Ergänzung Fußbodenheizung durch Klimaanlage

Wärme - Klimatisierung - Dämmung Heizen, Kühlen, Klima, Warmwasser
1

Hi zusammen

seit letztem Sommer haben wir eine PV Anlage und einen Heizstab im WW-Speicher.
Diesen Sommer ist noch eine Splitklimaanlage dazugekommen, die im Kühlbetrieb schon mal gut und effizient funktioniert. Jetzt geht es noch darum die Heizkosten zu reduzieren.

Hier erst mal die Eckdaten

  • DHH 130m², 2 Etagen, Speicher, kein Keller
  • Überwiegend milde, aber oft auch trübe Winter (häufige Inversionswetterlagen in der Rheinebene)
  • Fußbodenheizung, sehr gute Dämmung, dezentrale Lüftung mit Wärmerückgewinnung
  • Fernwärme, mit Anschluss- und Nutzungspflicht (fossil und teuer)
  • PV: 11,7kW Peak, Süd 45° mit Akku 7,7kWh
  • Splitkilma: 2 Innengeräte (EG: Wohnzimmer, OG Flur), Türen meist offen
  • Warmwasser: ~1700 kW/a, davon schätzungsweise 85% mit PV-Überschuss, Rest: Fernwärme
  • Heizung: ~3000 kWh/a, Leistung meist < 1kW, max. 1,8 kW (sehr selten)
  • Vorlauftemperatur meist zwischen 25° und 30°, nur selten darüber
  • Raumthermostate installiert, aber nicht angeschlossen (hydraulischer Abgleich reicht)

Das Temperaturverhalten im Haus ist sehr träge. Ein versehentliches Ausschalten der Heizung vor ein paar Jahren bei Temperaturen zwischen 0°C und 5°C wurde erst nach 3 Tagen bemerkt.

Jetzt zu den geplanten Maßnahmen:

Aufgrund der hohen Preise für die Fernwärme, sollte auch ohne PV Überschuss möglichst viel mit der Klimaanlage geheizt werden. Was aber auf keinen Fall passieren darf ist das :wink:

Hier habe ich mir folgendes Überlegt:

  • Übergangszeit: FBH aus, Klimaanlage nach Bedarf
  • Winter: Solltemperatur der FBH ein paar ° unter der gewünschten Temperatur
  • Gewünschte Temperatur an Klimaanlage einstellen
  • Bei PV Überschuss Solltemperatur Klimaanlage (etwas) erhöhen
  • Hydraulischen Abgleich anpassen, da sich die Wärme der Klimaanlage vermutlich nicht gleichmäßig verteilt.

Jetzt zu den Fragen

  1. Was haltet ihr generell von der Vorgehensweise? Funktioniert das, oder könnten die 2 unabhängigen Regelungen hierdurch instabil werden?
  2. Wäre es sinnvoll, die Heizkurve der FBH anzupassen oder sogar eine feste Vorlauftemperatur einzustellen, die gerade so reicht, um kalte Füße auf dem Fließenboden zu vermeiden (z.B. 22°-23°)?
  3. Wie wirkt sich die Erhöhung der Solltemperatur bei PV Überschuss aus? Bei der FBH wird ja erst der Estrich erhitzt und die Wärme langsam an die Luft abgegeben werden. Bei der Klimaanlage befürchte ich, dass die Luft unangenehm warm wird und nur wenig Energie im Mauerwerk gespeichert wird.
  4. Soll ich beim hydraulischen Abgleich eher den Durchfluss in den Räumen erhöhen, die nicht so gut über die Klimaanlage versorgt werden oder der anderen Räume reduzieren oder eine Kombination von beidem?
  5. Sollte unter bestimmten Außentemperaturen die Leistung der FBH erhöht werden, wenn ja ab wann?

Viele Grüße

2

Sehr interessantes Projekt. Vor diesen Fragen stehe Ich jetzt auch.

