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Vaillant VWS Erdwärmepumpe: Soledruck niedrig

Seit Anfang an beobachte ich, wie der Soledruck unserer Vaillant Erdwärmepumpe Jahr für Jahr sinkt. Glücklicherweise ist es kein Leck in den Soleleitungen, sondern nur ein bekanntes Problem: Die Luft entweicht nach und nach irgendwo oben am Ventil im weißen Plastikausgleichsbehälter. Wenn irgendwo die Sole verloren ginge, könnte man das am sinkenden Pegel im Ausgleichsbehälter sehen und das wäre viel schlimmer. So zeigte bei mir die Wärmepumpe bei 0,5 bar eine Warnung an. Auch wenn nur die Luft entweicht, muss man irgendwann auffüllen, denn die Vaillant VWS Wärmepumpe schaltet ab ca. 0,2 bar wegen niedrigem Soledruck einfach ab.

Ans Gewinde am Ventil auf dem Ausgleichsbehälter komme ich bei mir gar nicht ran. Da ist ziemlich fest ein „Abflussrohr“ für den Soleüberschuss (noch nie gebraucht) installiert. Deswegen habe ich mich an dieses Abflussrohr mit einem PVC-Schlauch (22 mm Innendurchmesser) angeschlossen und am anderen Ende aus drei PVC-Fittingen eine luftdichte Reduzierung auf 8 mm gebastelt. Darauf passt ein 12V-Autoreifenkompressor. Dann mit dem Kompressor schnell etwa 2,5 bar Druck im Rohr gemacht und kurz das Ventil oben geöffnet. Es geht mit einer leichten Vierteldrehung auf. Deswegen sollte man am Ventil nicht rumspielen, solange man keine Pumpe zum Wiederaufpumpen hat. Jetzt ist bei mir wieder 1,3 bar in der Soleleitung und die Wärmepumpe ist zufrieden.

Irgendwo am Ventil entweicht die Luft
Irgendwo am Ventil entweicht die Luft
Mit Autokompressor wieder Druck machen
Mit Autokompressor wieder Soledruck machen
Jetzt ist der Soledruck wieder in Ordnung
Jetzt ist der Soledruck wieder in Ordnung
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Arbeitszahlen der Vaillant VWS Wärmepumpe

Die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe ist der wichtigste Effizienzwert, den man für die eigene Anlage optimieren kann und soll. Als erstes empfehle ich, sich das Grundverständnis dieser Kennzahl sowie der vielfältigen Einflussfaktoren auf der Webseite Jahresarbeitszahlen.info zu verschaffen. Man sollte dann auch solche scheinbar kuriose Sachen verstehen, dass die Arbeitszahl im Sommer viel schlechter ist als im Winter, dass die bessere Hausdämmung die Arbeitszahl eher verschlechtert und dass ein kalter Frühling die Arbeitszahl nach oben zieht.

Sehr wichtig für die Arbeitszahl ist die eigene Effizienz der Erdwärmepumpe, sog. COP (Coefficient of Performance) in den relevanten Betriebspunkten (d.h. gegebene Soletemperatur, Vorlauftemperatur und Spreizung). Die Übersicht der COP-Werte [PDF – Link wird gesucht!] aller möglichen Wärmepumpen findet man bei BAFA. Anders als bei Luftwärmepumpen (bei denen die COPs in ganz verschiedenen Betriebspunkten wichtig sind) ist der gewählte Betriebspunkt für Erdwärmepumpen B0/W35 (Sole 0°C, Vorlauf 35°C) schon einigermaßen repräsentativ. Je nach Messnorm wird eine Spreizung von 5K oder 10K zugrunde gelegt. Bei meiner Vaillant VWS 61/2 beträgt dieser Labor-COP 4,30 (B0/W35, dT=5K). Übrigens, es gibt auch schon ein Nachfolgemodell VWS 61/3 mit COP 4,64. Diese Werte betreffen aber nur die Heizung, denn im Warmwasserbetrieb gibt’s viel niedrigere COPs, die den Durchschnitt ordentlich nach unten ziehen.

Praktisch sehr wichtig für den COP der Vaillant-Wärmepumpe ist die sog. Überhitzung im Kältekreis, die man bei laufendem Kompressor leicht im Screen D2 ablesen kann. Normal sollte diese 7-8K betragen. (Nach anderen Berichten reichen 3-4K.) Mit jedem Grad mehr sinkt der COP deutlich. Die Überhitzung kann nur von einem Kältetechniker durch die Umstellung des sog. TEV (thermisches Expansionsventil) geändert werden, was Vaillant nach Internetberichten meist verweigert.

Oft sind die Betriebsbedingungen aber besser als B0/W35 – vor allem wegen wärmerer Erdsole (bei uns z.B. min. 6°C) und niedrigerer Vorlauftemperaturen – insb. in der Übergangszeit. Daher sind  im Jahresdurchschnitt auch Arbeitszahlen über dem COP zu erreichen. Mit dem JAZ-Rechner kann man die Jahresarbeitszahl unter Berücksichtigung weiterer Faktoren gemäß VDI 4650 ausrechnen. Aber auch diese Berechnung stimmt nur in der Theorie.

