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  - Wärmepumpen

Hallo,

mich würde Eure Expertise und/oder Erfahrungen zu diesem Thema interessieren.

Unser erwarteter täglicher (thermischer) WW-Bedarf liegt bei ca. 5 kWh. Tatsächlich liegt die WW-Bereitung bei 18 kWh im Sommer und 45 kWh im Winter.

Meine Zirkulationsleitung im EFH ist mit ca. 100 m (inklusive TW-Leitung) über 3 Stockwerke ordentlich lang. Die FriWa mit Z-Pumpe sitzt im Keller. Die Zirkulationsleitung wird nach ein paar Meter über ein T-Stück sowohl durch einen kurzen Kellerabzweig als auch im weiteren Verlauf ins Erdgeschoss geführt, wo eine zweite parallele Abzweigung zur Küche führt. Gleichzeitig geht es ins Obergeschoss zum Bad.

Meine Boilertemperatur liegt zwischen 50°C und 55°C.

Der Gesamtvolumenstrom der FriWa zeigt ca. 1,7 L/min an. Dadurch, dass jeder Abzweig nur einen Teil davon bekommt, dauert es für die Erwärmung im OG von 20° auf 35° gute 15 Minuten.

Ein Betrieb ohne Zirkulation ist keine Option, da die Dusche ca. 30 m entfernt ist und das Wasser ca. 90 Sekunden braucht, bis es dort erträglich warm kommt.

Mein (erstes) Ziel ist es, die Zirkulationszeiten einschränken und auf Demand-Erwärmung zu gehen, daher muss die Zeit für den Zirkulationsumlauf kürzer werden.

Im OG habe ich ein Absperrventil, das ich testhalber zugemacht habe, was die Laufzeiten zur Küche nahezu halbiert hat. Ich vermute daher mal stark, dass auch der Kellerspross ein Bypass ist.

Nun ist mein Plan, den Kellerspross und die ZL am Absperrventil im OG steuerbar zu machen und je nach Bedarf öffnen bzw. schließen zu können.

Wer hat sowas schon gemacht und/oder kennt ein gutes Produkt, das sich smart steuern lässt?

Die Zirkulation 24/7 ist spötisch betrachte eine zusätziche Gebäudeheizung mit ungünstig hoher VLT 365d

Wenn wegen der Leitungswege eine Zirkulation eingesetzt werden soll ist eine manuelle (Taster mit Fernschaltung)) kurzzeitige Aktivierung des jeweiligen gewünschten Zweiges die bessere Lösung.

Damit ist eigentlich das Hauptproblem schon angesprochen, die Zikulation sollte nur bedarfsgerecht laufen und lässt sich dazu über diverse Möglichkeiten steuern. Da Zirkpus in der Regel auf 230V laufen, kann man diese über jeden Zeitschalter, W-Lan- Dosen oder entsprechende Relais steuern.
Das andere Problem kenne ich ebenfalls, aus diesem Grund habe ich in die Zirk-Zuleitung zur Küche eine Kugelhanh gesetzt, welcher nur wenig Wasser auf dem kurzen Strang ( ca. 8 m) zirkulieren lässt. Nach etwas Probieren hatte ich den Punkt gefunden womit auch die lange Zirk-Leitung ins OG etwas zeitgleich warm wird.

Genau so etwas suche ich. Allerdings benötigt die Erwärmung des *gesamten* Zirkulationsnetztes 15 Minuten. Das kann ich keinem zumuten. Im Keller habe ich z.B. eine Dusche, die benötige ich 2-3 mal im Jahre und trotzdem läuft der Zirkulationsstrang das ganze Jahr mit. Aber in den Technikraum zu laufen und für das Duschen den Strang per Kugelhahn manuell zu öffnen, ist nicht besonders smart.

