Wärmepumpe in Etagenwohnung - Heizung und Warmwasser - Probleme mit Installation

Wärme - Klimatisierung - Dämmung Heizen, Kühlen, Klima, Warmwasser
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Hallo,
meine Familie und ich (2 Erwachsene, 4 Kinder) wohnen in einer 2 Etagenwohnung in 4. und 5. Stock eines in den 60er Jahren erbauten Hauses.
Wohngeschoß WG 120m²
Dachgeschoß DG 80m²

Wärmebedarfsrechnung WG+DG:
NAT -12°C und RT 21°C
Transmissionsverluste von 5,4kW
Lüftungsverluste wurden 1,2kW angenommen

Wärmebedarf: 6,8kW -> ~7kW

Alte Heizung + Warmwasser (entsorgt): Vaillant Gaskessel 17-21kW (teils defekt)

Wärmeabgabesystem:
WG: Große Radiatoren Typ 22
DG: Neue Fussbodenheizung.
Ein Versuch im kalten Winter hat ergeben, dass eine VT von 40°C an den Radiatoren bei -7°C AT ausreicht.

Neue Heizung: Wärmepumpe
Einbau Außengerät im Kniestock/Drempel des Dachbodens
Zuluft 1m²
Fortluft: 1m langer Kanal mit 0,5m²

Auftrag an den Heizungsbauer:
Wärmepumpe für Heizung und Warmwasser
Bude warm
ausreichend Warmwasser für 6 Personen (unter Berücksichtigung, dass unsere Kinder in ein paar Jahren in die Pubertät kommen).
Günstig und effizient

Einschränkung:
Stromanschluß max. 3x16A (Vorsicherung im Keller 3x25A)
Kleiner Technikraum 2m²

Zusatzheizung:
Feststoffherd ca 5kW (nur Notlösung 4. Stock!, nur Heizung, nicht wasserführend)

Beim Erstgespräch hat der Heizungsbauer erklärt einen 200l Warmwasserspeicher einzubauen. Ich habe erwähnt, das ich eher 300l bevorzugen würde.

Installiert hat der Heizungsbauer eine LG Thema V HN0913T (an sich ein gutes Gerät) 7kW mit Innengerät IWT mit integrierten 200l Warmwasserspeicher.
Stromanschluß Außengerät: 25A laut Typenschild

Das Innengerät hat er über einen 50l Pufferspeicher als hydraulische Weiche an einen Pumpenkreis für die Radiatoren und einen Pumpenmischkreis für die Fussbodenheizung angeschlossen. Ich habe das Hydraulikschema gezeichnet und beigefügt.

LG.Therma.V.IWT
LG.Therma.V.IWT1117×777 186 KB

Die Therma V hat er mittels dem Bedienpaneel raumtemperaturgeführt eingestellt mit einer fixen VT von 50°C. Das Warmwasser hat er auf 50°C eingestellt.

Ich habe die Heizung auf das integrierte Außenthermometer umgestellt und eine Heizkurve von 16°C AT / 25°C VT und -22°C AT / 48°C VT eingestellt. (Eigentlich ist so etwas doch Aufgabe des Heizungsbauers?)

Jetzt haben wir folgende Probleme:

Warmwasser:
Wir müssen einen Duschplan erstellen, weil das Warmwasser nicht ausreicht. Selbst mit der alten Gasheizung die während der Warmwasserbereitung immer wieder abschaltete, konnten wir regelmäßiger und ausgiebiger duschen.

Heizung:
Das Außengerät ist an einer 16A Sicherung angeschlossen (Selektivität zu Hauptsicherung).
Daher habe ich die Stromaufnahme mittels DIP Switch am Außengerät auf 14A limitiert. (Damit Frau und Kinder nicht plötzlich ohne Heizung dastehen.)

LG App: Strombedarf von 22kWh pro Tag und 53kWh pro Tag. Das wäre eine AZ von nur 2,4! (Nach Umstellung auf AT-geführt. Davor 1,8!)

Mir kommt der Wärmebedarf für eine AT von derzeit ca. 5°C etwas wenig vor. Laut Wärmebedarf müssten wir mit 2,6kW heizen, das wären 62kWh (ohne Lüftungsverluste, mit wären es rund 3,3kW -> 80kWh).

Beide Probleme sind dramatisch. Das Warmwasser reicht nicht für 6 Personen. Wenn die Arbeitszahl der Heizung tatsächlich unter 3 rutscht, dann können wir uns den Strom nicht leisten und müssen mit der Raumtmperatur runter.

