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  - Wärmepumpen

Das funktioniert schon recht gut. Ich habe den Heizkreismischer geschlossen und die HLP auf 90% gestellt. Nach einiger Zeit stabilisieren sich WP VL und RL und vor allem der Offset zwischen beiden Sensoren.
Bei mir war -0,1K für den VL eingestellt. Jetzt sind noch +0,05K für den RL dazugekommen und die Sensoren zeigen exakt dieselbe Temperatur.
Super. Dann passt jetzt alles!

Wann springt denn die Kühlung an?
Bei mir war das heute der Fall - obwohl die AT, gebildet aus 24h history, 1h und 24h Future noch mind 2K unter der AT Schwelle dafür lag?!

Hast Du einen Raumtemperatursensor integriert und aktiviert? Da kann man eine separate Solltemperatur für den Kühlbetrieb einstellen. Vielleicht sind dort Werte eingestellt, die das Einschalten der Kühlung auslösen.

Mit der Unterstützung eines sehr freundlichen und kompetenten Mitglieds hier im Forum verstehe ich mittlerweile besser wo das Problem liegt. Bei der Analyse der hydraulischen Systems im Sekundärkreislauf ist folgendes aufgefallen:

Der Querschnitt des Verbundrohrs (26x3) zwischen der Hydraulikstation im Keller und dem Heizkreisverteiler im Dachgeschoss ist für den erforderlichen Volumenstrom zu gering. Im Verlauf der Rohrleitung wird zudem der zulässige minimale Biegeradius des Verbundrohres an mehreren Stellen deutlich unterschritten. Dies könnte eine Erklärung dafür sein, dass der an der Pumpe abgelesene Druckverlust im Sekundärkreis bereits beim maximal möglichen Volumenstrom von nur 950 l/h fast 0,55 bar beträgt.

Es wird wohl eher ein 40x3,5 Aluverbundrohr benötigt und die Mindestbiegeradien sollten beachtet werden. In der Heizlastberechnung wird ein Volumenstrom von 2,1m³/h ausgewiesen und dieser muss mindestens erreicht werden. Um die in Wärmepumpensystemen übliche Spreizung von 5 K zu erreichen, wäre es sogar erforderlich, den Nennvolumenstrom 3,4m³/h auch im Sekundärkreislauf zu realisieren.

Ich habe eine 10er Lambda und beobachte in der Übergangszeit natürlich das Taktverhalten. Aktuell ist sie so konfiguriert, dass die lange läuft und eher die Temperatur im Haus etwas steigt. Die Verdichterdrezahl wurde bei mir vom Installateur auf 20% eingestellt. Mein Installateur ist sehr Lambda-begeistert und kennt sich sehr gut aus.
Er hat auch Zugriff auf die Maschine und schaut regelmäßig drauf.
Anscheinend hat er gestern die min. Drehzahl auf 19% gestellt.
Hat sich schon mal jemand von euch unter die 20% getraut? Ich habe überall immer nur min 20% gelesen.

Nein, und würde ich ohne Freigabe von Lambda auch nicht machen, das ist es sicher nicht wert.

Mein Installateur ist sehr Lambda-begeistert und kennt sich sehr gut aus.
ich vermute das er von Kältemaschinen keine Ahnung hat. Zumal jede Einstellung registriert wird.

Gutefrage

19%, 20% oder 21% wird kein grundlegend anderes Verhalten der Lambda zu Tage fördern. Eine Einstellung unterhalb der Werksvorgabe bzw. -freigabe wird im Schadensfall des Kompressors - egal ob die 19% daran schuld sind - mit Sicherheit zu, Verlust der Gewährleistung führen.
Selbst wenn der HB sich auskennt und sogar Profi bzgl. des eingebauten Kompressors sein sollte, wird das daran nichts ändern und das Problem landet beim Besitzer, der sich dann mit dem HB streiten darf...

Bei mir hinkt der VL sehr oft und lange dem Soll-VL hinterher, teilweise fast 1 K, auch wenn sich dieser kaum verändert und obwohl genug Leistungsreserve vorhanden ist.

Die RT ist über Nacht auch um ca. 0,5 K gesunken, obwohl ich keine Nachtabsenkung eingestellt habe und sogar eine RT-Regelung mit Einflußfaktor 3 aktiviert ist.