Und im OG würde ich ich tagsüber kein Warmwasser benötigen. Per Taster oder Bewegungs-Sensor würde ich dann die Zirkulation aktivieren. Das könnte ich schon. Was aber nicht geht: Gleichzeitig müssen die anderen Stränge "smart" zugedreht werden, sonst habe ich eben immer die gesamte Aufwärmzeit von 15 Minuten. Wie schon erwähnt konnte ich mit dem (manuellen) Abstellen eines Strangs die Zeit auf die Hälfte verkürzen. Mit dem zweiten wäre ich dann bei ein paar Minuten, die ich vertreten könnte.
Das gesuchte ist vergleichbar mit den Stellmotoren in einem Heizkreisverteiler

Und wenn ich noch fragen darf: Was für Zeiten habt ihr, bis das Wasser per Tastendruck warm ist?

Das Problem geht viel weiter, als 24/7-Zirkulation. Die Zirkulationsleitung scheint hier nämlich ziemlich verpfuscht zu sein. Ich schätze mal da wurde rein gar nicht hydraulisch abgeglichen, so wie das klingt. Entsprechend ist es Zufall welchen Weg das Wasser nimmt, manche Bereiche brauchen dann eben Ewigkeiten um nur etwas warmes Wasser zu bekommen... und werden sicher ideale Brutstätten für Legionellen.
Insofern gehört hier in meinen Augen erstmal die Installation korrigiert, danach kann man über Bedarfsgerecht nachdenken. Und die Lösung sind nicht irgendwelche Absperrventile!
Und natürlich ist eine FriWa bei so permanent niedriger Last nicht das sinnvollste, da sie dann den Speicher schön umrührt.

Ich würde die bei mehrteiliger paraller Zirku nicht einzelne Stränge absperren.

Zirku-Pumpen sind bei Internetkauf relativ günstig und perfekt steuerbar. Ich würde daher für jedes Geschoss (oder wie auch immer das gut teilbar ist) eine einzelne Pumpe (mit integriertem Rückschlagventil) setzen. Dann kannst du wirklich gezielt (und mit voller Menge) in die einzelnen Stränge fahren. Außerdem wird's dann elektrisch ganz einfach und jeder Bereich kann direkt seine eigene Pumpe anfordern (und muss nicht "Pumpe an plus Ventil A auf und Ventil B+C zu" anfordern). KISS-Prinzip.

PS: Die lange Anforderungszeit für die Dusche liegt wahrscheinlich daran, dass das meiste Wasser den einfachsten Weg nimmt. Und da der Kellerzweig wahrscheinlich viel kürzer ist als jener ins OG, wird das meiste Wasser auch im Keller im Kreis laufen und wahrscheinlich nur wenig Wasser nach oben gepumpt werden. Theoretisch könnte man da auch etwas im Keller eindrosseln. Aber das wird die Zirku-Zeit vielleicht von 15 Minuten auf 5 Minuten senken. Immer noch unangenehm lang. Ich bleibe daher bei der einzelnen Pumpen Empfehlung.

Ja. Getrennte Pumpen ist einfacher und günstiger als steuerbar Absperren.
Irgendwelche Zeitsteuerungen 5 Min an/55 Min aus sparen Pumpenstrom, aber an den thermischen Verlusten ändern die wenig. An den thermischen Verlusten ändern erst lange Auszeiten über mehrere Stunden was. Geht aber eher nur nachts.
Das sinnvollere ist on demand.

Die Dusche im Keller solltest du durchaus alle 2-3 Tage auch "spülen". Sonst ist das ne prima Brutstätte. Bei so seltener Benutzung wäre Rückbau vmtl. sinnvoll. Und Rückbau, nicht Absperren. Die Keime kommen durch die Ventile durch.

Eigentlich sollte jede Zirkulation spätestens jeden zweiten Tag laufen. Und auch jede Zapfstelle. Solange, dass auch tatsächlich frisches Wasser ankommt.

So sehe und habe ich es auch. Küche und EG/DG haben eigene Pumpe. Abzweig EG hat einen Strangregulierventil zum Abgleich bekommen. +Bedarfsgerechte Steuerung.

Zu der Idee mit den getrennten Pumpen: Bedeutet das, dass ich auch eigene Zirkulationsleitungen legen muss? Dazu müsste ich die Wände aufmachen.