Ich überlege die Wärmepumpe nur tagsüber laufen zu lassen. Dann wird der Fußboden am Tag erwärmt und gibt dann Abends und Nachts die Wärme ab. Mit den Klimageräten heize Ich entsprechend zu.

Die Übergangszeit (Oktober, März, April) ist bei und meist schwierig weil es tagsüber oft zu warm zum heizen ist.

3

Wenn das eine Regelung über Raumtemperatur ist, geht das so nicht, dann würde die FBH gar nicht laufen. Die FBH muss vielmehr eine Vorlauftemperatur haben, bei der der Wärmebedarf des Raumes deutlich unterschritten ist und der Rest dann von der Split-Klima kommt. Im einfachsten Fall eine Heizkurve über Außentemperatur-Regelung und diese Heizkurve so anpassen, dass das Haus entsprechend unterversorgt wird darüber.

Die meisten deiner Überlegungen sind für mich stimmig. Ich sehe da keine Instabilitäten. FBH ist ja eh sehr träge, Split-Klima ist recht fix in der Regelung.

Du kannst im Grunde sehr schön testen, wie weit du mit FBH runter kannst, um noch guten Komfort zu haben.

Ja, so ist es. Überhitzte Räume sind nicht angenehm. Sollte man nicht übertreiben.

Die fieseste Zeit für Split-Klima ist unter 2-3 Grad bei feuchter Luft. Da muss die alle 30-60min abtauen, wird damit ineffzient und der Komfort im Raum sinkt, weil du öfters Heizpausen hast. Das würde ich aber erstmal abwarten, wie sich das anfühlt und da praktische Erfahrungen sammeln.

Kalt und trocken ist hingegen eher unproblematisch, dann läuft die Split auch gerne mal 4 Stunden durch, bis sie abtaut.

Was hast du konkret für eine Split-Klimaanlage und in welchem Raum ist die verbaut?

4

Im einfachsten Fall eine Heizkurve über Außentemperatur-Regelung und diese Heizkurve so anpassen, dass das Haus entsprechend unterversorgt wird darüber.

Genau so hatte ich das geplant. Die Regelung ist eine über die Außentemperatur geführte Vorlaufregelung. Die Heizkurve ist aktuell sehr flach, fast schon linear, eingestellt.

Was hast du konkret für eine Split-Klimaanlage und in welchem Raum ist die verbaut?

Eine Daikin-Multiplit 3MXM52A9 mit 3 Innengeräten. Diese befinden sich im EG im Wohnzimmer, im OG im Flur und im Dachgeschoß. Das letzte ist vorerst nicht in Betrieb, aber so konnten wir das Thema Heizung beim geplanten Ausbau für einen überschaubaren Aufpreis direkt abhaken.

5

Könnte sein, dass die bei dem wenigen Heizbedarf bei dir recht viel takten muss. Auf jeden Fall solltest du die 2 IGs immer beide laufen lassen, weil die mit nur einem IG recht ineffizient arbeitet. Zumindest gibts da zahlreiche Erfahrungsberichte.

Könnte auch sein, dass die Bedarfssteuerung für dich eine gute Hilfe ist, die Anlage im Zaum zu halten. Die wirst du vermutlich lange Zeit auf 40% runterstellen können. Erst wenn es richtig kalt wird, muss die vielleicht etwas hoch.

6

Wenn, werden sicher beide laufen.

Ich werde auf jeden Fall mal etwas zur Leistungsmessung einbauen.

Was wäre da zu empfehlen?

Der Anschluss ist in der Garage, ich weiß nicht, ob das WLAN dort stark genug ist, es gibt aber eine aktuell noch nicht aufgelegte CAT7 Leitung. Zum Auslesen würde ich gerne parallel mit Homeassinstant und einer SPS zugreifen (Ideal wäre Modbus-TCP, mit MQTT habe ich mich noch nicht befasst, das sollte aber auch funktionieren).

7

Du solltest was einbauen, wo man auch minütlich die Leistungsaufnahme loggen kann. Shelly funktioniert über die Cloud nur stündlich, wenn man lokal ausliest, kann man aber auch minütlich. Es gibt aber auch Hutschienen-Stromzähler, die eine RS485 Schnittstelle haben. Stecke da aber nicht im Detail drin, was man da empfehlen könnte.

