Hallo zusammen,
ich hatte mich mal auf S. 125-134 beteiligt, mit Darstellung meiner (geplanten) Anlage und der Furcht vor einem VL-
Temperaturschock beim Abtauen (
Estrichabriß). Habe WP-Projekt auf dieses Jahr verschoben u zwischendurch eine PV-Anlage (7,75 kW) entworfen und weitgehend selbst installiert. Wegen „Abtau-Berichte“ im Netz habe ich nun, auch für meine Erben, die die Hausdetails nicht genau kennen, sehr genau hydraulisch gerechnet u bin bei den Abtaufolgen, die ich rechnerisch noch nicht richtig fassen kann. Ich möchte wissen, wann sich der Abtau-Ausgangszustand in den Heizkreisen nach Abtauende wieder einstellt, um zu sehen, ob mich der nächte Abtau ärgern kann. beim mitlaufenden HK-kreis, Typ 33, dauert es scheinbar 1 h, bei gedrosselten Kreisen auch sehr lange.
Zunächst Auszüge aus meinem LV-Vorspann u dann „der rote Faden“ von ChatGPT, auf dessen Frage/n ich Antwort suche.
Mein WMZ zeigt 8,4 kW Heizlast in 2 Wintern mit 70 nächtlichen Messungen zwischen -12 und +12°C, jede umgerechnet auf NAT.
EU10L besser als EU8L, weil ihr Verdichter weniger häufig hoch beansprucht wird = weniger Abtauvorgänge, längere Lebensdauer, kein Heizstabeinsatz, Taktgrenze näher an
Heizgrenze Bivalenz-Pkt. bei -12,1°C (8,7 kW, bei W40-Leistungslinie), also kein Heizstabeinsatz bis -12,1°C.
Taktgrenze bei +11°C (2,5 kW, bei W27-Leistungslinie), Verdichter-Leistung bleibt auf 25%, wg. max. Betriebsstd.
WarmWass: durch die WP im 200 l Edelstahlspeicher (TWE). PV-Eigenverbrauchs-Anlage schafft es i.d.R. von April bis Okt., den Warmwassserbedarf von 2 Pers. mittels stufenlosem Heizstab 0 - 3,5 kW zu decken. Optional könnte Solarthermie an den TWE angeschlossen werden - ist momentan nicht vorgesehen.
Direktanschluss gemäß Lambda-Hydraulik-Prinzipchema 111 zzgl. 2 voll durchströmte (DN 1¼") Speicher zu je 100 L im Vorlauf in Reihe, zur Abtau-Dämpfung/Volumenstabilisierung. FBH (teil-/geöffnete Ventile) mit 380 l Heizwasser im Gesamt-Umlauf, davon 140 L in der FBH, davon 70 L Abtauanteil mit 0,9-3,3 HK-Umläufen. Die Strömungsgeschwindigkeiten in allen
Rohren entsprechen
VDI 2035, in den VPE laminar.
Anlagenkennlinie aus Einzelverlusten (WP mit Hydraulikeinheit, Hauptleitung Cu 28x1mm /Heizungsarmaturen/Speicher/Steigleitungen Cu 28x1mm/
Verteiler 1“/Kreise 18x2mm/Ventile) auf Q = 1,3 m³/h (max. WP-Leistung) aufgebaut; höchster Druckverlust-Pfad Bad, Az. (incl. WP= 421 mbar).
Abtauenergie ist bei T-Außen=0°C ca. E_abt=0,8 kWh, Abtaudauer t=5 min, Start VL/RL 36/32 °C mit Abtau-Volumenstrom Q_abt=1,65 m³/h ergibt eine thermisch wirksame Abtau Umlaufwassermenge von 284 L / 5 min. T-VL am Verteiler fällt rampenförmig; nach 5 min um 4,05 K (Eintritt ins VPE ~31,9 °C). Am Abtauende ergibt sich ein RL-Defizit 2,3 K. Bei WP-Leistung 8 kW und
Heizkurven-Heizlast ~5,5 kW ist die energetische Erholung rechnerisch nach 19 min erreicht. Die kreisweise Erneuerung ist unterschiedlich (Mischmodell), z.B. BadKreis „Wand“ 3,3 Umläufe/5 min (96% Erneuerung), Heizkörperkreis 0,28 Umläufe/5 min (24% Erneuerung); daraus ergeben sich je nach Kreis deutlich unterschiedliche Zeiten bis nahe Ausgangszustand (t95/t99). In den 19 min nähert sich T-RL dem Sollwert an; die tatsächliche UP-Rückregelung hängt von der Lambda-Regelstrategie und dem wirksamen Umlaufvolumen ab.