Ich habe dem Heizungsbauer vertraut, da er der Fachmann ist. Mittlerweile habe ich das Vertrauen verloren.

Was kann ich tun? Welche Infos sind noch notwendig?
Sorry für den langen Text.

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Für mich sieht das auf den ersten Blick so aus, als sei Dein Heizungsbauer weit vom "Fachmann" entfernt.
Wenn man mit 6 Personen einmal am Tag duschen möchte und jeder Duschvorgang 50l Wasser benötigt, braucht man 300l Wasser, dass von ca. 15°C (=Leitungstemperatur Kaltwasser) auf knapp 40°C erwärmt werden muss. Das entspricht einem Energiebedarf von ca. 8,7 kWh. Da das WW auf 50°C eingestellt ist, stehen Dir, bevor die Temperatur des WW unter den gewünschten Wert fällt, 2,3 kWh im Puffer zur Verfügung. Das reicht also für gut zwei Durchgänge beim Duschen.
Die Begrenzung auf 14A und der COP von 3,69 für die WW-Bereitung sorgt dafür, dass es 10 bis 15 Minuten dauert, bevor der Puffer wieder auf 50°C aufgeheizt ist. Da parallel aber auch geheizt wird, geht ein Teil der produzierten Wärme direkt in den Heizkreis, so dass sich die Zeit für die WW-Bereitung entsprechend verlängert.

Aus meiner laienhaften Sicht ist der Pufferspeicher für die Personenzahl viel zu klein dimensioniert (500l hätten es vermutlich sein müssen). Daher auch die niedrige AZ. Die WP ist viel zu sehr mit WW-Bereitung beschäftigt.
Die Elektroinstallation des Hauses ist nicht WP-geeignet, da der Hausanschluss zu schwach ausgelegt ist. Bei tiefen ATs wird wegen der Begrenzung auf 14A die Bude vermutlich kalt.

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Ich sag mal, das wird so nix.

Was sagt denn LG dazu? Denn eine WP lebt nun mal davon, daß die Primärwärmequelle (Aussenluft) in unbegrenztem Maß verfügbar ist.

200L lauwarmer Wärmepumpenwarmwasserspeicher reicht niemals für 6 Personen. Das wirst du auch nicht ändern können, egal, was du da noch machst.
Wenn die Hauselektrik das her gibt, schmeiß den WW-Speicher ganz raus, und bau einen DLH ein. Alternativ einen Solar-DLH, der hinter den WW-Speicher kommt. Der braucht aber mindestens 21kW zusätzlich, besser mehr, denn aus dem Speicher kommt irgendwann nur noch kaltes Wasser. Einen Super-Wassersparduschkopf solltest du dir eh anschaffen. Nicht schlecht wäre auch ein Münzautomat für die Dusche, ein Euro die Minute...

Wenn du damit meinst, daß die WP immer 50 VT Grad liefert, und die gemischten Heizkreise auf Aussentemperatur geführt werden, dann ist das der Supergau. Zum Hypergau wirds dann mit der hydraulischen Weiche, aber die wir sich wohl nicht wegdiskutieren lassen.

Da sollte der Mischer aus dem Heizköper-Heizkreis raus, und der Heizkreis mit der Vorlauftemperatur der WP witterungsgeführt laufen. Die FBH kann dann daraus runter gemischt werden.

Oliver

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Die 14A sind hier sicher kein Problem, das wären selbst bei COP2 schon über 6kW thermisch.

Ich würde als erstes mal die Dusche auslitern, z.B. indem du genau 60s lang einen Eimer füllst und dann per Personenwaage die Differenz zwischen leerem und vollem Eimer misst.

Wenn da deutlich über 6l/min rauskommen kannst du das Problem mit einem qualitativ guten Wasserspar-Duschkopf schonmal deutlich entschärfen.

Zeig mal ein paar Fotos des ganzen Aufbaus damit man sehen kann ob noch irgendwas weiteres im Argen ist. Der Heizungsbauer hat sich spätestens mit den fixen 50° Vorlauftemperatur als vollumfassend ahnungslos disqualifiziert.