Das mit dem Kugelhahn hast du wohl etwas falsch verstanden, der ist immer offen, aber eben nur so weit, daß alle Stränge zeitgleich warm sind!
Zur Steuerung nutze ich z,B. ein TM609, welches per Taster, Zeitsteuerung und App auf diverse Arten genutzt werden kann.
Unsere Zirkul. läuft 3x/d für 10min. dazwischen auf Abruf ebenfalls immer für 10 min.
Die letzte Zapfstelle ist ca. 25m vom Speicher entfernt, das Wasser braucht 2-3 min um alle Zapfstellen gleichmäßig zu erwärmen.

Wenn das im Keller / Heizungsraum nur eine Leitung ist und ansonsten auch nicht zugänglich dann ja. Hatte sich für mich so angehört als gäbe es da geeignete Stellen.

Die Pumpen müssen auch nicht zwingend im Heizungsraum sein. Die können auch irgendwo in der Zirkulationsleitung sitzen.
Aber dort wo bislang Absperrhähne sind sollte eigentlich auch ne Pumpe machbar sein. Oder sind die eingeputzt?

Deine langen Zeiten, bis die Zirkulation was bringt kommen halt vmtl. von nicht einregulierbaren Durchflussmengen in den Zirkulationssträngen. Wenn die doch regulierbar sind, dann musst halt mal einstellen und nochmal bewerten. Mit den Absperrhähnen kann man auch ansatzweise und mühsam den Durchfluss einstellen.

Aktuell zirkuliert das Wasser vmtl. hauptsächlich auf den kurzen Leitungen. Also z.B. 1l/min zur Dusche Keller, 0,5l/min zur Küche und 0,2l/min zum Bad.
Die längste Leitung hat den geringsten Durchfluss, braucht aber ein vielfaches an Wasservolumen um warm zu werden.
Stattdessen müsste es eher 0,2l/min Keller, 0,5l/min Küche und 1,0l/min Bad sein. Das erste Teilstück bis zur Verzweigung Küche/Bad hat dann auch doppelten Durchluss, so dass es in der Küche auch schneller ankommt.

Problem bei einer Pumpe ist halt, dass du immer alles aufheizt. Je mehr Zapfstellen und verzweigter das ganze ist umso mehr Verluste. Relativ egal, wenn die Zirku um 19 Uhr 15 Minuten läuft und dann abgewaschen und geduscht wird. Wenn die Zirku aber 5 mal verteilt über den Tag läuft sind alle Leitungen quasi durchgehend warm mit vollen Verlusten.

Aber musst dich auch nicht gleich verrückt machen. Evtl. reichts den Keller abzukoppeln. Das dürfte die kürzeste Leitung mit mehr als 50% deines Volumenstroms sein. Dann wird die Dusche vielleicht nach 6 Minuten schon warm und "on demand" wird langsam zumutbar.
Und/Oder die bestehende Pumpe mal hochstellen falls möglich oder ne kräftigere Pumpe.
Geräusche und Stromverbrauch sollten bei immer nur kurzzeitigem Betrieb nicht relevant sein.

Bei 30m zur Dusche hast bestimmt 100m WW-Leitung (inkl. Zirku) insgesamt. Gemischt 3/4 und 1/2 Zoll. Macht 20 Liter. Bei 50 Grad grob 0,8 kWh für einmal den Kreislauf aufheizen. Nach ca. 1,5 Stunden ist das WW wieder auf 30 Grad abgekühlt bei 100% Isolation. Verlust bei Dauerbetrieb der Zirku ca. 12kWh/Tag.

Warum es im Winter so deutlich mehr ist ist vmtl. ne andere Baustelle. Evtl. Kombipuffer oder irgendein Ventil das nicht sauber schließt und den WW-Puffer für die Heizung leersaugt. Oder die WP nimmt das WW zum Abtauen. Eventuelle Verlegung in Außenwänden erklärt keinen fast 3 mal so hohen Verbrauch. Und 4-5 Vollbäder pro Tag macht ihr im Winter vermutlich auch nicht.