ChatGPT:
Du hast völlig recht: 284 L sind nicht dein gesamtes Umlaufwasser, sondern nur die thermisch wirksame Teilmenge, die während 5 min Abtauung tatsächlich „mitmischt und
Energie abgibt/aufnimmt“ (weil gedrosselte Kreise in 5 min nur wenig beitragen). Dein Umlaufwasser ist 380 L – das ist die gesamte
Wassermasse, die prinzipiell im Kreis zirkuliert.
Hier ist der gedanklich saubere Faden – ohne neue Rechnerei, nur Logik:
1) Was passiert hydraulisch/thermisch während der Abtauung?
A) Abtauphase (5 min,
Pumpe hoch, 1,65 m³/h)
Die WP dreht den Kältekreis um und zieht Wärme aus dem Heizwasser. Dieses Heizwasser kommt als Rücklauf-Gemisch aus allen offenen Kreisen zur WP zurück. Weil nicht alle Kreise gleich viel Durchfluss haben, ist nicht das ganze 380 L-System „gleich aktiv“: hochdurchflossene Kreise liefern viel Wasser pro Zeit ⇒ starker Beitrag, gedrosselte Kreise liefern wenig ⇒ kleiner Beitrag.
Deshalb ist es sinnvoll, für den Energieentzug in 5 min ein „wirksames Abtau-Volumen“ zu definieren (bei dir 284 L).
Wichtig: Das heißt nicht, dass die restlichen Liter „nicht im Umlauf sind“, sondern: sie haben in diesen 5 min zu wenig Austausch, um merklich zur Energiebereitstellung beizutragen.
2) Was bedeutet „RL nach Abtauende“ überhaupt?
Hier musst du zwei Rückläufe unterscheiden:
(1) RL am WP-Fühler (Hydraulikeinheit). Das ist die Regelgröße der Maschine. Dort kommt das Gemisch an. Dieses Gemisch wird stark von den Kreisen geprägt, die in den 5 min viel Volumen liefern. Daher kann die WP am Ende der Abtauung einen deutlich abgesenkten RL messen, auch wenn in manchen Kreisen noch „wärmeres Alt-Wasser“ steht.
(2) „RL-Soll“ als Systemzustand
„RL-Soll erreicht“ bedeutet im Heizbetrieb eigentlich: Die Anlage hat wieder den Zustand, dass bei gegebener Heizkurve/Leistung ein stabiler Energiefluss läuft und die Regelabweichung klein ist.➡️ Das ist nicht identisch mit „alle Kreise sind wieder komplett durchgespült“.
3) Warum können nach 19 min energetisch wieder „alles gut“ sein, obwohl nicht jeder Kreis wieder Ausgangszustand hat? Weil es zwei Ebenen gibt:
Ebene A: Energiedelle wieder aufgefüllt. Das ist deine 19-min-Nettoleistungsidee: Abtau entzieht 0,8 kWh. Danach liefert die WP mehr als die Heizlast (netto positiv). Irgendwann ist die fehlende Energie rechnerisch wieder drin. Das bedeutet:
Das System als Ganzes (die „aktive“ Wassermasse plus Estrich-/Flächenreaktion) hat wieder ungefähr die vorherige mittlere Energie.