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Die 14A sind durchaus ein Problem, weil damit keine schnelle Aufheizung des WW-Puffers bei gleichzeitiger Raumheizung möglich ist. Nominell sind nur knapp 11,9 kW für die WW-Bereitung möglich. Davon geht ein Teil in den Heizkreis. Ein sparsamer Duschvorgang mit 50l WW braucht bei 15°C Kaltwasser ca. 1,15 kWh. Dabei sinkt die Temperatur im Puffer um ca. 5-6°C. Nach dem zweiten Duschvorgang reicht die Temperatur im Puffer schon nicht mehr für warmes Duschen.
Mit den vollen 14A kann die WP im Optimalfall also gerade den Wärmeverlust durch einmal duschen ausgleichen.

Doch, Pufferspeicher vor dem Duschen auf 65°C hochfahren und während der Duschzeit die WP mit max. Leistung laufen lassen. Wird zwar teuer, weil ineffizient, löst aber ad hoc erstmal das Problem.
Die endgültige Lösung wird wahrscheinlich nur in einer Klage gegen den Heizungsbauer liegen, wenn er nicht mit sich reden lässt.

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Jeder WP Hersteller wird dir sagen, dass das nicht geht. Es gibt aber viele Installationen in denen WP innen aufgestellt wurden mit teilweise meterlangen Zu- und Fortluftkanälen. Das ist die einzige Sache wo man leider nichts machen kann, denn das ist der einzig mögliche Aufstellort.
Die Zuluft ist quasi offen durch die insgesamt 1m² großen Öffnungen.
Ich werde die Fortluft noch optimieren und den Druck messen, aber daran wird es nicht liegen.

Die Hauselektrik gibt keinen DLH her. Selbst wenn krieg ich ihn nicht vom E-Werk genehmigt. Wassersparkopf werden wir anschaffen. Den Münzautomat hat auch schon meine Frau vorgeschlagen. :wink:

Der Radiatorenkreis hat keinen Mischer da wäre er mit 50°C VT reingefahren. Aber sonst hätte es der Heizungbauer so gemacht.

Ich habe umgestellt: Die Wärmepumpe regelt die VT nach dem Außentemperaturfühler nach der Heizkurve dich ich mir aus den Finger gesaugt habe anhand der Wärmebedarfsrechnung die ich gemacht habe.

Ja.

Löst ad hoc das Problem, wird der Heizungsbauer auch vorschlagen. Darauf werde ich mir eine Antwort überlegen.

Dh ich nehme jetzt folgende Lösungsmöglichkeiten mit:

  • Heizungsbauer überzeugen, dass er Mist gebaut hat.
  • Am 200l Speicher werden wir nichts ändern können, ich denke nicht dass er Speicher tauschen wird obwohl er es müsste.
  • Hydraulische Weiche muss er rausnehmen
  • Puffer in den RL (wenn er ihn unbedingt haben will, dort richtet er keinen Schaden an)
  • von der Wärmepumpe direkt in den Radiatorenkreis
  • die FBH im Mischkreis belassen

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Die Wärmepumpe hat intern ein 3 Wegeventil. Entweder Raumheizung ODER Warmwasserbereitung.

Die Wärmepume hat nominell 7kW Heizleistung aber 25A Stromanschlußwert. Dh je nach COP sind die nominell 7kW Heizleistung mit 14A durchaus möglich.
Bei einem COP von 1,8 wie es die WP bei 50-56°C VT Temperatur ungefähr hat sind das bei 14A knapp 5,8kW Heizleistung für die WW Bereitung.

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Ergänzung: Ich habe außer dem Bedienpaneel und der App keine Möglichkeiten aus der Therma V mehr Informationen rauszubekommen. Kennt sich jemand bei der LG Therma V aus?

Da die Pumpe für den Radiatorenkreis aber an einem Relais hängt, kann die kaum gesteuert/geregelt werden?

Ich bin ja eigentlich Maschinenbauer. Ich hab das ganze einem Fachunternehmen übergeben damit ich mich NICHT darum kümmern muss. Jetzt muss ich mich erst recht richtig in das Thema einarbeiten, da hätte ich das ganze besser selber machen können.

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Sorry, aber das zeigt dass du überhaupt keine Ahnung davon hast wie eine übliche Wärmepumpeninstallation funktioniert. Gleichzeitig heizen und Warmwasser gibt es hier in den allermeisten Fällen eh nicht.

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Warum gleich persönlich abwertend? Vielleicht weiß ich viel mehr als Du mir zutraust?
Gleichzeitig Heizen und WW geht mit einem Rücklaufmischer am Heizkreis sehr wohl.

