endeffekt der ganze Speicher durchgeheizt bis oben die 43 Grad erreicht sind.

Da die WP relativ lange braucht bis sie selbst 43 Grad liefert (mind. 33 Grad Rücklauf) und dann den Speicher heizen kann (dazu braucht es mind. 3 Grad mehr) schliesst man die WP in der Mitte des Speichers an.

Durch die thermische Umschichtung gebt das warme Wasser sowieso nach oben, in der Zeit wo die Vorlauf-Temperatur darunter liegt würde man den Brauchwasser-Teil abkühlen.

Man müsste für euren angedachten Idealfall die Höhe der Einspeisung von der Schichtung im Speicher vs der Vorlauftemperatur anpassen.

Bei Speichern mit Wasser- und Solar-Einsatz macht man den Rücklauf bewusst nicht ganz unten im Speicher sondern im untersten Drittel, damit heizt die WP den Speicher gezielter auf, d.h. den untersten Teil nur indirekt, dafür erreicht sie schneller eine hohe Vorlauf-Temperatur (da der Rücklauf weiter oben ist) die für die Brauchwasser-Erwärmung nötig ist. Den untersten Teil des Speicher heizt der Solar-Einsatz auf, dieser ist bei meinem Speicher im untersten Drittel.

Wie alles im Leben ist auch dies ein Kompromiss...

Hier unser Speicher, Einladung der WP erfolgt beim Rohr oberhalb #7, Rücklauf bei Rohr Höhe #8

 

[canaz]

Wahrscheinlich habe ich es immer noch nicht richtig verstanden...

Unsere WP liefert eine Temperaturdifferenz von ca. 3-5° zwischen Vor- und Rücklauf.

Und wie du sagst muss ich, da der Rücklauf der WP unten angeschlossen ist, den gesamten Speicher durchheizen, um oben auf 43° Brauchwassertemperatur zu kommen.

Wäre für die Brauchwassererwärmung der Rücklauf der WP in der Mitte und er Vorlauf Oben am Speicher angeschlossen müsste ich nur die Hälfte des Speichers durchheizen um meine 43° zu bekommen, da der Rücklauf bereits eine höhere Start-Temperatur hätte.

Wo überlege ich falsch?

 

[raycecile]

Wahrscheinlich habe ich es immer noch nicht richtig verstanden...

Unsere WP liefert eine Temperaturdifferenz von ca. 3-5° zwischen Vor- und Rücklauf.

Und wie du sagst muss ich, da der Rücklauf der WP unten angeschlossen ist, den gesamten Speicher durchheizen, um oben auf 43° Brauchwassertemperatur zu kommen.

Wäre für die Brauchwassererwärmung der Rücklauf der WP in der Mitte und er Vorlauf Oben am Speicher angeschlossen müsste ich nur die Hälfte des Speichers durchheizen um meine 43° zu bekommen, da der Rücklauf bereits eine höhere Start-Temperatur hätte.

Wo überlege ich falsch?

Nur 3 Grad Temperaturdifferenz sind sehr wenig, eventuell läuft deine Sekundärpumpe zu schnell, dann kommt es auch zu unerwünschten Verwirbelungen im Speicher.Wo ihr falsch liegt? Im Überschätzen der Möglichkeiten einer WP, es ist sinnlos den Vorlauf oben am Speicher anzuhängen wenn die WP nur 3 Grad Differenz schafft, dann dauert es Stunden bis der Speicher 43 Grad hat.

Eine Einbringung oben macht nur Sinn wenn die Vorlauf-Temperatur konstant über der Solltemperatur liegt.

 

[canaz]

Die vielen Einflussfaktoren sind schon sehr verwirrend...

Gemäss diesem Link Hydraulik

ist es für die Arbeitszahl besser eine kleine Spreizung zu haben.

Wenn die WP für die Brauchwassererwärmung Oben und in der Mitte angeschlossen ist sollte es ja eben nicht Stunden dauern, da ich bereits mit 30-30° Rücklauf starte und nur den halben Speicher, den oberen Bereich, heizen muss.

Wenn die WP, so wie jetzt, für das Brauchwasser in der Mitte und Unten angeschlossen ist starte ich mit vielleicht 24° und muss erst den unteren Speicherbereich durchheizen, bis der so warm ist dass sich das dann schlussendlich auch auf den oberen Bereich auswirkt.

Soweit meine bisherige Logik...

 

[raycecile]

Die stimmt schon, nur müsstest du dann eine Pumpen-Zwischeneinheit haben die zwischen Ladung WW und Heizung umschaltet. Trotzdem wirst du mit der geringen Spreizung das Problem haben dass während dem Laden der obere Teil abkühlt was unerwünscht ist.

