Wärmepumpen mit ansteuerbaren Schnittstellen (0-10V, Modbus) für Heizungsregelung Technische Alternative

Falls es jemanden interessiert, der derzeitige Favorit ist eine Kaisai KHX-09PY1 aus folgenden Gründen:

  • das derzeit umweltfreundlichste R290 Kältemittel

  • besserer Wirkungsgrad bei höheren Vorlauftemperaturen als R32

  • Guter Preis und guter Wirkungsgrad

  • Made in Europe (PL wenn ich das richtig verstanden habe)

  • Modbus Schnitstelle mit offengelegten Registern

Broschüre

Technisches Manual mit Modbusregistern

Das Hydraulikdiagramm ist jetzt so dass die Heizung im abwechselnden Betrieb direkt bedient wird ohne über den Pufferspeicher zu gehen, und bei Warmwasserbedarf der Pufferspeicher bei Unterbrechung der Heizkreise nachgeladen wird. Der Mischer für die Heizleisten kann dann voll auf Durchgang stehen und nur die FBH wird runtergemischt.

Es gibt 2 Varianten, eine mit einem großen Verteilerbalken wie von efg Sandler für den Speedpower3 Speicher vorgeschlagen, und eine für den Bayersolar SLS Speicher.

Mal sehen wie es weitergeht... Beratungsgespräch mit efg Sandler und Angebot erst im März.

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Brauchst du die 60°C Vorlauf zum Heizen mit Heizkörpern oder hast du Niedertemperatur-Flächenheizung?

Bei 60° läuft die Wärmepumpe bei weitem nicht mehr Effizient. Der COP sinkt beträchtlich gegenüber 40°C. Zum 100l Warmwasser machen ist das erträglich. Bei -10°C Außentemperatur wird das dann mit 9kW nix.

Wir haben Heizleisten, und die werden normalerweise nicht mit so hohen Vorlauftemperaturen angefahren. Bei 0° liegen wir bei ca. 40°C. Knapp die Hälfte der beheizten Fläche ist FBH, der Rest die besagten Heizleisten.

Da es eher selten sehr kalt ist und auch das immer seltener (dank Klimawandel), sehe ich das jetzt nicht soo tragisch. Gegenüber Gas können wir in der Übergangszeit mit PV-Strom Punkten (die PV möchte ich auch noch auf PVT umrüsten und mehr auf der Südseite und an der Südwand installieren) so dass es gegenüber dem jetzigen Status Quo nicht teurer werden sollte.

Wenn es zu sehr einschlägt werde ich die Heizleisten rauswerfen und Klimadecken installieren. Das kann man sehr gut selber machen und es ist nicht übermäßig teuer.

Aber erstmal einen Winter gucken wie es so läuft.

Es gibt ein update:

Hatte ja Solarbayer wegen dem Speicher und der Wärmepumpe angeschrieben und interessante Antworten erhalten, die sich meinem Verständnis nach nicht mit den Vorschlägen hier decken.

Der Berater bei Solarbayer hat folgende Hydraulik vorgeschlagen:

LWM-Set-3-2x-PS300-Friwa-HS.pdf (268 KB)

Zwei Speicher, einer für die Heizung, einer für das WW, beide mit innenliegenden (und die Schichtung verbirbelnden!) Wärmetauschern, die WP bedient beide bivalent nach Anforderung. Die Solarthermie über besagte Wärmetauscher angeschlossen. Die Friwa bekommt den VL vom WW-Puffer, und der RL geht durch den Heizungspuffer.

Die Hydraulik ähnelt frappierend der Hydraulik wie sie 20 Jahre bei uns gearbeitet hat, nur WP-Puffeer + Friwa anstatt Brauchwasserspeicher.

Das ganze System ohne Schichtspeicher, mit der folgenden Begründung:

"Ist eine Frischwasserstation in einem Wärmepumpensystem verbaut ist es nicht ratsam hier einen

Schichtleitspeicher einzusetzen da in diesem Fall (nur aber in diesem Fall) die Wärmepumpe einen

kalten Volumenstrom durch das Schichtleitsystem schickt. Wird gleichzeitig Warmwasser benötigt

wird der Volume Strom sofort durchgezogen und die Friwa bekommt kaltes Wasser ab. Bei solch einem

System mit Friwa gibt es nur eine einzige Möglichkeit dies vernünftig zu verbinden. Für die Frischwasserstation

sollten Sie einen PS300 Speicher verwenden. Als Zweiten Speicher für die Heizkreise kann dann ein Puffer

verwendet werden welcher rein für die Heizung zuständig ist. Somit wird die Wärmepumpe eine Warmwasserladung

durchführen."