Daß die WP relativ träge reagiert, ist das eine, aber es geht hier um Stunden.

Die Leistungsaufnahme ist auch relativ schwankend anstatt gleichmäßig.

Ist das in der Regelung so programmiert (und wenn ja, warum) oder stimmt da eher irgendeine Einstellung nicht, wobei ich nicht wüßte, welche das sein soll? Der VL-Soll ist ja schon das Ergebnis von verschiedenen Faktoren, die WP soll sich ja dann nur noch diesem Wert anpassen.

Hallo Meaparvitas,

zu den 19 % Verdichterdrehzahl wäre ich vorsichtig. Ohne ausdrückliche Freigabe von Lambda würde ich persönlich nicht unter die übliche Mindestgrenze gehen. Nicht weil 19 % statt 20 % technisch sofort einen riesigen Unterschied machen müssen, sondern weil man sich im Schadensfall unnötig angreifbar macht.

Zu Deiner eigentlichen Frage mit dem VL-Ist, der dem VL-Soll lange hinterherläuft:

Entscheidend ist, ob die Hydraulik des Heizkreises zu dem von der Lambda angestrebten Delta-T passt.

Die Lambda regelt ja nicht nur stumpf auf VL-Soll, sondern berücksichtigt auch Spreizung, Volumenstrom, Verdichterleistung, Mindestleistung und Taktvermeidung. Das Ziel-Delta-T der Wärmepumpe muss deshalb zu den realen hydraulischen Gegebenheiten des Heizkreises passen.

Wenn der VL-Ist dem VL-Soll lange hinterherläuft, obwohl rechnerisch Leistungsreserve vorhanden wäre, gibt es aus meiner Sicht zwei naheliegende Möglichkeiten:

1. Die Wärmepumpe bekommt die Leistung hydraulisch nicht sauber in den Heizkreis.
Dann ist der Volumenstrom zu gering oder einzelne Heizkörper/Stränge nehmen nicht genug Wasser ab.

2. Das eingestellte Soll-Delta-T der Lambda passt nicht zu dem Delta-T, das der Heizkreis tatsächlich erreichen kann. Wenn die Regelung auf eine Spreizung zielt, die der Heizkreis bei den vorhandenen Heizkörpern, Ventilen und Volumenströmen nicht sinnvoll abbilden kann, läuft die Regelung träge oder scheinbar unlogisch.

Bei Heizkörpern ist das besonders wichtig. Wenn der Durchfluss zu gering ist, wird der Heizkörper nur teilweise warm. Dann kann die Vorlauftemperatur zwar am Eingang anliegen, aber die Wärmeabgabe ist nicht optimal. Umgekehrt kann ein höherer Volumenstrom mit kleinerem Delta-T dazu führen, dass der Heizkörper vollflächiger warm wird. Dadurch steigt die mittlere Heizkörpertemperatur, und man kann oft mit niedrigerem VL fahren.

Ich würde deshalb nicht nur auf die Verdichter-Mindestdrehzahl schauen, sondern zuerst diese Punkte prüfen:

- realer Volumenstrom der Wärmepumpe
- eingestelltes Ziel-Delta-T der Lambda
- tatsächliches Delta-T zwischen VL und RL
- werden alle Heizkörper vollflächig warm?
- hängt die Lambda eventuell an einer Leistungsbegrenzung bei der aktuellen Außentemperatur?

Wenn die Raumtemperatur über Nacht um 0,5 K fällt, obwohl keine Nachtabsenkung aktiv ist und RT-Einfluss 3 gesetzt ist, dann kommt die Wärmeleistung offenbar nicht schnell genug im Gebäude an. Die Raumregelung kann zwar den VL-Soll anheben, aber wenn die Lambda diesen VL-Soll wegen Delta-T-Regelung, Volumenstrombegrenzung oder Heizkreis-Hydraulik nur langsam erreicht, kommt die Korrektur im Raum erst Stunden später an.

Ein VL-Ist, der 0,5 bis 1 K hinter dem Soll liegt, kann in der Übergangszeit zwar durch die taktvermeidende Lambda-Regelung normal sein. Wenn das aber über viele Stunden passiert und gleichzeitig die Raumtemperatur fällt, würde ich die Hydraulik und das Delta-T prüfen.