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Deshalb habe ich ja auch von üblichen Installationen geschrieben. Und da gehört bei einer Wärmepumpe ganz bestimmt kein Mischer für Warmwasser und Heizkreis rein, weil das ein absoluter Effizienzkiller ist.

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Das macht die Sache mit dem Duschen im Kernwinter nicht einfacher. Bei einem Wärmebedarf von 5,4 kW bei Normaußentemperatur wird's bei einem Duschgang dann schon ungemütlich.

Wenn Du so einen guten COP hast, dass die 14A für 7kW Heizleistung reichen, ist es auch so warm draußen, dass nach einer Stunde duschen die Räume noch nicht entscheidend runtergekühlt sind.

Wenn dem so ist und ca. 1,2 kWh Wärme für die WW-Bereitung aus dem Puffer gehen, Du aber unter 40°C Puffertemperatur schon gefühlt kalt duschen musst, kann man sich ausrechnen, wie viel zeitlicher Abstand zwischen zwei Duschvorgängen erforderlich ist.

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Du hast eine Wärmepumpe. Was genau stellst du dir damit unter „schnelles Aufheizen des WW-Puffers“ vor?

Die WP liefert bei A7/W55 5,5kW Heizleistung, damit heizt du gar nichts schnell oder gar gleichzeitig auf. Da würden auch 32A nichts daran ändern, wenn die Verfügbar wären.

Wenn die 200L Warmwasser weg sind, dann sind die weg, und es dauert sicherten gute Stunde, bis die WP die wieder aufgeheizt hat. In der Zeit ist die Heizung natürlich kalt.

Hat deine Anlage denn einen Heizstab?

Oliver

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Laut technischem Datenblatt liefert die diskutierte WP unter den von Dir genannten Bedingungen 7kW Heizleistung. Das würde den Wärmeverlust im Puffer durch einen sparsamen Duschvorgang innerhalb von gut 10 Minuten ausgleichen können.

Da hast Du recht, 32A würden nichts ändern. Das technische Datenblatt spricht aber von einem maximalen Betriebsstrom von 21A. Begrenze ich diesen auf 14A, bekomme ich von der WP nicht die maximal mögliche Leistung. Ich kenne die interne Steuerung der Anlage nicht, deshalb weiß ich nicht, wie sich die Begrenzung auf 14A auf das gesamte Regelverhalten der Anlage auswirkt. Möglicherweise ist es nur eine Kappung von Lastspitzen, vielleicht regelt es aber auch die Stromaufnahme über das gesamte Regelband ab.

Nichts anderes habe ich geschrieben. Allerdings habe ich es realistischer formuliert. Es duschen nicht alle 6 Personen und dann ist das warme Wasser weg, sondern die WP arbeitet permanent gegen den Wärmeverlust im Puffer an. Diesen auszugleichen würde bei unbeschränkter Leistung pro Duschvorgang ca. 10-15 Minuten dauern. Nach einer viertel Stunde könnte also die nächste Person zu gleichen Bedingungen duschen, wenn sich jeder auf ca. 50l Wasserentnahme beschränken würde.
Dass die Anlage falsch ausgelegt ist und eher ein 500l Speicher erforderlich gewesen wäre, hatte ich auch geschrieben. Über was möchtest Du also jetzt diskutieren?

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Der TE hat eine "übliche" WP-Installation beschrieben und wir sind uns hoffentlich darüber einig, dass diese "übliche" Installation weniger als "suboptimal" ist.
Plattitüden à la "absoluter Effizienzkiller" sind nichts weiter als leere Worthülsen, die dem Nutzer eine vermeintlich starke Position verschaffen, weil diese Aussage als unumstößlich angesehen werden soll.
Ein solcher Mischer befindet sich in der diskutierten Anlage schon zwischen Radiator- und FBH-Kreis. Also wird die Effizienz der Anlage an dieser Stelle bereits "absolut" gekillt.
Tatsächlich hat es auf die Effizienz aber nur die Auswirkung, dass die WP die VL-Temperatur liefern muss, die das Teilsystem mit der höchsten Temperaturanforderung verlangt. Bezogen auf den gesamten Heizkreis werden also 45°C VL für die Radiatoren produziert, die benötigten 30°C VL für die FBH werden durch Beimischung aus dem RL erreicht.
Da die WP in der diskutierten Installation ebenfalls für die WW-Bereitung zuständig ist, muss sie, je nach thermischen Verlusten des WW-Speichers, mehr oder weniger häufig die VL-Temperatur auf 50°C hochfahren. Ob sie dann 30 Minuten lang die Wohnung abkühlen lässt (thermischer Verlust der Wohnung laut Heizlastberechnung in dieser Zeit bei max. 3,5 kWh) und diesen Verlust nach WW-Bereitung wieder ausgleichen muss oder ob durch einen Mischer zwischen Puffer und Heizkreis die VL-Temperatur der WP für den Heizkreis durch Beimischung des RL auf den benötigten Heizkreis-VL abgesenkt wird, verlängert am Ende nur die Laufzeit der WP mit VL = 50°C um einen unwesentlichen Zeitfaktor.