In der Realität fallen die Arbeitszahlen auch bei ähnlichen Anlagen sehr unterschiedlich aus. Jeder Monat und jedes Jahr ist anders, es lohnt sich daher die Entwicklung eigener Arbeitszahlen mit anderen Nutzern auf Waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de zu vergleichen. Jahresarbeitszahl einer Erdwärmepumpe unter 4,0 deutet jedoch darauf hin, dass irgendwas im System nicht stimmt. Oft ist die Wärmequelle (Erdsonden oder Kollektor) zu klein dimensioniert, oder die Wärmepumpe zu groß, oder die Hydraulik stimmt nicht.

Wie kann man die eigene Arbeitszahl mit der Vaillant VWS ermitteln? Sehr einfach macht’s Vaillant dem Nutzer nicht. Den Stromverbrauch kann man meist auf dem separaten Stromzähler ablesen. Wenn man sehr genau sein will, addiert man dazu in der Heizsaison noch 50-100 Watt für die Heizungspumpe, die meist nicht über Wärmepumpenstrom läuft (macht pro Tag bis zu 2,4 kWh). Den aktuellen Stand des eingebauten Wärmemengenzählers kann man im zweiten Screen der Wärmepumpe (mit dem ansonsten wenig aussagefähigen Balkendiagramm) oben rechts ablesen. Aber Achtung: das ist nicht die produzierte Wärmemenge, das ist die Entzugsleistung (die Wärme, die aus der Erde entnommen wurde).  Die Arbeitszahl speziell für Vaillant errechnet sich somit wie folgt:

Arbeitszahl = (Entzugsleistung + Stromverbrauch) / Stromverbrauch

Man kann sich also die Werte der Zähler monatlich oder wöchentlich aufschreiben. Die Differenz zum letzten Wert ist der Stromverbrauch bzw. die Entzugsleistung des vergangenen Monats bzw. der Woche. Dann die obige Formel anwenden. Fertig. Excel kann es auch noch komfortabel machen.

Genauer gehen die Messungen mit externen Wärmemengenzählern. Dann kann man die Effizienzwerte auch getrennt nach Heizung und Warmwasser ausrechnen. So mache ich das auch, in dem mein Tool jede Minute die Zählerdaten ausliest und die Statistiken vorbereitet. Die Wärmemengenzähler (insb. die fernauslesbaren) sind jedoch relativ teuer, wenn man sie sich nachrüsten lassen will. Skandalös: unsere Erfahrung sowie die von einigen anderen Nutzern zeigt, dass der integrierte Vaillant-Zähler ca. 5-10% mehr Energieoutput angibt als extrem genaue externe Wärmemengenzähler. So kann man bessere Werte im Vergleich mit anderen Wärmepumpen auch bekommen. 🙂

Wie sieht’s bei uns denn aus? Unsere ehrliche Monatsarbeitszahl (nach externen WMZ, ohne Berücksichtigung der Heizungspumpe) lag z.B. im Juli 2010 bei 2,74, im Dezember 2010 bei 4,04, im Januar 2011 bei 4,21. Damit bin ich zufrieden. Die Jahreswerte folgen demnächst.

Wärmemengenzähler von Vaillant VWS
Wärmemengenzähler von Vaillant VWS
Überhitzung im Kältekreis der Wärmepumpe
Überhitzung im Kältekreis der Wärmepumpe
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Heizen in der Zwischenzeit

Trotz starken Temperaturschwankungen der letzten Tage (Frost nachts, Sonne tagsüber) hält die Heizung die Raumtemperatur sehr gut. Die  Wärmepumpe arbeitet bei uns nach wie vor mit der Heizkurve 0,25 und Zieltemperatur 21°. Vaillant nennt das „Raumsolltemperatur“. Da die Wärmepumpe jedoch keine Ahnung von den tatsächlichen Raumtemperaturen hat, ist das eher eine rechnerische Zieltemperatur, aus der die Vorlaufsolltemperatur berechnet wird.

Damit es nachts aber nicht zu warm wird, habe ich werktags 0-16 Uhr und am Wocheende 0-8 Uhr eine Absenkung eingestellt, aber eine ganz kleine: Zieltemperatur 20°. Auch die Warmwassertemperaturen haben wir seit einiger Zeit runtergesetzt: min. 41°, max. 46°. Das reicht immer noch locker für eine heiße Dusche. Wenn die Sonne abends reinscheint (wir haben ja die großen Fenster zur Westseite), wird in den sonnigen Räumen schnell bis zu 25-26° grad warm. Da bleibt uns nichts anderes übrig, wie die Fenster aufzumachen. Wir warten auf die sommerlichen Temperaturen, wenn die Wärmepumpe in den Sommermodus verfällt.

Den Erdsonden scheint es nach dem harten Winter schon viel besser zu gehen. Die Quellentemperatur ist jetzt 9-10°. Im Winter warens nur noch 5-6°. Manchmal liest man, dass die Sonden fast den ganzen Sommer brauchen, um sich vom Winter zu erholen. Das können wir nicht bestätigen. Wenn die Sole schon bei 9-10° liegt, wird es ums Rohr mind. 11-12° sein. Von einer vorbelasteten Sonde kann keine Reder mehr sein oder wir haben einfach Glück, dass unser Grundwasser gut fließt und die Wärme schnell heranspült.

Der Wärmebedarf sinkt konsequent
Der Wärmebedarf sinkt konsequent
Die Soletemperaturen im grünen Bereich
Die Soletemperaturen im grünen Bereich
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