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Die Wärmepumpe schlägt sich durch den Winteranfang

Unsere Vaillant VWS Wärmepumpe schlägt sich erfolgreich durch den heftigen Winteranfang. Die genauen Statistiken der letzten zwei Wochen zeigen viel Interessantes. Es ist klar, dass die tägliche Betriebsdauer und die Menge der Heizwärme direkt von der durchschnittlichen Außentemperatur abhängt, während die Wärmemenge fürs Warmwasser relativ konstant um 4 kWh täglich pendelt (je nach Anzahl der Aufladungen). Aber auch die Arbeitszahl (Energieoutput durch -einsatz) im Heizbetrieb sinkt deutlich mit den fallenden Außentemperaturen wegen steigenden Vorlauftemperaturen. Bei Warmwasserzubereitung liegt die Arbeitszahl bei bescheidenen ca. 2,5. Unser Soleeintritt liegt am Ende des Heiztaktes bei 6°C, was nach einer Kältewoche gar nicht schlecht ist.

Eine weitere Erkenntnis: Die Anzahl der Starts des Kompressors verändert sich mit der Außentemperatur kaum und pendelt um 12 Starts pro Tag (je nachdem wie die EVU-Sperrzeiten einschneiden). Darauf hat wohl nur die Einstellung des Energieintegrals (EI) für den Kompressorstart von -120°min den Einfluss.  Man könnte den Kompressor etwas schonen, wenn man das EI z.B. auf -150°min verändert. Dann startet der Kompressor etwas seltener. Ich weiß jedoch nicht, ob und wie sich das auf die Arbeitszahlen auswirkt.

Es war beruhigend festzustellen, dass am bisher kältesten Tag (2. Dezember 2010 mit  -6,2°C im Schnitt) unsere Wärmepumpe nur 13 Stunden und 7 Minuten gelaufen ist. Das heißt, wir haben noch fast 9 Stunden Reserve (2 Stunden pro Tag sind Sperrzeiten). Ich vermute, auch bei ganztägig -10°C ist noch mehr als genug drin. Die Dimensionierung unserer Wärmepumpe ist daher auf keinen Fall zu groß. Gut, dass wir die kleine 5,9 kW Wärmepumpe genommen haben.

Vaillant VWS bei fallenden Temperaturen
Vaillant VWS bei fallenden Temperaturen

Hydraulische Weiche ausbauen (Teil 4)

Die erste Woche mit rapide sinkenden Außentemperaturen zeigt, dass der neue hydraulische Abgleich funktioniert. Mit eingestellter Raumsolltemperatur von 22°C und Heizkurve 0,25 macht die Vaillant VWS Wärmepumpe unser Haus gleichmäßig und schön mollig warm. Bei uns zu Hause herrscht selbstverständlich auch im Winter Barfußgebot. Ich experimentiere noch mit der Nachtabsenkung auf 20°C vs. generell etwas kleinere Ventileinstellungen fürs Schlafzimmer. Es wird sonst etwas zu warm nachts.

Wie schon erwähnt, hat unser Heizsystem mit Fußbodenheizung keine zuverlässige automatische Entlüftung. Deswegen hat’s die ersten Wochen ordentlich geblubbert in der Heizung. Das ging sogar soweit, dass der externe Wärmemengenzähler für den Warmwasserkreis zeitweise auf Störung ging. Für seine Ultraschallmessung war einfach zu viel Luft in der Leitung. Die automatischen Entlüfter (grade im Warmwasserkreislauf verbaut) bringen wie befürchtet nicht viel. Die Luft verstopfte regelrecht die Heizkreise mit kleineren Durchflüssen und setzte sich nur langsam in den wenigen Heizkörpern ab, die wir haben. Ich war schon bereit, uns einen ordentlichen Luftabscheider wie z.B. von Honeywell einsetzen zu lassen. Mein neuer Heizungsbauer hat aber einen sehr guten Tipp gegeben. Man stelle die Heizungspumpe ab (oder: während der Warmwasserphase pumpt diese nicht ins Heizungsnetz – das reicht). Nach 4-5 Minuten sammelt sich die Luft im obersten Heizverteiler im Vorlauf. Da konnte ich ein Ablassventil aufschrauben und gut Schaum ablassen. Nach zweimaliger Anwendung ist die Leitung anscheinend luftfrei. Der Rest setzt sich irgendwo ab oder wird durch Korrosion verbraucht.

