DIY-Wärmepumpe SolarEast BLN-012TC3 in Hybridanlage mit wasserführenden Holzgrundofen

[ckre]

Hallo zusammen,

ich möchte meine bestehende Heizungsanlage mit verschiedenen Wärmeerzeugern um eine Wärmepumpe (SolarEast BLN 012TC3) ergänzen und das Ganze als Hybridanlage betreiben. Bevor ich in die Umsetzung gehe, hätte ich gern ein paar Einschätzungen zu meinem geplanten Hydraulikkonzept. Die Umsetzung werde ich hier dokumentieren.

Bestandsanlage – Eckdaten

Wohnhaus: Baujahr 1970
Wohnfläche: ca. 250 m²
Wärmeverteilung: Heizkörper, Zweirohrsystem

Wärmeerzeuger / Technik:

Ölheizung:
Buderus G105, 22 kW
Ölverbrauch früher ca. 3.500 l/Jahr

Solarthermie (seit 2011):
5 Flachkollektoren
1.000 l Pufferspeicher mit 2 Wärmetauscher + Hygienewendel für Trinkwarmwasser

Regelung: UVR1611 (steuert die komplette Heizungsanlage)

Wasserführender Grundofen (seit 2022):
14,5 kW Heizleistung 2/3 Wassertasche 1/3 Raumheizung
Seitdem nahezu ausschließlicher Betrieb mit Holz
Holzverbrauch ca. 20 m³/Jahr - Ölheizung läuft kaum noch < 200L Verbrauch

Gebäudehülle:
2024 Hohlschichtdämmung durchgeführt

Ziel / Konzept

Die Heizungsanlage soll um eine Wärmepumpe (DIY, SolarEast BLN 012TC3 12kW) erweitert werden.

Betriebsstrategie:

Übergangsphase:
Alle Wärmeerzeuger parallel
Ölheizung nur noch als Backup bzw. bis der Tank leer ist

Zielzustand:
Primär: Wasserführender Holzofen + Wärmepumpe
Ziel: Reduktion des Holzverbrauchs

Aktuell werden im Winter etwa 4 Ofenfüllungen pro Tag benötigt.
Die Wärmepumpe soll künftig die Grundheizlast übernehmen, sodass nur noch 2 Ofenfüllungen pro Tag notwendig sind.

Temperaturkonzept

Holzofen:
Vorlauftemperatur ca. 60 °C
Soll weiterhin für:
Trinkwarmwasser und Temperaturerhöhung für den Heizkreis sorgen

Wärmepumpe:
Soll eine Grundtemperatur von ca. 35 °C bereitstellen

Aktueller Plan:

Vorlauf Wärmepumpe:
Direkt per Abzweig in den Heizungs-Vorlauf am Pufferspeicher

Rücklauf Wärmepumpe:
Ganz unten in den Pufferspeicher

Die Wärmepumpe soll damit direkt den Heizkreis mit ca. 35 °C versorgen.

Fragestellung / Unsicherheiten

Macht dieses Hydraulikkonzept so Sinn oder wäre es sinnvoller,
den Vorlauf der Wärmepumpe in der Höhe des Rücklaufs der Ölheizung anzubinden,
sodass der Heizkreis nicht direkt mit 35 °C aus der Wärmepumpe versorgt wird,
sondern mit etwas wärmerem Wasser aus dem oberen Speicherbereich, wo der Holzofen mit ca. 60 °C die Temperatur anhebt?

Meine Sorge:

Die Wärmepumpe hat einen relativ hohen Volumenstrom von ca. 2 m³/h.
Ich befürchte, dass dies zu einer starken Durchmischung des Pufferspeichers führt und damit die gewünschte Temperaturschichtung verloren geht und im gesamten Speicher nahezu die gleiche Temperatur anliegt

Abschluss

Hat jemand Erfahrung mit einer ähnlichen Hybridanlage (Holzofen + Wärmepumpe + Puffer) und kann einschätzen, welche Anbindung hydraulisch sinnvoller ist, um die Schichtung im Speicher zu erhalten sowie den Holzofen und die Wärmepumpe sauber zusammenarbeiten zu lassen

Über jeden Hinweis oder Verbesserungsvorschlag freue ich mich

Hydraulikschema:

[andreash]

Ziemlich wüste Hydraulik. Wenn Du die WP wie auf der Zeichnung einbindest, dann bestimmt die solange sie läuft direkt zu 100% die max. Vorlauftemp. der Heizkörper (Volumenstrom WP > HK, wovon auszugehen ist). Da werden 35°C wohl nicht reichen wenns kalt ist. Die müsste also nach Heizkuve fahren und der Mischer dann voll auf Durchzug. Überschuss landet im Puffer, Vermischung wirds da schon geben da die Temp. ja an dieser Stelle nicht genau die gleiche wie der WP Vorlauf sein wird. Wenns drunter kälter ist wahrscheinlich nicht so schlimm. Wenns wärmer ist mischts die die schöne hohe Speichertemperatur runter. Der obere Teil vom Puffer ist nur rein für WW?

Du wirst wohl ausprobieren müssen wie sich das auswirkt. Vor allen falls Du vor hast den Ofen gleichzeitig zu betreiben währed die WP läuft?

Ich hab momentan eine bivalente Heizung mit Pelletofen und WP auf einen Puffer, beide laden von ganz oben. Die laufen aber entweder oder, WP muss auch immer 47°C VL machen wegen WW (wird mit FriWa Station aus dem Puffer erzeugt). VL Temp. nach Heizkurve für die Heizung macht auch ein Mischer + steuerbarer Bypass wegen den stark abweichenden Temperaturen die vom Puffer kommen können.