Bei einem Direktkreis ohne hydraulische Weiche muss das Delta-T der Wärmepumpe zur realen Hydraulik des Heizkreises passen. Wenn der Heizkreis die Wärme nicht abnimmt, liegt es entweder an zu wenig Durchfluss oder daran, dass das Soll-Delta-T der Wärmepumpe nicht zu dem erreichbaren Delta-T des Heizkreises passt. Dann wirkt es so, als würde die Lambda dem VL-Soll hinterherhinken, obwohl der Verdichter eigentlich noch Leistungsreserve hätte.

Ich würde daher nicht unter 20 % Verdichterdrehzahl gehen, sondern zuerst Volumenstrom, Heizkörperdurchströmung, tatsächliches Delta-T und Leistungskanal prüfen.

Ich glaube, Du verwechselst da etwas.

Ich wollte die Verdichterdrehzahl nicht unter 20% senken, sondern hatte davon abgeraten.

Ich habe eine Spreizung von 3,5 K eingestellt, die wird auch gehalten, teilweise sogar unterschritten, wenn es zu warm wird.

Der mögliche Volumenstrom ist 2,5 m3/h.

Da wäre heute Nacht noch viel Spielraum gewesen.

Das Gebäude hätte einen höheren VL auch abnehmen können. Die HK haben teilweise Lüfter und waren fast alle zu 100 % offen.

Bei mir bleibt im Winter auch eine Regelabweichung von 0,5K, also eine um 0,5K zu niedrige VLT. Keine Ahnung, warum das so ist.
Tagsüber speichert das Haus die solaren Gewinne und die sind aktuell selbst bei wenig Sonne im Vergleich zum Heizbedarf des Hauses relativ hoch. Dementsprechend schlägt der dadurch bedingte Aufheiz- und Abkühlprozess deutlich stärker auf die RT durch als im Winter. Die Modulation über die Heizkurve gleicht das zumindest bei mir nicht aus. Meiner Meinung nach müsste man jetzt mit einer viel steileren Heizkurve fahren, wenn man konstante RT haben wollte. Bei Dir wird dieser Effekt durch den RT-Einfluss gedämpft, andererseits ist Dein 1h-Wert für die AT-Berechnung nicht besonders hoch gewichtet.

Ich habe bei der AT 100/40/80, wie stark sollte ich denn den 1h Wert gewichten, der hat ja schon das größte Gewicht?

Der Soll-Vorlauf ist doch außerdem schon das Ergebnis dieser ganzen Faktoren und Gewichtungen.

Die WP darf das doch nicht nochmal bei der Regelung auf den Vorlauf berücksichtigen.

Die WP hätte die RT über Nacht bei 10 °C AT locker halten können.

Sie hätte z. B. auch mit 32 % durchlaufen können anstatt ca. im Stundentakt zwischen 28 und 36 % zu pendeln, das verstehe ich auch nicht.

Hallo Meaparvitas,

Wenn der VL-Ist trotzdem über Stunden dem VL-Soll hinterherläuft, obwohl eigentlich Leistungs- und Volumenstromreserve vorhanden ist, dann wäre für mich eher die Regelstrategie bzw. die Gewichtung verdächtig.

Ein möglicher Punkt ist die Gewichtung des Einflussfaktos 1h-Mittelwertes (AT).

Das Gebäude und der Heizkreis haben unterschiedliche Zeitkonstanten. Der Heizkreis reagiert relativ schnell, das Gebäude dagegen viel träger. Wenn die Regelung nun einen stark gewichteten 1h-Mittelwert verwendet, kann es passieren, dass dieser Mittelwert bereits zeitlich versetzt zum tatsächlichen Wärmebedarf liegt.

Vereinfacht gesagt:

Die Regelung schaut dann auf einen geglätteten bzw. verzögerten Wert. Bis die daraus folgende VL-Anpassung im Gebäude wirklich ankommt, hat sich der Zustand des Gebäudes aber schon weiter verändert. Dadurch kann die Regelung in ungünstigen Fällen gegenläufig zum Gebäude arbeiten.