Die von mir entworfene Hydraulik (siehe oben) wird mit der folgenden Begründung als nicht zielführend angesehen:

"Leider kann ich Ihre Hydraulik so nicht bestätigen. Die Wärmepumpe braucht

zwingend einen Übergabespeicher auf das Heizsystem um hydraulisch entkoppelt zu sein.

Weiter muss die Frischwasserstation rein über einen Heizungspuffespeicher laufen da diese sehr leistungsstarke

Pumpen verbaut haben welche einen großen Volumenstrom nach sich ziehen. Somit wäre meine

Hydraulik die ganz klare Empfehlung damit alles reibungslos funktioniert."

Hmm, @donpepe23 hatte geschrieben dass die zweifache Entkopplung ein Problem sei, und nun schreibt Solarbayer dass die WP zwingend eine Entkopplung benötigt. Was stimmt denn nun? Eine Begründung, warum die Wärmepumpe durch einen Puffer "entkoppelt" sein muss ist der Herr schuldig geblieben.

Die FriWa läuft ja sowieso über den Pufferspeicher und es ist garnicht geplant, das anders laufen zu lassen. Evtl. müsste man die Friwa alleine an den Ausgang des Pufferspeichers hängen und die WP + die Heizkreise auf die andere Seite, da der Betrieb der WP auf den Pufferspeicher bei laufenden Heizkreisen ja sowieso nicht geplant ist.

Wenn aber die Wp die Heizkreise nicht direkt versorgen darf (warum eigentlich?), dann geht es so natürlich nicht.

Irgendwie ist da die Hydraulik vom efg Sandler deutlich innovativer finde ich, dort passiert das nämlich schon.

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Dem kann ich nur zustimmen, aus dem Solarbayer-Schema werde ich nicht schlau.

Was genau macht eigentlich dieses "dicke Rohr" (roter Pfeil) in der Speicherkuppel bei efg ? Es sollen ja angeblich "keine bewegten Teile im Speicher" sein!? (also keine Klappen, Ventile oder Thermostate?

@mf2105 Das ist der physikalische Wasserschichter. Das ist im Prinzip ein Rohr mit mehreren kleinen Miniröhrchen bzw. Kanälen drin, die das oben eingepumpte heiße Wasser in genau der richtigen Höhe bei gleicher Temperatur einschichten. Die Miniröhrchen bzw Kanäle sind alle verschieden lang und haben am "Ende" eine Bohrung nach "außen". Durch die inhärente Eigenschaft des Wassers, ab ca. 4°C mit steigender Temperatur immer leichter pro Volumen zu werden, gibt es weiter oben bei heißeren Wasser außenherum keine Motivation des eintretenden schwereren Wassers von diesem Rohr in den Speicher einzutreten weil es eben noch schwerer ist als das umgebene. Erst bei der gleichen Temperatur möchte es nach außen, weil das darunterliegende noch schwerer ist und es sozusagen "aufschwimmen" würde.

Muss mal das Patent von efg Sandler suchen, da sollte es erschöpfend erklärt sein. Wenn ich es finde wird es hier gepostet.

Das ist schon eine ziemlich innovative Sache dieses an sich einfache Bauteil, und macht den Speicher soviel nützlicher, da es sozusagen zwei Speicher in einem bietet: Warmwasser für die FriWa oben, und kälteres Heizungswasser unterhalb des Rohres. Und das ohne Umschalter, verschiedene Pumpen etc.