Den starken Verbrauch im Winter erkläre ich mir damit, dass die Primärpumpe bei einem hohen Vorlauf von 50° - 55° C während der Zirkulation noch viel Energie in den Rücklauf des Schichten-Puffers in die unterste Schicht zurückgibt. Im eingeschwungenen Zustand benötigt die Zirkulationsleitung nur einen Hub von ca. 5 - 10 K. Das durch den Plattenwärmetauscher abgekühlte Heizwasser hat also noch eine Restwärme >= 45°, die sich mit dem kalten Pufferbereich vermischt (Die Restwärme konnte ich auch mit dem Infrarot-Messgerät messen).
Nun holt sich die Fußbodenheizung die teuer erwärmte Wärme :-(
Das kann man auch an der Jahresbilanz sehen. Ich benötige ca. 2.500 kWh Heizungenergie und 3.500 kWh Warmwasser-Energie

Wenn die Zirkulation vorgewärmt ist, dann würden 42° zum Duschen ausreichen. Dummerweise nimmt meine FriWa-Steuerung die eingestellte Trinkwasser-Temperatur auch für den Zirkulations-Vorlauf. Testhalber habe ich die Trinkwasser-Temperatur von 50° auf 42° abgesenkt und schon hatte ich auch im Winter weniger als die Hälfte an Zirkulationsenergie. Aber wenn das Zirkulationswasser beim Duschen erschöpft ist, kommt das kühlere Frischwasser nach, denn die FriWa schafft es mit 42° nicht mehr, das 9° kühle Wasser entsprechend anzuheben. Die Pumpe rödelt dann mit knapp 100%.

Neben der On-demand Steuerung der Zirkulation ist das der zweite Teil, den ich optimieren muss. Eine Idee wäre, den in der FriWa enthaltenen Vormischer zu begrenzen. Diese sind meist auf 70° (Verbrühschutz) eingestellt. Idealweise wäre wieder ein smarter Vormischer, der während der Zirkulation auf 42° begrenzt und während der Frischwasser-Entnahme auf 50° geht. Kennt jemand so etwas? Ich bin noch nicht fündig geworden.

Die dritte Optimierungsüberlegung ist die, dass ich vor dem Puffer noch eine Temperaturweiche (OptiZirk) einbaue, aber das sehe ich eher als Feinschliff.

Du betreibst einen Kombispeicher?
Der also im oberen Drittel (z.B.) für die WW-Bereitung/FriWa auf ca. 55°C erwärmt wird und in den unteren zwei Dritteln (z.B.) als Pufferspeicher in Parallelanbindung für die FBH fungieren soll.
Im FriWa-Betrieb fördert selbige dann auf z.B. 45°C abgekühltes Wasser in den Bereich der Vorlauf-Entnahme der FBH, dieser Vorlauf wird schließlich per Mischer entsprechend der Heizkurve (wie ist die konfiguriert?) abgekühlt.
Richtig? Oder noch ganz anders (z.B. FriWa-Rücklauf ganz unten in den Kombispeicher)?

Wenn das so wäre, heizt du (auch wegen der Dauerzirkulation) zu großen Teilen mit den hohen Temperaturen der WW-Bereitung ein FBH-Haus mit WP.
Das wäre ein mittleres Desaster für die Effizienz.

Dann weißt ja wo der Strom hingeht.

In dem Fall definitiv die Zirkulation mindestens takten. Also 5 Minuten an, 30 Minuten oder länger aus. Spart 85% der Umrührverluste.

Als nächstes Berufsverbot für den Schwachmat von Planer erwirken.

Und dann den Puffer umbauen.

Ja so isses. Der Rücklauf geht in den unteren Bereich des Kombi-Speichers. Dort macht mir das heiße Wasser auch noch die Pufferschichtung kaputt. Ich werde vermutlich eine Rücklauf-Weiche einbauen, so dass heißer Rücklauf im oberen Pufferbereich und kalter Rücklauf in den unteren einfließt. Aber das ist Symptom-Bekämpfung. Ich will eher die Ursache beheben.