Auch gut, wenn du jederzeit die Leistungsaufnahme Live sehen kannst. Mit der Shelly-Cloud ginge das.

8

Es gibt schlichte china Module PZEM-004 auch mit Klapp Rinkern die man bei der Klimaanlage im Klemm Bereich einfach über eine Litze wenn sie lang genug ist werfen kann. Haben serielle Schnittstelle. Müssen aber mit 230 V versorgt werden.

9

Das liegt auch daran was besser für Dich passt.

Du sprichst hier von einer Anlage mit 6,8kW Heizleistung also mal über den dicken Daumen 2,5kW elektrische Leistung. Ob man das noch über einen Shelly führen möchte? In jedem Fall besser einen ohne Schaltkontakt wie ein Shelly PM Mini. Die Minis sind aber gerade bzgl. Wlan Empfang nicht die bestverfügbaren Lösungen. Evtl. bist du dennoch damit nicht schlecht dabei, wenn Du an Dein Cat7 einfach einen Wifi-Access Point dran baust. Der Mini kostet 10€ und ein 2,4GHz Access Point auch nicht mehr.

Alternativ wäre wohl ein Weg eher klassisch über einen Zähler wie ein SDM120 mit Modbus RTU und das könntest Du über RTU TCP Converter aufs Cat 7 bringen. Kostet aber bestimmt 60€ (SDM120+ TCP Converter) und erfordert durchaus Elektrikkompetenz.

Einfacher vom Einbau wäre irgendwas mit berührungsloser Stromzange (wie Shelly EM). Wobei du auch da eine Kontaktierung der Spannung als Referenz brauchst. Großer Nachteil, im kleinen Messerbereich ist das nicht sonderlich genau und StandBy-Ströme damit messen kann man vergessen.

In jedem Fall finde ich die Speicherung deiner Daten zB im HomeAssistant lokal sehr empfehlenswert im Gegensatz zu einer unkontrollierbaren (Hersteller-)Cloudversion. Bedingt natürlich dass deine HomrAssistantinstallation auch eine gewisse Güte hat.

10

Habe mir jetzt einen Shelly Pro 1PM bestellt. Da habe ich LAN und einen sinnvollen Messbereich.

Die maximale elektrische Leistung liegt bei 2,16kW (knapp 10A), das sollte der Shelly eigentlich auf Dauer abkönnen, zumal die maximale Leistung, wenn überhaupt, nur im Winter benötigt wird und dann ist es in der Garage kalt. Im Kühlbetrieb hatte ich bisher max 4kWh/Tag, ich glaube nicht, dass man da für längere Zeit nennenswert über 1kW kommt.

Cloud versuche ich, soweit möglich, zu vermeiden. Homassistant läuft in einer VM auf einem Mini-PC mit Proxmox, der langweilt sich mit einer CPU-Last zwischen 5 und 10 %. RAM und und SSD-Speicher sind reichlich vorhanden. Wenn ich mal viel Zeit habe, werde ich mich mit der dort installierten, aktuell noch leeren InfluxDB beschäftigen.

11

Klingt doch nach einem Plan. Ob die Pro Serie bessere Relais verbaut, weiß ich nicht. 2,5kW finde ich jedenfalls nicht als völlig unbedenklich. Da man das Relais aber wohl praktisch nie schalten wird, ein Versuch wie lang es klappt.

Die Integration des Shelly und Speicherung influxdB sollte doch RuckZuck gemacht sein. Schwieriger finde ich schon ein geeignetes Backupkonzept zu realisieren. Ein Mini PC (nutze ich auch) ist nichts was eine Ausfallsicherheit und Datenverfügbarkeit bietet. Ein kleinster Defekt kann so den Totalverlust aller Daten bedeuten, daher ohne regelmäßiges Backup der influxdB, HA Daten und/oder der Proxmox VM steht sowas auf wackeligen Füßen.