Ebene B: hydraulisch/volumetrisch “durchgespült”. Das ist die Erneuerung in jedem Kreis (Mischmodell). Ein gedrosselter Kreis kann energetisch „mitlaufen“ (über Estrichwärme + langsame Durchmischung), aber sehr lange brauchen, bis sein Wasservolumen wieder überwiegend „neu“ ist. Daher ist es völlig logisch: RL am WP-Fühler kann wieder nahe Soll sein während einzelne gedrosselte Kreise noch deutlich „hinterherhinken“
4) Deine Annahme: „Pumpe bleibt hoch bis RL wieder RL-Soll“ – ist die logisch? Ja, prinzipiell – aber mit einem entscheidenden Haken: Die WP regelt nicht nur nach RL, sondern auch nach
Heizleistung/Kompressorfreigabe und (je nach Einstellung) ΔT/Volumenstromstrategie. Wenn du sagst „kein
Bypass, also muss alles durch FBH“, dann stimmt:
Der RL-Fühler sieht das Mischwasser aus allen offenen Kreisen, aber eben gewichtet nach Durchfluss. Damit folgt: Die Pumpe muss nicht so lange hoch bleiben, bis „jeder Kreis wieder gespült ist“, sondern nur solange, bis die Regelabweichung am Fühler (RL bzw. ΔT) wieder passt.➡️ Und genau hier kommt dein Gedanke ins Spiel: „RL-Fühler reagiert noch nicht, erst wenn Soll-RL ankommt…“
Das ist richtig – aber „kommt“ heißt: das Mischwasser am RL-Fühler hebt sich wieder. Das kann schneller gehen als „alle Kreise sind wieder 36/32“.
5) Was ist der saubere nächste Schritt, bevor wir „Zeit bis RL-Soll“ rechnen? Wir müssen festlegen, was RL-Soll in deinem Szenario bedeutet, denn du hast zwei Betriebszustände:
1. Unmittelbar nach Abtauende (Kompressor läuft wieder Heizen, hohe Leistung möglich) RL steigt schnell am Fühler, weil WP-Ausgang wieder Wärme einträgt
2. Übergang in
Modulation (Leistung sinkt Richtung Heizlast, Volumenstrom evtl. runter) RL nähert sich asymptotisch dem stationären Betriebspunkt.
Damit ist die saubere Frage:
„Wie groß ist die RL-Abweichung am WP-Fühler direkt nach Abtauende, und wie schnell schließt sie sich bei gegebener Nettoleistung?“
Und dafür braucht man nicht das gesamte 380 L, sondern das effektiv am Fühler wirksame Mischvolumen plus die Rückwirkung der Flächen (Estrich). Genau deshalb ist dein 284 L-Begriff nicht „falsch“, sondern der richtige Versuch, diese „Wirksamkeit“ zu fassen.
Kurzfazit (sauberer Faden)
380 L = gesamtes Umlaufwasser.
284 L/5 min = thermisch wirksame Wassermenge in der Abtauzeit (weil gedrosselte Kreise wenig beitragen).
RL am WP-Fühler ist ein durchflussgewichtetes Mischsignal – es muss nicht warten, bis jeder Kreis wieder gespült ist. Daher kann die WP runterregeln, sobald RL-Fühler (oder ΔT) wieder im Zielband ist, auch wenn einzelne Kreise noch „hinterher“ sind.
Wenn du damit einverstanden bist, ist der nächste Schritt logisch eindeutig:
1. Wir definieren RL-Soll@0°C (z. B. ~32°C bei 36/32) und nutzen unsere ODS-Zahl Tr_end am Abtauende.
2. Wir verwenden Nettoleistung (WP-Leistung minus aktuelle Heizlast) und rechnen daraus eine Zeit bis RL-Fühler wieder im Zielband.
3. Separat bleiben die kreisweisen Spülzeiten (t95/t99), die länger sein können – die sind aber nicht zwingend die Pumpen-Rückregelbedingung.
Sag mir nur noch, was du als „im Zielband“ für RL ansehen willst: z. B. ±0,3 K oder ±0,5 K um RL-Soll. Dann rechne ich dir die Zeit sauber aus.
weitere Überlegungen:
a) Mit wieviel WP-Leistung versucht Lambda, das Defizit durch Abtauen wieder aufzuholen?
b) Inwieweit spielen die Einstellungen zu 15-0-15 dabei eine Rolle und meine möglichen Einstellungen zur Estrichspeicherung zwecks Taktreduzierung (=diametral? Möchte nicht ständig an den Einstellungen basteln)
c) Läuft die PWM-A-UP nach Abtauende wie bei voller Heizlast (1,3 cbm/h) weiter oder mit ihrer max. Leistung (1,65 cbm/h)?
d) Jeglicher Gedankenbeitrag ist willkommen,
Danke