 

[canaz]

Das ist richtig, ich müsste ein Umschaltventil haben dass von der WP angesteuert werden könnte.

Die Sache mit dem abkühlen sehe ich nicht so. Wenn ich in der Mitte 30° warmes Wasser rausnehme und oben als 33° warmes Wasser wieder reingebe, dann wird sich dieses Wasser entweder am richtigen Ort einschichten (etwas oberhalb des Rücklaufs) oder es wird sich mit dem 40° warmen Wasser oben vermischen. Die Wärme vom 40° Wasser geht aber nicht verloren, sondern vermischt sich nur mit dem etwas kälteren Vorlaufwasser.

Kurzfristig kann es also sein, dass das Wasser im oberen Speicherbereich nicht mehr oben heiss, unten (mitte Speicher) kalt ist, sondern der ganze obere Speicherbereich eine eher gleichmässige Temperatur aufweist. Dies sollte aber auf die Laufzeit zum erwärmen den BW keinen Einfluss haben.

 

[Pippen]

@canaz

Deine Überlegungen sind vollständig korrekt!

 

[raycecile]

Wenn du 30 Grad warmes Wasser oben einführst kühlst du zwingender Massen den BW-Teil ab, das ist unnütz denn man will ja nicht nur 30 Grad zur Verfügung haben, darum wird unter dem BW-Teil nachgeladen, dann vermischt sich nur die Trennschicht, oben bleibt das Wasser bei 40 Grad, sobald der Vorlauf mehr Wärme liefert steigt das Wasser hoch, damit sinkt der BW Teil nur wenige Grad ab anstatt bis auf ca. 30 runter.

Bezüglich Spreizung Vor-/Rücklauf habe ich vorhin ein kleines Experiment gemacht, wenn ich die Umwälzpumpe auf Stufe 1 laufen habe, habe ich 7,5 Spreizung, gute Schichtung im Speicher ohne grosse Durchmischung.

Wenn ich auf Stufe 2 schalte sind es noch 5 Grad Spreizung, nun passiert aber ein Effekt im Speicher der schlecht ist, da das Wasser zu schnell reinströmt durchmischt sich der Speicher zu stark, BW Teil kühlt ab und selbst die Schichtung im Teil Vor-/Rücklauf stimmt nicht mehr.

Darum denke ich dass die 3 Grad Spreizung zuwenig sind und eventuell durch eine zu grosse Durchflussmenge verursacht werden. Du kannst es ja mal probieren, das ist ein Einstellhebel oder Rad an der Umwälzpumpe, die meisten haben Stufen 1-3.

 

[canaz]

Du hast schon recht, bei der Variante Vorlauf oben wird während der Aufheizphase das Brauchwasser durchmischt und die Schichtung geht verloren. Dieser Zustand sollte aber nur relativ kurz sein da ich nur die Hälfte des Speichers heizen muss. Beim Laden unter dem BW-Teil habe ich eben den Nachteil dass ich zuerst den unteren Speicherbereich durchheizen muss, bevor das BW wärmer wird.

Wenn ich das Schema von deinem Speicher anschaue gibt es dort auch separate Anschlüsse für Brauchwasser und Heizung. Die sind nicht auf derselben Höhe.

Hier mal ein Bild von unserem Speicher:



Ich habe kurz nachgeschaut. Ich finde eine Umwälzpumpe, allerdings ist das die welche die FBH speist. Dort gibt auf einer Seite die Stufen 1/4/7, auf der anderen Seite die Stufen 2/4/6. Aber ich denke das ist nicht die die du meinst. Ob ich die Umwälzpumpe der WP verstellen kann muss ich mal schauen. Wie hast du festgestellt ob und wie stark sich der Speicher durchmischt?

 

[raycecile]

Ich kann die Durchmischung anhand der Fühler WW-Speicher unten, Heizspeicher oben/unten bzw. Vor-/Rücklauf der WP eruieren da ich ja genau weiss auf welcher Höhe die Fühler sind und anhand der Schwankungen in der Anzeige kann man die Zirkulation im Speicher erahnen.

Idealerweise ist das kontinuierlich, bei zu starkem Einströmen springen die Werte regelrecht auf und ab.

Die Durchmischung des BW darfst du nicht unterschätzen, das Wiederaufheizen dauert fast so lange wie den unteren Teil aufheizen, bei unserem Speicher ist der Rücklauf zur WP nur rund 30cm unter dem Vorlauf, damit kann die WP in Kürze eine hohe Temperatur erzeugen, ist ne Eigenschaft dieses Speichers.