Auch in Heizkreisen mit Radiatoren hat man heutzutage das Problem, dass sich gelegentlich Luftblasen bilden. Das merkt man zwar auch durch auffälliges Gluckern, zumeist jedoch erst, wenn es bei gleicher Temperatureinstellung merklich kühler wird. Auch in diesem Fall muss die Heizung mal “Luft ablassen”, was bei klassischen Heizkörpern einfach über einen Ventil am Heizkörper funktioniert. Wer da nichts schief machen möchte, kann sich für mehr Informationen diesen Artikel dazu durchlesen.

Bei der Entlüftung ist nur darauf zu achten, dass der Druck in der Heizanlage nicht zu niedrig wird. Ich weiß nicht, nach welcher Faustformel das berechnet wird. Bei uns sollte der Druck nicht unter 1 bar fallen, besser 1,5 bis 2 bar. So genau wird es anscheinend nicht bemessen. Also musste ich die Heizung zweimal auffüllen! Dafür braucht man einen Schlauch, den man auch selbst einfach aus einem Stück Gartenschlauch mit zwei 1/2″ Schraubanschlüssen machen kann (siehe Foto). Ich achte beim Auffüllen darauf, dass möglichst keine neue Luft reinkommt. Also erstmal den Schlauch an den Waschmaschinenanschluss anschrauben und vorsichtig den Schlauch mit Wasser füllen. Dann ans Heizungssystem anschrauben und Ventil auf Heizungsseite öffnen. Dann Wasserhahn öffnen und Wasser laufen lassen, bis der Druck den Normalwert erreicht.

Luft im Vorlauf am Verteiler rauslassen
Luft im Vorlauf am Verteiler rauslassen
Heizung wieder auf 2 bar auffüllen
Heizung wieder auf 2 bar auffüllen

Schrauben im Dachstuhl nachziehen

Nach dem heißen Sommer habe ich gemerkt, dass im Spitzboden die Muttern aller Schrauben, die die Kehlbalken halten, ziemlich lose sind. Vermutlich wurde das Holz trocken und ist geschrumpft. Ich hoffe, die Kehlbalken waren auch anders befestigt, sonst wäre die Decke im Dachgeschoss schon möglicherweise ein Stück runtergekommen. Nach dem Rat von Sachverständigen habe ich sie nachgezogen, aber nicht zu hart.

Lockere Schrauben im Dachstuhl
Lockere Schrauben im Dachstuhl

evd erhöht den Preis für den Wärmepumpenstrom

Wie schon befürchtet, erhöht evd den günstigen Arbeitspreis für Wärmepumpenstrom zum 01.01.2011 um 1,76 cent/kWh auf 18,31 cent/kWh. Das entspricht genau der Erhöhung der EEG-Umlage und ist daher eher als eine „kleine“ Erhöhung zu werten. Der Grundpreis bleibt anscheinend unverändert bei 78,54 EUR/Jahr, was auch noch recht günstig ist. Bei unserem Verbrauch entspricht die Preiserhöhung einer Jahresmehrbelastung von etwa 50 Euro.

Hydraulische Weiche ausbauen (Teil 3)

Nachdem die hydraulische Weiche und externe Pumpe entfernt wurden, muss der hydraulische Abgleich der Fußbodenheizung neu eingestellt werden. Jetzt pumpt ja die interne Pumpe durch die Heizkreise. Ich stellte fest, dass die Berechnung der Hydraulik, die ich von der Fa. Elsner über HHB bekommen habe, gar nichts taugt. Denn jene Berechnung war auf 10K Spreizung (entspricht dem Volumenstrom von ca. 0,75 m³/h) ausgelegt. Ich weiß nicht, ob die Ersteller wissen, dass die Vaillant VWS Wärmepumpe mit einer solch hohen Spreizung gar nicht arbeiten kann, denn sie schaltet standardmäßig ab 8K Hysterese einfach ab. Noch schlimmer ist, dass trotz der FBH-Berechnung auf 10K die tatsächliche Spreizung dank hydraulischer Weiche und falschen Pumpeneinstellungen bei mir originär nur 2-3K betrug. Also: komplette Fehlplanung! Dass es letzten Winter warm war, ist wohl nur der Anhebung der externen Heizpumpe zu verdanken, die ich damals vorgenommen habe, um die Volumenströme anzugleichen. Ich finde auch schade, dass die Firma Vaillant bei allen Fragen rund um die Einbindung ihrer Wärmepumpe lediglich auf solche Heizungsbauer verweist. Vaillant: wacht auf!