Hier ist es erläutert: https://youtu.be/BWofrAU0myw

Hab Anfang März ein Beratungsgespräch bei denen, mal sehen ob sie mir ihren Speicher und den Wärmetauscher für die Solarthermie verkaufen :slight_smile:

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Moin,

Wenn du viele Heizkreise mit ERR/Thermostatventilen hast, welche aufgrund einer zu hohen Heizkurve und Druchfluss oft auf und zu gehen, dann ist eine Entkopplung notwendig. Sinnbildlich ist es dann so, als ob du beim Auto immer Vollgas gibst und mit der Handbremse die Geschwindigkeit regelst. Im Prinzip kann man mit einer Hydraulsichen Entkopplung (insbesondere über eine Puffer) eine fehlerhafte Einstellung des Heizsystems "ausbügeln". Wenn dazu der Puffer auch nocht Energie speichern soll, dann geht das nur über eine noch höhere VLT der WP. Damit wird es nur ineffizenter: 2,5% mehr Stromverbauch je 1K VLT bei der WP + zusätzliche Pumpe + höheres Inves + mehr Steuerungsaufwand.

Die Hydraulik vom Solarbayer erklärt sich mir auch nicht richtig... Aber sie haben bestimmt ein Lösung mit noch mehr Speichern, Pumpen und Mischern... Bei einer WP sollte man immer über die STA WW erzeugen und nur dananch (evtl vorhanden) Energie ins Heizsystem leiten, da es WW mit der WP eben ineffizenter ist, als der Heizbetrieb...

Grüße

Hier die versprochenen Patentschriften:

Das älteste DE-Patent von 1988 ist schon lange wieder abgelaufen.

Das EP-Patent ist noch bis November dieses Jahres gültig.

Und es gibt noch eine nicht erteilte EP-Applikation, die nicht weitergeführt wurde.

Der Kern der Sache ist im EP-Patent folgendermaßen beschrieben:

"Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass eine Mehrzahl von Aufströmkanälen vorgesehen ist, die im wesentlichen parallel beabstandet von dem Zuführkanal angeordnet sind und an ihrem unteren Ende auf verschiedenen Ebenen in den Zuführkanal münden und an ihren oberen Enden offen sind."

Und weiter ab Absatz 50:

"[0050] Die äusseren Aufströmkanäle K1, K6 beginnen auf verschiedenen Ebenen E1, E6 in einer ringsum von dem Körpermantel M umgebenen Verweilzone VZ, in der die eintretende Strömung IN abhängig von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit in die Aufströmkanäle K1, K6 auf den verschiedenen Ebenen E1, E6 einbiegt. Dabei vergrössert sich der Strömngsquerschnitt mit zunehmender Tiefe der Ebenen E1, E6.

[0051] Bei negativer Temperaturdifferenz in Bezug auf die Temperaturen im oberen Bereich 30 (siehe Fig. 5) verlässt die eintretende Strömung IN den Körper in der Ebene EO am Ende des Körpers als austretende Strömung OUT0. Hingegen verlässt sie bei positiver Temperaturdifferenz den Körper als austretende Strömung OUT1 bzw. OUT6 am oberen Ende der Aufströmkanäle K1 bzw. K6, und zwar abhängig von der Ladeleistung. Zusätzlich können, wie gezeigt, am oberen Ende der Aufströmkanäle K1, K6 jeweilige Rückflusssperrklappen RK1, RK6 vorgesehen werden, beispielsweise in Form von dünnen Silikonmembranen, die einseitig am Körper angelängt sind, welche einen Rückfluss von warmen Wasser in die Aufströmkanäle vermeiden, falls die Strömung IN eine geringe Temperatur aufweist und also austretende Strömung umgekehrt ist.".

Kann sich der Interessierte ja mal ansehen um das Prinzip zu verstehen. Die Figuren 1c und 4a, b scheinen hierbei am interessantesten zu sein.
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@donpepe23 Ja, das verstehe ich jetzt auch so. Das von Dir beschriebene Phänomen sollte bei den Heizleisten kein Ding sein, da die ja wegen dem Einrohrsystem immer eine hydraulische Brücke haben wenn das Thermostatventil zu ist. Vor jedem Heizregister ist ein T.Stück welchers gerade ins Heizregister mündet und ums Eck in die Brücke:

Damit sollte das von Dir beschriebene Problem jetzt nicht auftreten, hoffe ich zumindest.

Ich würde daher im Winterbetrieb den Pufferspeicher rein als Warmwasserspeicher betreiben und mit der WP direkt in die Heizkreise fahren. Bei WW-Bedarf dann auf den Puffer umschalten, die HK-Pumpen vorübergehend abschalten und den Speicher wieder beladen, bis das obere Viertel oder so auf Temperatur ist. Danach wieder umschalten und wieder mit meistens niedrigerer Temperatur in die Heizkreise fahren.