12

Die habe ich auch für meine Klima`s im Einsatz (2 Stück). Funktionieren gut. Allerdings lassen die WLAN-Verbindungen manchmal zu wünschen übrig. Sind öfters mal weg.

Cloud mag ich auch nicht. Ich habe einen mal probehalber mit Tasmota geflasht. Funktioniert auch. Ich würde das aber nicht mehr machen. Man kann den Cloudzugriff im 1PM Setup abstellen. Ich verwende die Shellys ausschließlich zum tracken der Verbräuche.

13

4 Wochen nach Beginn der Heizperiode hier mal ein Update:

Shelly

Eigentlich wollte ich damit nicht schalten. Da die Klimaanlage nur tags läuft und nachts dauerhaft 13W zieht, habe ich beschlossen doch über ein Zeitprogramm zu schalten.

Der maximale Strom bisher liegt bei 6A, beim Einschalten fährt erst die Steuerung hoch und abgeschaltet wird erst, wenn der Kompressor aus ist (P<15W). Da kann ich mir nicht vorstellen, dass es zu irgendwelchen Problemen kommen kann.

Wetter/PV-Ertrag

Es gab ein paar milde Tage, aber auch ein paar sehr kalte Tage (Eiswein im November ist hier schon sehr selten). Laut Wetterrückblick bei wetterkontor.de war der November der kälteste der letzten 10 Jahre hier in der Region.

Der PV-Ertrag war deutlich höher als im letzten November, aber der war ja besonders mies.
Dieses Jahr schätze ich mal, dass er recht nahe am Durchschnitt lag, eventuell etwas drüber.

Energie

Die Fernwärme ist bis jetzt aus. Sowohl die Heizung, als auch die Warmwasserbereitung laufen komplett elektrisch.

Heizung

  • Strom : 137 kWh
  • PV-Anteil: 52 % (Speichern von PV-Überschuss max. ein paar Stunden möglich)
  • Wärme: 506 kWh (die Daten aus der Onecta App sollen ja alles andere als genau sein)

Mit Fernwärme wäre der Verbrauch vermutlich im Bereich von 550 bis 600 kWh gelegen.

Warmwasser

  • Strom 146 kWh
  • PV-Anteil ca. 73 % (Speichern von Überschuss bis 2 Tage möglich)

Ersparnis

  • Kosten: ~90,-€ (65%)
  • CO2: ~ 128 kg (77%)

Komfort

Ich war schon mehrfach in Hotels, in denen ausschließlich per Splitklima geheizt wurde.
Die Begeisterung dort hielt sich in Grenzen, je kleiner das Zimmer, desto unangenehmer (kalte Füße, heißer Kopf). Deshalb war ich bei den bisherigen Berichten übers Heizen mit Splitklima immer etwas skeptisch.

Im Haus mit offenen Zimmertüren ist es zwar deutlich besser, kommt aber nicht an den Komfort der Fußbodenheizung heran. Sowohl die Wärmeverteilung im Haus, als auch innerhalb der Räume ist mit nur 2 Innengeräten oft ziemlich ungleichmäßig.
Beim Kühlen im Sommer (Hauptmotivation für die Anschaffung) passt das deutlich besser.

Jetzt bin ich mal gespannt, wie es im Winter aussieht, falls wir überhaupt einen bekommen. Die FBH wird vermutlich erst eingeschaltet, wenn es dauerhaft unter 5°C ist.

14

Der Kombinationsbetrieb könnte dann vielleicht auch komfortabel sein und du sparst dabei Fernwärme.

15

SG-Ready sind 2 Schaltkontakte, mit denen die Solltemperatur der Wärmepumpe angehoben und abgesenkt werden kann. Bei Erdwärme, PV und Stromspeicher habe ich Anlagen die nur ca. 1000 kWh Strom über den Winter zukaufen müssen.

Im Haus sind mehrere Tonnen Betonestrich, die Phasenverschoben Mittags viele kWh Wärme aufnehmen, und dann erst Abends abgeben.