Im Extremfall liegt die Wirkung der Korrektur phasenverschoben zum Bedarf. Dann sieht es so aus, als ob die Wärmepumpe „zu spät“ oder „zu vorsichtig“ reagiert, obwohl hydraulisch noch alles möglich wäre.

Wenn Delta-T, Volumenstrom und Wärmeabnahme passen, würde ich daher die Gewichtung des 1h-Mittelwertes und den Einfluss der Raumregelung reduzieren.

Ziel wäre, die Phasenverschiebung zwischen Heizkreis, Gebäude und Regelung zu verkleinern bzw. die Regelung weniger stark auf einen möglicherweise verzögerten Mittelwert reagieren zu lassen.

Meine Vermutung wäre: Wenn alles hydraulisch in Ordnung ist, dann kommt das Verhalten eher aus der zeitlich geglätteten Regelung. Ein zu hoher Einfluss des Einflussfaktors 1h-Mittelwertes kann bei einem trägen Gebäude dazu führen, dass die Korrektur nicht mehr sauber zum tatsächlichen Bedarf passt. Dann läuft der VL dem Soll hinterher, obwohl die Wärmepumpe eigentlich noch Reserven hätte. Ich habe lange daran geschraubt und in Abstimmung mit Lambda und Berechnungen am Gebäude von Energieberater bin ich auf 80/20/100 gekommen 24h (-), 1h (+/-), 24h(+).

Das klingt plausibel, aber nachvollziehen kann ich die Theorie anhand meiner realen Daten nicht:



Die RT im Referenzraum war ja relativ stabil, ist aber kontinuierlich gefallen, trotz des hohen Einlfußfaktors. Da hätte die WP über die Nacht aus meiner Sicht längst gegensteuern müssen, zumal der VL ja sowieso die ganze Zeit schon unter dem Soll war, deshalb ist die RT ja erst gesunken. Wenn die WP sich an den Soll-VL gehalten hätte, hätte wahrscheinlich alles gepaßt.

Für mich sind da auch nirgendwo so große Sprünge oder Schwankungen ersichtlich, die das Gezappel bei der Verdicherleistung erklären könnten.

Was meinst Du mit 80/20/100 24h (-), 1h (+/-), 24h(+) ?

Bei mir steht in der Regelung erst 1h, dann letzte 24h und dann nächste 24h

Ich kann nicht beurteilen, ob mein Haus träge ist oder nicht, es ist ein ungedämmtes Massivhaus aus Bj. 1993. Aber meinen HK schätze ich als relativ flexibel ein, also müßte der HK dem Haus auf jeden Fall gut folgen können.

Hallo Meaparvitas,

Dann würde ich mir als Nächstes die Gewichtung der Außentemperatur-Regelung anschauen.

letzte 24 h: 40 / 220 = 18 %
1 h: 100 / 220 = 45 %
nächste 24 h: 80 / 220 = 36 %

Damit hat die 1h-Außentemperatur bei Dir fast die Hälfte des Einflusses. Für ein massives Haus Baujahr 1993 ist das aus meiner Sicht zu viel.

Der Heizkreis mit Heizkörpern kann zwar relativ schnell reagieren, aber das Gebäude selbst reagiert nicht in einer Stunde. Deine Kurve zeigt das auch: Die Raumtemperatur ist relativ stabil und bewegt sich nur langsam. Das spricht eher für eine größere Gebäudeträgheit. Wenn die Regelung dann stark auf den 1h-Wert reagiert, kann sie dem Gebäude zeitlich davonlaufen.

Beispiel:

Angenommen abends ist die aktuelle 1h-Außentemperatur wegen Tageswärme noch relativ hoch, z. B. 17 °C. Die 24h-Vergangenheit und die Prognose liegen aber eher bei 11–12 °C.

Mit Deiner aktuellen Gewichtung:

AT_eff = (40 * 11 + 100 * 17 + 80 * 12) / 220
AT_eff = 14,1 °C

Mit einer trägheitsgerechteren Gewichtung, z. B.:

letzte 24 h / 1 h / nächste 24 h
80 / 25 / 100

ergibt sich:

AT_eff = (80 * 11 + 25 * 17 + 100 * 12) / 205
AT_eff = 12,2 °C

Das sind fast 2 K Unterschied in der wirksamen Außentemperatur. Je nach Heizkurve können daraus etwa 0,5 bis 1 K Unterschied im VL-Soll entstehen. Das passt ziemlich gut zu dem, was Du beobachtest: Der VL hängt scheinbar zu niedrig, obwohl die Maschine eigentlich könnte.