Nur wenn die Vorlauftemperatur Witterungsbedingt sowieso so hoch oder höher als die WW-Temperatur ist, könnte man auf eine gemeinsame Speichernutzung umschalten. Die Frage ist ob das überhaupt Sinn macht.

Von Shelly gibt es jetzt ein 0-10 Volt Modul für unter 20 €, das über WLAN oder Bluetooth zu steuern ist

Hallo zusammen,

ich greif' das Thema mal auf. Mich treibt das gleiche Thema um. Eine einfache und gut beeinflussbare Heizungsteuerung, die keine Blackbox ist. Die Speedpower finde ich auch höchst interessant. Wobei es sich ja dabei schon um eine Blackbox handelt. Eine Softwareschnittstelle gibt es meines Wissens nicht.

By the way, kennt jemand eine witterungsgeführte Mischereinheit, die autark läuft, aber eine Schnittstelle hat? Am besten, alle Daten über MQTT auslesebar und beschreibbar?

Kurzes Update:

Unsere Heizung läuft seit letztem Juni an sich hervorragend, die Ansteuerung der WP über Modbus mit der UVR16X2 funktioniert super, mittlerweile hab ich auch noch einige interne Temperaturen am Start. Das Speedpower System geht an sich gut, lästig ist einzig die fehlende Entkopplung von Heizung und Warmwasser. Da werde ich mir diesen Sommer noch was überlegen.

Kurze Zusammenfassung: Ich hab das Speedpowersystem nur nachgebaut, da es letztes Jahr nicht verfügbar war. Mit einem Solarbayer SLS Pufferspeicher und einer TA 16X2 Heizungsregelung. Der Pufferspeicher hat nicht diesen patentierten Rüssel, daher wird bei überschüssigen Volumenstrom der Puffer wieder abgekühlt und muss öfters aufgeheizt werden. Genauso bei zuwenig Volumenstrom - da wird Wärme aus dem Pufferspeicher entnommen. Das muss beim Originalsystem aber auch so sein - scheint man zu tolerieren.

Die TA Heizungsregelung ist super, man kann wirklich alles machen, und das komplett offen. Die Programmiersoftware gibt es sogar für Linux.

Und man kann schöne Übersichtsseiten für den Browser kreieren.

Hallo bugbuggi,

klingt echt spannend!

Fährst das System genau so wie Sander? Überschuss geht in Speicher und wenn Speichertemperatur erreicht, kehrst du die Flußrichtung um, und gehst in den Heizkreis?

Welche Pumpen und Mischer hast du im Einsatz?

Ich habe neulich mal mit einem Mitarbeiter von "Technische Alternative" telefoniert. War ein sehr nettes und informatives Gespräch. Und vor allem hat man heute nur noch selten so kompetente Mitarbeiter am Telefon.

Es gibt dafür auch eine JSON Api sowohl online als auch über CMI. Die Knoten müssen aber definiert sein. Sonst kann man nur die Standard Ein-/Ausgänge ansteuern.

@bugbuggi interessantes Projekt, aber dieser Zauberstab im Wunderpuffer kann doch nur funktionieren mit geringen Volumenströmen, wenn man da mit >1500l/h rein drückt, kommt das aus allen Poren, nur mal so als Anmerkung. Wenn man mit der Temperatur (oder höher) den Puffer befüllt die auch im Puffer herrscht, schichtet man schon halbwegs ein.

Die aussage der WP Bauer und Verkäufer kommt immer wieder, nie direkt in die Heizung zu gehen... wollen einfach sicher sein, das es passt, wer aber die nötigen Volumenströme durch bringt, sollte keine Probleme haben.

Habe auch einen großen Puffer von meiner STA mit WP, aber meine STA habe ich durch PV ersetzt, da sieht man wie scheiße der Puffer eigentlich ist, wenn man nur mit der WP darauf fährt. Mit STA bleibt einem eigentlich nicht viel über, viele Umschaltungen verkomplizieren die Hydraulik nur und ob der Aufwand lohnt bleibt fraglich. Habe einige Experimente gemacht mit dem Puffer, aber für die Heizung kommt der raus, der ist dann nur noch für WW zuständig so lange die WP noch läuft und dann kommt alles raus und nur noch ein kleiner 300-500l WW Puffer und gut ist es.