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Ja, bis 55°C VT @ -10°C sollte sie 7kW (ohne Begrenzung) liefern können sagt der Katalog. Das Engineering Product Data Book sie liefert bei 55°C VT in Verbindung mit dem IWT Innengerät 5,25kW.
Was stimmt? Keine Ahnung.

HN0913T.NK0_LG_HU071MR.U44_specs
HN0913T.NK0_LG_HU071MR.U44_specs1277×637 72.9 KB

Die nächste Frage ist, wie schnell fängt sie zum Laden an. Ich habe da noch keine Regelmäßigkeit feststellen können. An sich sollte die Hysterese 4°C sein (Bsp bei 50°C WW sollte sie bei 45°C anfangen zu heizen) und die Kompressorgrenztemperatur bei 56°C. Dh sie heizt das Heizwasser für den Wärmetausche auf 56°C auf um damit das Warmwasser zu erwärmen.
Vielleicht ist es besser die Hysterese auf 3° einzustellen, damit die Warmwasserbereitung schneller anfängt.

Prinzipiell richtig, die Temperaturen im Radiatorvorlauf habe ich aber von der Außentemperatur abhängig gemacht.

thermaV_heizkurve
thermaV_heizkurve1600×923 187 KB

Prinzipiell richtig. Ist aber eine rein akademische Überlegung, da die Hydraulik im IWT Innengerät nicht geändert werden kann/soll, was aber für diese Betriebsart notwendig wäre.

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Ich fasse zusammen:

  1. Der 200l Warmwasserspeicher ist viel zu klein.
    300l wären knapp
    400l wären ok
    500l wären üppig.

  2. Durch die Warmwasserbereitung mit dem Außengerät der Heizung fällt die Heizung während dem Duschen flach. Wenn sich nur 4 der 6 Personen in der Früh duschen, dauert der Vorgang bei ~15min Duschen und ~20min Aufheizzeit rund 1,5 Stunden. -> Inakzeptabel. Während dieser Zeit gibt es keine Heizung.

  3. Verstärkt wird der Effekt noch durch den max. verfügbaren Anschluß von 16A. Hätte der Heizungsbauer das berücksichtigt, hätte a) das richtige Gerät mit 6kW Nennheizleistung installiert werden müssen, und b) der Speicher größer ausfallen müssen, da die WP länger für die Warmwasserbereitung benötigt.

Der Heizungsbauer wird diese ganzen Fehler nicht einsehen wollen.
Er wird den Speicher nicht tauschen wollen, denn das wäre eine komplette Neuinstallation.
Das heißt es wird vor Gericht landen müssen. Das ist das Letzte was ich wollte.

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Jetzt miss doch mal den Wasserdurchsatz der Dusche statt gleich über einen Rechtsstreit nachzudenken. Wenn der sich mit einem Sparduschkopf halbieren lässt ist das Problem wahrscheinlich gelöst.

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So schaut die Installation innen aus.

thermaV.dachboden
thermaV.dachboden1302×1600 130 KB

Links steht das Innengerät mit integrierten 200l Warmwasserspeicher. Abmessungen 600x600x1800hoch. Im Prinzip wie ein Kühlschrank.
Rechts vorne das Ausgleichsgefäß, dahinter der 50l Speicher als hydraulische Weiche. An der Wand die beiden Pumpen. Links Radiatorenkreis, rechts Fussbodenheizkreis mit Mischer.

Zu Befehl. :saluting_face: Mach ich gleich heute Abend.
Noch denke ich nicht darüber nach, mir wäre eine richtige, funktionierende Lösung am liebsten.

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Wenn der Wassersparkopf nicht ausreicht könntest du ansonsten noch einen zweiten 200L Speicher danebenstellen falls der Platz ausreicht, der kann ja einfach über die Zirkulationsleitung angebunden werden. Ich denke aber dass es auch ohne gehen sollte.