Also mache ich eine neue Berechnung für den hydraulischen Abgleich auf 5K Spreizung, wie es sich für Wärmepumpen gehört. Das kann man z.B. mit der Software OVPlan von Oventrop gut und einfach machen. Man braucht im Grunde nur eine Heizlastberechnung und die Raummaße. Man muss auch wissen welches Rohr (und noch besser wie viel) in der FBH verlegt wurde. Ich stelle die Ventile der FBH-Kreise auf die neue Berechnung um und komme auf einen Gesamtvolumenstrom von ca. 1,15 m³/h. Die Spreizung liegt in der Wärmepumpe bei den optimalen 5-6K. Mit meinem eigenen Tool zeichne ich die Strom- und Wärmemengenzähler auf und kann die Arbeitszeiten der Wärmepumpe überwachen und die COP (Arbeitszahlen) genau berechnen. Am gestrigen milden Freitag lag die Tagesarbeitzahl mit zweimal Warmwasserzubereitung und Raumsolltemperatur von 21°C bei 4,89 – das kann sich echt sehen lassen! Etwas besser als mit der Spreizung von 7-8K oder 6-7K, die ich vorher ausprobiert haben. Also es lohnt sich, den Volumenstrom und die Spreizung der eigenen Anlage zu überprüfen. Ich bin mit der Umstellung der Hydraulik soweit sehr zufrieden.

Die Trophäen sind irgendwann zu verkaufen
Die Trophäen sind irgendwann zu verkaufen
Neue FBH-Berechnung mit OVPlan
Neue FBH-Berechnung mit OVPlan
Neuen hydraulischen Abgleich einstellen
Neuen hydraulischen Abgleich einstellen
Aufzeichnung der VWS Wärmepumpe 19.11.2010
Aufzeichnung der VWS Wärmepumpe 19.11.2010

Bodenplatte der Garage wird gegossen

Gestern wurde die Bodenplatte der Garage gegossen. Die 17,5 cm dicken KLB-Plan-Hohlblöcke sind auch schon da. Auf der Nachbarbaustelle steht die Garage schon im Rohbau. Unsere klemmt sich jetzt also einfach dazwischen. Auch wenn die Fronten versetzt stehen, wollten wir nicht mehr von der Gartenfläche opfern. Außerdem steht die Garage bei uns so hinten schön bündig mit der Terrassenüberdachung.

Mauerer können mit der Garage loslegen
Mauerer können mit der Garage loslegen

Hydraulische Weiche ausbauen (Teil 2)

Beim Auseinanderschrauben unserer Heizungsanlage haben wir festgestellt, dass die Heizungsinstallation von der Firma Elsner nicht viel besser gemacht wurde als die Elektroinstallation. Beim Einhanfen der Schraubverbindungen wurde das Gewinde offenbar nicht aufgerauht, so dass das Hanf aus der Verbindung so richtig ausgetrieben wurde. Irgendwann tropft’s aus einer solchen Verschraubung bestimmt und ich bin gespannt, wie viele von solchen ich noch im Haus habe. Außerdem wurden rund um die hydraulische Weiche verzinkte Teile verbaut (gut zu sehen auf dem Bild im Teil 1), die heutzutage in einem Heizkreislauf nichts zu suchen haben. Abgesehen von der halvanischen Korrosion, die zwischen Kupfer und Zink entstehen kann, platzen Zinkpartikel regelmäßig ab und können Schaden anrichten. Gut, dass sie mit der Weiche nun alle wegkommen.