Deine Hydraulik klingt nach Deiner Beschreibung nicht wie der Hauptfehler. Ich würde zuerst die AT-Gewichtung entschärfen. Die 1h-Gewichtung mit 100 ist wahrscheinlich zu dominant. Für Dein Haus würde ich eher mit etwa letzte 24h = 80, 1h = 25 bis 30, nächste 24h = 80 bis 100 starten.

Hallo Richard,

ok, danke, ich werde die Werte mal ändern und beobachten.

Hallo Meaparvitas,

Schätzung der Zeitkonstanten

ich würde aus Deiner Kurve eher schließen, dass Dein Haus nicht schnell, sondern eher mittel bis deutlich träge reagiert.

Man sieht in Deiner Kurve ungefähr Folgendes:

Die Außentemperatur 1h schwankt deutlich: abends hoch, nachts runter, morgens wieder hoch.
Die Raumtemperatur im Referenzraum bewegt sich dagegen nur langsam und fällt über viele Stunden.
Die Verdichterleistung schwankt in Wellen von etwa 1 bis 3 Stunden, aber diese kurzen Änderungen sieht man in der Raumtemperatur praktisch nicht direkt wieder.
Der Raum reagiert also nicht im Bereich von 1 Stunde, sondern deutlich langsamer.

Daraus würde ich grob ableiten:

Heizkreis / Heizkörper: eher schnell, ca. 0,5 bis 2 h
Raumluft + Heizkörper: ca. 3 bis 8 h
Gebäude / massive Bauteile: eher 40 bis 80 h, eventuell auch mehr

Für die Außentemperaturgewichtung ist aber nicht die reine Heizkörper-Zeitkonstante entscheidend, sondern die Zeitkonstante des Gebäudes. Und die sieht bei Deiner Kurve eher nach ca. 50 bis 70 Stunden aus, nicht nach 1 bis 5 Stunden.

Wenn das Haus eine Zeitkonstante von grob 60 h hat, dann ist eine Änderung der Außentemperatur der letzten Stunde für das Gebäude nur schwach relevant. Eine einfache Abschätzung wäre:

Einfluss 1 h bei Tau = 60 h:

1 - e^(-1/60) = ca. 1,7 %

Natürlich muss man den 1h-Wert in der Regelung nicht auf 2 % setzen, weil die Regelung auch etwas vorausschauend und praktisch reagieren soll.

Das kann genau den Effekt erklären:

Abends ist die 1h-Außentemperatur noch relativ hoch. Die Regelung sieht dadurch ein „wärmeres“ Gebäudeumfeld und senkt bzw. begrenzt den VL-Soll eher. Das Gebäude selbst hat aber wegen seiner Trägheit und der kommenden Nacht trotzdem noch Heizbedarf. Dann fällt die Raumtemperatur langsam weiter.

Morgens passiert das umgekehrt: Die Außentemperatur steigt schon wieder, der 1h-Wert wirkt entlastend, aber das Gebäude ist thermisch noch nicht nachgezogen. Dann kann die Regelung zeitlich gegenläufig zum Gebäude arbeiten.

Das meine ich mit Phasenverschiebung.

Mein Startwert wäre bei Deiner Menü-Reihenfolge:

1 h / letzte 24 h / nächste 24 h
20 / 100 / 120

Normiert ergibt das:

1 h: 20 / 240 = 8 %
letzte 24 h: 100 / 240 = 42 %
nächste 24 h: 120 / 240 = 50 %

Das passt aus meiner Sicht besser zu einem massiven Gebäude: wenig 1h-Einfluss, stärkerer Einfluss aus Gebäudevergangenheit und Wettervorschau.

