Manfred Tremmels Homepage - Wärmepumpe
Die Wärmepumpe
Auswahl der Wärmepumpe
In den Jahren 2013-2015 stand eine energetische Sanierung des Hauses an, in dem Zuge wurde auch die damalige Ölheizung mit ihren fast 30 Jahren ersetzt. Fest stand von Anfang an, dass keine Fossile Heizung mehr in Frage kommt, auch Holz zu verfeuern schien mir in der Siedlung nicht sinnvoll, die Pelletheizungen in der Umgebung sorgen schon jetzt für dicke Luft im Winter und das CO2 soll ja durch die Bäume wieder raus aus der Luft und nicht durch Verbrennung wieder freigegeben werden.
Dass es eine Wärmepumpe werden soll, stand also schnell fest, nur welche? Ursprünglich sollte eine Grundwasser-Wärmepumpe den Job übernehmen, da hier das Grundwasser nicht tief liegt und reichlich vorhanden ist (Erfahrung mit dem Brunnen, aus dem im Sommer viel Wasser zum Gießen hoch gepumpt wird). Eine Grundwasseruntersuchung hat leider ergeben, dass der Mangangehalt zu hoch ist, was zu einer Verockerung führen würde, so wurde der Plan verworfen. Für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Flächenkollektor ist das Grundstück nicht groß genug und die Zufahrtmöglichkeit für die Bohrung von Erdsonden wurden als problematisch bewertet.
Blieb also eine Luft-Wasser-Wärmepumpe! Da der lokale Heizungsbauer Viessmann verbaut, wurde es eine Viessmann und da ich von der Materie auch noch nicht viel Ahnung hatte, wurde es eine überdimensionierte Vitocal 350-A Typ AWHO 351.A10 mit 10,6 kW (inzwischen weiss ich, das 6 kW auch reichen würden).
Meistern der Wärmepumpe
Ende März 2022 wurde die Wärmepumpe von einem eigenen Stromvertrag umgestellt auf den allgemeinen Vertrag, um sie ohne Zählerkaskade von der PV versorgen zu können. Gleich die erste Nacht war ernüchternd, der Abends noch volle Akku wurde von der Wärmepumpe in der Nacht geleert, um 4 Uhr war Ende, der Rest lief wieder vom Netz.
Ursache waren einerseits die jahreszeitlichen Bedingungen und andererseits die Konfiguration der Wärmepumpe:
- zu der Zeit hatten wir tagsüber bis zu 20℃, während in der Nacht die Temperaturen um den Gefrierpunkt schwankten
- die Heizkurven waren möglichst flach gewählt und die Pufferspeicher auf kleine Vorräte getrimmt
- die Wärmepumpe wurde 2013 installiert und ist leider noch nicht vom Wechselrichter steuerbar, Stichwort SG Ready
Um das zu ändern habe ich an den Einstellungen gefeilt, Ziele waren:
- Verlagerung der Aktivitäten der Wärmepumpe in den Zeitraum, in dem die Sonne scheint (effizienterer Betrieb dank höherer Außentemperaturen und Entlastung des Akkus)
- Wärme für die Nacht zwischenspeichern
- Hohe Lastspitzen vermeiden, denn die Wärmepumpe zieht bis zu 4 kW (volle Leistung zuzüglich Heizstab), was für die damalige 10 kWp PV-Anlage bei parallelem Verbrauch nicht zu stemmen ist. Der Akku kann da auch nicht aushelfen, da der Wechselrichter limitiert, es sollten also möglichst nicht mehr als 6 kW gezogen werden
Als Wärmespeicher dienen Vitocell 100-V (Typ CVW) Warmwasser-, Vitocell 100-E (Typ SVP) Heizwasser-Pufferspeicher, die es als Schichtspeicher erlauben, sie teilweise oder voll zu befüllen. Zusätzlich bietet die Wärmepumpe die Möglichkeit zwei Temperaturen festzulegen, es gibt also die Möglichkeit abgestuft zu arbeiten.