Außerdem wurde im Heizkreislauf an keiner Stelle eine vernünftige Entlüftung eingebaut, obwohl die Vaillant Installationsanleitung einen Luftabscheider im Rücklauf vorsieht. (Wie konnte ich das nur bei der Abnahme übersehen!) Dafür wurden im Warmwasser-Kreislauf ganze drei Schnellentlüfter eingebaut. Alle ohne Luftabscheider oder Lufttopf. Dazu gibt’s klare Worte von Bosy-online.de: Wer jetzt noch immer daran glaubt, dass man mit den automatischen Schwimmerent- und Belüftern (auch Sabberpötte genannt) die immer wieder entstehende Luft und Gase aus dem Wasser holen kann, der glaubt auch noch an den Weihnachtsmann.

Der eigentliche Ausbau der hydraulischen Weiche ging beim erfahrenen  Team sehr flott. Kreise zugedreht, Wasser aus Standrohren ablaufen lassen, das ganze unnötige Zeug abgeschraubt und durch 2 direkte isolierte Rohrverbindungen ersetzt, Heizung wieder aufgefüllt. Die Wärmepumpe pustet jetzt direkt in den Heizkreislauf. Es waren aber Optimierungen sofort fällig. Dazu bald mehr.

Verschraubungen schlecht eingehanft
Eh. Verschraubungen schlecht eingehanft
Keine hydraulische Weiche mehr
Keine hydraulische Weiche mehr

Hydraulische Weiche ausbauen (Teil 1)

Seit einiger Zeit denke ich darüber nach, wozu der Heizungsbauer in unserem Heizkreislauf eine hydraulische Weiche verbaut hat. Hydraulische Weiche ist nichts anderes als ein Behälter mit 4 Eingängen. Sie dient der hydraulischen Entkopplung von Kreisläufen und kann bei Vaillant VWS Wärmepumpen optional im Heizkreislauf eingebaut werden. Es geht natürlich auch ohne hydraulische Weiche, dann pumpt die Wärmepumpe das Heizwasser direkt in den Heizkreislauf. Die Heizungsbauer sichern sich dadurch wahrscheinlich nur ab. Denn die Wärmepumpe geht auf Störung, wenn alle Heizkreise durch die Einzelraumregelung zufällig geschlossen werden und der Durchfluss zu gering ist. Da diese Einzelraumregelung bei uns eh sinnlos ist und nur unnötig Strom verbraucht, ist es klar, dass auch die hydraulische Weiche entbehrlich ist. Übrigens auch mit aktiver Einzelraumregelung ist eine Störung vermeidbar, es genügt ein Überströmventil an der richtigen Stelle.

Ich bin zur Überzeugung gekommen, dass eine sinnlos eingebaute hydraulische Weiche nur schaden kann. Erstens bedingt die Weiche, dass eine zweite (externe) Heizungspumpe eingesetzt werden muss (50 EUR Stromkosten im Jahr). Außerdem mischen sich in der hydraulischen Weiche fast immer das warme Vorlaufwasser mit dem kälteren Rücklaufwasser. Dieser Effekt wird durch drei Faktoren verstärkt, die bei uns alle zusammengekommen sind: horizontal eingebaute Weiche – keine Schichtung möglich, keine Berechnung des Volumens der Weiche (zumindest ich habe keine gesehen), komplett unterschiedliche Volumenströme der internen und der externen Heizungspumpe. Letzteres habe ich durch das Höherschalten der externen Pumpe etwas vermindern können. (Dabei war ein Infrarotthermometer sehr hilfreich, um die Temperaturentwicklung innerhalb der Weiche zu ermitteln.) Die resultierenden zu hohen Volumenströme in den Heizkreisen (weniger Zeit für Wärmeabgabe) führen aber genauso wie das Vermischen in der Weiche dazu, dass sich der Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf der Wärmepumpe nicht entwickeln kann und bei uns bei max. 4-5° liegt. Für die beste Effizienz empfiehlt Vaillant aber 5-7° Spreizung. Auch die Anhebung der mittleren Systemtemperatur wirkt sich negativ auf die Effizienz der Wärmepumpe.

Ein bekannter Heizungsbauer meinte auch, die hydraulische Weiche hat bei unserer kleinen Anlage überhaupt keinen Sinn. Also kommt sie jetzt raus!

Hydraulische Weiche schwarz verkleidet in der Mitte
Hydraulische Weiche schwarz verkleidet
Externe Heizungspumpe und Temperaturbegrenzer
Externe Heizungspumpe und Temperaturbegrenzer