M.E. hast du zwei Baustellen:

- eine relativ kleine bezüglich der WW-Zirkulation an sich. Das lässt sich durch die bereits aufgeführten Maßnahmen beheben: "hydraulischer" Abgleich der drei (vier?) sternförmigen Zirkulationsleitungen; entweder durch separate Pumpen oder einmalig einzujustierende Drosselungen. Außerdem möglichst Bedarfs-Zirkulation, die m.E. nach den Abgleichmaßnahmen prima funktionieren wird.

- eine größere Baustelle, die deinen Effizienzkiller-Kombispeicher entschärfen muss.

So wie ich es jetzt verstanden habe, betreibst du deine WP auch im Heizbetrieb vorwiegend auf dem Temperaturniveau der WW-Bereitung.

Für Abhilfe müsste die Hydraulik deiner Anlage genauer bekannt sein.

Wenn du die Zirkulation abschaltest sobald 1 mal durchgelaufen ist hast das Problem nicht. Dafür muss die Zirku aber so abgeglichen sein, dass auf allen Strängen quasi gleichzeitig das warme Wasser unten ankommt.

Ich sehe da aber noch mehr Baustellen.

- zu geringe Schüttleistung der FriWa, oder Schüttleistung nur mit unverhältnismäßig hoher Puffertemperatur; Lösung: größere FriWa oder sparsameren Duschkopf

- oder (wahrscheinlicher): kein Rücklaufverhinderer oder defekter Rücklaufverhinderer in der Zirkulation; dann zieht die Dusche bei hoher Abnahme ggf. Kaltwasser über die Zirkulationsleitung gegen die schwache Pumpe und das Wasser an der Zapfstelle ist runtergemischt; solange in der Zirku warmes Wasser ist kein Problem, aber irgendwann passierts; mit 50°C WW-Temp. halt erst später; Lösung: RV prüfen / einbauen

Wenn die Primärpumpe auf Einstellung 42°C mit 100% läuft, wie soll sie dann bei Einstellung 50°C das Wasser wärmer bekommen? Irgendeine Absenkung der Temp. für die Zirkulation dürfte da nichts im Vergleich zu konstant 42°C bringen. Außer, die thermischen Verluste senken, wenn die Zirku ohne nachfolgenden Bedarf läuft.

Nicht ganz unwahrscheinlich ist dann aber auch noch ...
- ein Mischer für die FBH verbaut
- der Kombipuffer ein Relikt und nicht besonders gut isoliert
- der Pufferbereich für die Heizung im Doppelstich eingebunden, so dass er zum Abtauen sogar schädlich sein kann (wenn nach WW-Entnahme unten nur 12°C sind)
- oder der Puffer als hydraulische Weiche verwendet, so dass alles permanent durchgequirlt wird

Dann wäre so langsam alles vermurkst, was man rund um den Puffer vermurksen kann.

Die Schichtung im Kombipuffer funktioniert allenfalls bei kleinen Durchflüssen. Wenn die WP da mit 1000l/h reinbläst (oder die FBH rauszieht) plätschert da nichts mehr gemütlich sondern es bildet sich ein "Kanal" zwischen Zu- und Ablauf, so dass viel warmes Wasser direkt vom VL zum RL läuft. Außerdem zieht der "Kanal" umgebendes Wasser mit und es bilden sich Wirbel im ganzen Puffer.
Ließe sich optimieren, wird dann aber erheblich teurer und die Zeit der Kombipuffer ist eh längst vorbei.

Letztenendes wirds drauf rauslaufen, dass Puffer und die gesamte Hydraulik im Heizraum anders (neu, aber viel einfacher) werden müssen. So wie es jetzt ist dürften da jedes Jahr Größenordnung 500€ verschwendet sein.

Wird nur eine FBH versorgt, oder gibt es auch HK?
ERR aktiv?
Es bietet sich ansonsten an, ohne Puffer zu heizen (die FBH ist der beste Puffer), und den Kombispeicher nur für WW zu verwenden.
An Handwaschbecken könnte man Kleindurchlauferhitzer ergänzen (evtl. Solar-Modelle am WW-Anschluss).
Ansonsten, wie schon erwähnt, die Zirku aufteilen auf mehrere Pumpenstränge und neu abgleichen.
Dann braucht's auch nicht mehr so lange, bis WW an der Zapfstelle ankommt.
Wir starten die Zirku hier über die Fritzbox mit DECT-Tastern und Aktuator.
Wegen der Legionellen-Gefahr bei einem so verzweigten Netz würde ich in der Dusche auf Legionellenfilter zurückgreifen.