Des weiteren kann man per Nachtabsenkung den Bedarf in der Nacht senken, was die Wahrscheinlichkeit eines nächtlichen Einsatzes der Wärmepumpe weiter reduziert. Dies sollte man allerdings nur dosiert einsetzen, denn kühlt das Haus zu sehr aus, benötigt die Wärmepumpe unnötig viel Energie um wieder hoch zu heizen.
Zeitsteuerung Warmwasser
Hier die nach Uhrzeiten gesteuerte Warmwasseraufbereitung. In der Nacht ist sie aus, morgens wird zuerst nur die obere Schicht befüllt, anschließend der ganze Tank und um 13 Uhr gibt es für eine Stunde eine erhöhte Temperatur, auf die hoch geheizt wird. Das Warmwasser reicht dann bis zum Morgen, ab 10:30 Uhr wird aber nachgeheizt, falls nötig.
Da die Wärmepumpe immer eine gewisse Mindestlaufzeit hat, wird meist schon beim ersten Lauf der komplette Speicher auf die Mindesttemperatur geheizt, der 11:30 Uhr Lauf entfällt dann.
0:00 | 10:30 | 11:30 | 13:00 | 14:00 | 20:00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Temp 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oben | Oben | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zeitsteuerung Heizwasser-Puffer
Analog Warmwasser gibt es auch hier die drei Stufen, im Gegensatz zum Warmwasser habe ich keine Phase eingeplant, in der gar nicht geprüft wird, ansonsten sind die Zeiten etwas versetzt und es gibt nach dem Höhepunkt pyramidenförmig auch einen absteigenden Ast:
0:00 | 9:30 | 14:00 | 15:30 | 22:00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Festw. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normal | Normal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oben | Oben | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dazu passend habe ich dann von 0:00 - 9:30 Uhr und 22:00 - 24:00 Uhr die Nachtabsenkung aktiviert, die mit einem Grad weniger konfiguriert ist. Die Absenkung ist synchron für die Wärmepumpe, als auch für die Raumregler (von Uponor in meinem Fall) konfiguriert.
Heizstab
Die Wärmepumpe kommt ohne Unterstützung des Heizstabs aus, er soll als Backup für den Fall eines Defekts dienen. Ich hab ihn deshalb deaktiviert.
Fazit
- Aktivitäten der Wärmepumpe konnten erfolgreich in die Zeiten zwischen 9:30 Uhr und 15:30 Uhr konzentriert werden
- die Wärmepumpe belastet den Akku nicht mehr
- die Schichtspeicher stellen sozusagen zusätzliche (Wärme-)Akkus bereit
- die Spitzen von parallelem Betrieb der Wärmepumpe und des Heizstabes wurden abgestellt
- eine zeitliche Steuerung ist zwar weniger flexibel als eine Steuerung über den Wechselrichter, erfüllt aber ihren Zweck
- richtig eingestellt ergänzen sich PV-Anlage und Wärmepumpe somit hervorragend
Warmwasser für Waschmaschine und Geschirrspülmaschine
Kleiner Tipp am Rande: Durch Anschluss der Wasch- und Geschirrspülmaschine ans Warmwasser, kann man effektiv einen Teil des Stromverbrauchs von diesen Geräten auf die Wärmepumpe verlegen. Nicht nur, dass die Wärmepumpe effizienter heizt, auch kann eine gewisse zeitliche Entkopplung erreicht werden. Natürlich sinkt der Verbrauch der Geräte damit nicht auf Null, aber da das Aufheizen des Wassers einen Großteil des Verbrauchs ausmacht, ist der Effekt merklich.
Hier ein paar Bilder (anklicken für vergrößerte Version)
Nicht ab durch, sondern über die Hecke mit der Wärmepumpe.
Die Wärmepumpe kommt auf den vorbereiteten Sockel.
Jetzt auf dem Sockel mit Gehäuse.
Die Wärmepumpenregelung Vitotronic 200 mit dem Warmwasserspeicher.
Neben dem Warmwasser- findet sich auch noch der Heizwasserspeicher.