Allzu effizient ist das nicht und lohnt nur zu PV-Strom sinnvoll verwursten in der Übergangszeit.

[ckre]

Besten Dank für deine Einschätzung.

Meine Überlegung ist, die Wärmepumpe für die Grundtemperatur in einem möglichst effizienten Temperaturbereich laufen zu lassen. Der Holzofen soll weiterhin 1-2x täglich laufen, um die Wärmepumpe zu entlasten und die Temperatur insgesamt noch etwas anzuheben.
Das Problem mit dem Heizungsvorlauf, der dann nur aus der WP gespeist wird, wie du es beschreibst sehe ich ebenfalls. Deshalb wäre meine Überlegung, eventuell den WP Vorlauf an den Rücklauf von der Ölheizung zu hängen, damit der Heizkreis dann die etwas angehobene Temperatur aus dem Pufferspeicher bekommt.
Meine Sorge ist dann nur, dass die WP mit dem hohen Volumenstrom den kompletten Pufferspeicher durchmischt, sodass die WP schnell ins takten gerät, wenn dann zusätzlich die 60° aus dem Holzofen dazukommen und keine Schichtung entsteht sondern einfach durchgehend 35°

Warmwasser wird in dem Pufferspeicher durch eine Hygienespirale gemacht. unten im Speicher ist eintritt KW und oben WW auf dem Weg nimmt das Wasser dann die Temperatur aus dem Speicher an. für WW wäre es vollkommen ausreichend, wenn nur der Obere Bereich des Puffers entsprechend warm ist, das läuft problemlos mit dem Holzofen.

Oder macht es mehr sinn, wenn ich einfach die Wärmepumpe wie eingezeichnet an den Heizungsvorlauf hänge, dann aber mit der Heizkurve fahre und z.B. 45°C ~ 50°C mit der Wärmepumpe in den Heizkreislauf leite, den Überschuss in den Puffer und mit dem Holzofen einfach nur die Wärmepumpe entlaste indem ich den Pufferspeicher lade.
Die Energie vom Holzofen ist ja aufgrund der abbände relativ ungleichmäßig.
PV Überschuss ist in der Übergangszeit ebenfalls vorhanden.

[janosch1337]

Was ist wenn du die Wärmepumpe direkt an den hk machst? So fährst du immer die niedrigste Temperatur im System. In den Vorlauf bevor es dann in die heizkreise geht kannst du ja noch einen pwt bauen der mittels pwm pumpe an den Puffer gebaut wird. Damit lässt sich dann über die Drehzahl der Pumpe die Vorlauf Temperatur anheben.

mit der Hydraulik bist du natürlich gezwungen immer über wp zu fahren

[janosch1337]

Wie kommt man eig an so eine solareast und zu welchem Preis?

[mfritz]

Ich habe auch eine 100 Jahre alte Hütte. 1000l FrischwasserPuffer, 7-8 rm Holz pro Jahr + WP ca 1300 kWh + Brauchwasserwärmepumpe ca. 500kWh. Fußbodenheizung ist aufwendig und teuer. Heizungspumpe zieht 7-8 W bei 1000 l/h

[ckre]

WOW! Das kann sich nun wirklich DIY nennen..
Ich weiß nicht ob ich den Volumenstrom der WP direkt über die Heizkörper los werde, daher die Überlegung mit dem Abzweig am Heizungsstrang direkt am Pufferspeicher. Dann kann ein Teil direkt in den Heizkreis und der Rest geht dann über den Puffer als Hydr. Weiche.
Das mit dem Mischer zur Temperaturanhebung aus dem Oberen teil vom Puffer ist auch eine gute Idee.

[mfritz]

dann stelle alle Heizkörper auf 5 oder baue die Ventile aus.

[andreash]

Was funktionieren könnte:

Wenn die Puffertemperatur am Ausgang für den HK-Vorlauf unter die gerade benötigte VL Temperatur der Heizung fällt schmeisst Du die WP an. Heizen dann rein mit WP über Heizkurve. Der Mischer sollte da dann ja sowieso schon voll offen sein, das muss er natürlich auch bleiben solange mit WP geheizt wird.

Wenn Du dann den Ofen schürst und die Temperatur auf Höhe des Ausgangs für den HK-Vorlauf wieder höher als die gerade benötigte VL Temperatur der Heizung ist schaltet sich die WP aus. Heizung läuft dann rein über Pufferwärme, der Mischer regelt die VL Temperatur.

Gleichzeitig mit Ofen und WP laden wird ohne wüste Vermischungen IMHO nicht hinhauen.

[mfritz]

der k_Vs Wert und Druckverlust von einem Mischer ist ein Problem.

Der Heizkreis hat bei mir 900-1000 l/h mit 7-8 Watt Pumpe. Da passt überall im Rohr

vom Querschnitt her ein Daumen rein. DN25 8-2kW

Der Puffer wird nur mit 100-200l/h entladen. DN 16 8kW
Geladen mit 15 kW Holz mit pwm-Pumpe 250 l/h-600 l/h DN20

Ich brauche nur einmal am Tag den Ofen anwerfen,

Abends lade ich von 16-22 Uhr den Puffer von 25 auf 80°C (63kWh)

und 10t Fußbodenheizung von 25 auf 33°C (24kWh)

die Wärmepumpe liefert 24/7 2 kW bei 280-340W (48kWh)

ab 22 Uhr läuft Nachts nur die WP und ab 5 Uhr früh wird automatisch und Rücklauf-geregelt der

Puffer über den Tag entleert. Da wir Abends Duschen bekommt die Brauchwasserwärmepumpe

60° vom Kombipuffer unten hineingeblasen und läuft dann auch den ganzen Tag nicht.

PV ist besser als thermische Solaranlage.