Erstmal vielen Dank für die konstruktiven und ausführlichen Beiträge. Es wurde von mehreren Baustellen gesprochen, das sehe ich auch so.

Da ich noch ein paar Rückfragen dazu habe, werde ich diese thematisch einzeln stellen, damit ich den Überblick nicht verliere

Wir sind uns einig, dass die Zirkulationsleitung hydraulisch nicht sauber abgeglichen ist.
Wie sh2807 erwähnt, ist das die Voraussetzung, dass man mit kürzeren Zirkuationszeiten arbeiten kann.

Das könnte einfach umgesetzt werden. Aber wie mehrere Beiträge verraten, wäre eine weitere Pumpe die bessere Wahl.

Im Keller kommt kurz nach der FriWa das erste T-Stück, das offen liegt. Hier könnte ich kappen und den Kellerstrang entkoppeln und an eine eigene Zirkulationspumpe hängen.

Aber wie soll die zweite ZL-Pumpe integriert werden? Die bestehende ist in der FriWa integriert und die neue ZL-Pumpe muss auch von dem Plattenwärmetauscher (PWT) erhitzt werden?

Da stehe ich auf der (Zirkulations-) Leitung :-(

Mögliche weitere Fehlerquellen?

- Die Schüttleistung liegt gemäß Datenblatt bei Puffer-Vorlauf von 50°C und 10° kaltem Wasser und einem Ausgang von 45°C, was ungefähr meinen Daten entspricht, bei 28 Liter / min. Wenn es hoch kommt, zapfe ich 10 L/min in der Dusche. Das sollte also reichen.
Der Rücklauf ist dann 25°C (was für ein Traum). Und in der Tat habe ich beim Zapfen keinen heißen Puffer-Rücklauf (nur beim Zirkulieren)

- Rücklaufverhinderer schließe ich aus. Ist ja in moderenen ZL-Pumpen enthalten, außerdem zum Test mal eine neue eingebaut. Hat auch nichts geändert.

- Der Kombipuffer ist 2019, laut Datenblatt ca. 140 Watt bei 60°. Das kommen über 24 h so grob 2-4 kWh raus, ist nicht gut, aber nicht das große Problem.

- Das Abtauen kann ich in den Kennlinien beobachten, ist aber auch kein großer Brocken (geschätzt 1-2 kWh). Erklärt nicht die 45 kWh

Schichtung des Kombispeichers

Die Schichtung wird wie bereits erwähnt zerstört, indem der heiße Rücklauf der FriWa dort mit kaltem Rücklauf der FBH vermischt wird.

Habe ich dich richtig verstanden, dass auch ein stark einströmender Rücklauf der FBH das heiße Wasser im oberen Puffer verwirbeln kann?

Trennung von Warmwasser und Puffer

Es gibt keinen HK mehr, alles FBH oder Wandheizung (Flächenheizung). Und eine ERR ist auch nicht vorhanden.

Die Idee, den Kombispeicher nur für WW zu benutzen, hört sich interessant an. Damit könnte ich im Sommer mit 1000 Liter evtl. nur einmal zur Mittagszeit aufheizen, wenn die Sonne scheint und PV aktiv ist.

Als Nachteil sehe ich aber, dass die WP eventuell öfters taktet? Der Puffer soll das doch abfangen, daher auch sein Name. Oder interessiert sich eine modulierende WP dafür nicht?

Weiterhin verbaue ich mir die Möglichkeit, den Wärmeüberschuss eines möglichen Kaminofens dort einzuspeisen.

Ist es energetisch günstiger oder gleichwertiger, hier im niedrigen Vorlaufbereich ohne Puffer zu arbeiten?