Etwas konservativer wäre:

1 h / letzte 24 h / nächste 24 h
25 / 100 / 100

Normiert:

1 h: 11 %
letzte 24 h: 44 %
nächste 24 h: 44 %

Wenn die Prognose bei Dir gut funktioniert, würde ich eher nehmen:
20 / 100 / 120

Wenn die Wetterprognose unzuverlässig ist:
20 / 120 / 80

Wichtig: Danach mindestens 24 bis 48 h nichts anderes ändern und beobachten:

Eine Einschränkung noch:
Wenn der VL-Ist weiterhin über Stunden 0,5 bis 1 K unter dem VL-Soll bleibt, dann ist das nicht mehr nur ein Thema der AT-Gewichtung. Dann müsste man zusätzlich prüfen, ob die Lambda-Regelung bzw. Leistungsfreigabe bei dieser Außentemperatur zu vorsichtig ist. Die AT-Gewichtung erklärt eher, warum der VL-Soll zeitlich nicht optimal zum Gebäude passt. Sie erklärt nicht vollständig, warum der VL-Ist dem VL-Soll nicht folgt.

Bei mir ist der Reiehfolge anders. 24h (-)= Mittelwert letzte 24h, 1h (+/-)=Mittelwert letzte Stunde, 24h(+)=Mittelwert 24h Prognose

In der Wärmepumpenkonfiguration kann ich der EVU-Sperre einen Digitaleingang zuordnen. Beim Heizstab kann ich konfigurieren, ob er bei EVU-Sperre aktiviert werden darf oder nicht. Geht das auch für die WP oder wird der Kompressor bei EVU-Sperre immer ausgeschaltet?
Hintergrund der Frage: ich möchte eine möglichst einfache Umsetzung der Drosselung bei Anforderung durch den EVU umsetzen und die simpelste Lösung wäre, nur den Heizstab zu deaktivieren.

Hallo Chaot,

die einfachste und aus meiner Sicht sauberste Umsetzung ist:

1. EVU-Sperre über den vorgesehenen digitalen Eingang der Lambda anschließen.
2. In den Leistungseinstellungen bei EVU-Sperre eine maximale Aufnahmeleistung auf 4,2 kW setzen
3. In der Lambda-Regelung den Heizstab bei aktiver EVU-Sperre nicht freigeben.

Damit wird keine harte 400-V-Abschaltung gemacht, sondern die von Lambda vorgesehene weiche EVU-Sperre über den Digitaleingang (X58) genutzt.

Bei EVU-Sperre läuft die Wärmepumpe mit Begrenzung auf 4,2 kW. Es kommt nicht zu Abschaltung. Die EU10L hat eine maximalen Leistungsaufnahme von 4,8 kW. Du wirst maximal mit 600 Watt "gekürzt".

So, ich habe die anderen AT-Einstellungen mal getestet.

Die Schwankungen bei der Leistungsaufnahme waren etwas geringer, aber der Vorlauf lief die ganze Zeit 0,5 K dem Soll-Vorlauf hinterher.

Dementsprechend war es im Referenzraum auch etwas zu kühl.

Ich kann mir das nicht erklären, da ich keinerlei Offsets eingestellt habe und die zu geringe Raumtemperatur erst recht den VL hochziehen müßte.

Dieser -0,5K Unterschied im VL ist glaub ich einfach ein Artefakt der Steuerlogik, ich hab das auch konstant im Winter. Ich glaub da gibts nichts zu tun.

Teilweise sind es bei mir sogar 0,8 K Unterschied. Das merkt man dann auch an den Raumtemperaturen.

Sollte man das im Heizungsmodul unter Korrekturoffset Vorlauftemperatur korrigieren?

Sonst stimmt ja auch die Heizkurve nicht.

Oder meinst Du, daß das einfach nur falsch angezeigt wird und der Vorlauf tatsächlich so ist wie er sein sollte?

Nein die Temperatur stimmt schon. Aber irgendeinen Offset einzustellen verschiebt bloß nur den 0,5K Fehler weiter hoch, die WP kommt da trotzdem nicht ran.

Bau die einen einen Statistik Sensor mit dem gemessenen VL:

Das ist sowieso gut bei Abtauwetter wo Durchschnitts VL sehr weit weg von VL-Soll sein wird (Thema Abtau Korrektur die ich vor paar Monaten hier beschrieben hatte).

Nutz den Statistik Wert dann um die Heizkurve hoch oder runter zu drehen nach Bedarf, behandel den VL-Soll der Steuerung nur als Indikator statt absoluter Zielwert.