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  - Wärmepumpen

So habe ich das noch gar nicht gesehen, das ist ja dann wirklich wie ein Stichpuffer im VL, wenn das ÜSV öffnet.

Wären denn 100 Liter RLP in meinem Fall die passende Größenordnung?

Die beiden Pumpen für Heizkörper (HK) und Fußbodenheizung (FBH) stellen sich bei mir automatisch ein. Ich habe es jetzt hinbekommen, dass das ΔT der HK (~5 K, 35/30) praktisch dem ΔT der Wärmepumpe (~5 K, 36/31) entspricht; dazu kommt das „versetzte“ ΔT (~5 K, 30/25) der FBH. Der Puffer liegt dabei etwa 1 K „über“ der Temperatur.

Dieses Gleichgewicht konnte sich erst nach der korrekten Einstellung aller IMI-Eclipse-Ventile an insgesamt 16 Heizkörpern einstellen – sowie nach der passenden Einstellung der Leistungsabgabe der einzelnen Heizkörper, die mit Lüftern ausgestattet sind. Diese Lüfter regeln ihre Drehzahl selbstständig über die gemessene Vorlauftemperatur ein. Diese Situation habe ich jetzt seit zwei Wochen, und es stellt sich immer wieder ein ähnliches Gleichgewicht von etwa 5 K ein.

Der Puffer verhält sich hier wie ein Schichtenspeicher und schichtet – auch aufgrund seines speziellen Aufbaus – sehr sauber. Ich habe mich bewusst für diese Lösung entschieden, weil ich dadurch:

1. ein hydraulisch abgeglichenes System habe,

2. einen hohen Warmwasser-Komfort erreiche, weil ich durch das innenliegende Hygiene-Wellrohr eine Kontaktfläche von etwa 12 m² habe und dadurch eine hohe Zapfleistung bekomme – auch bei mehreren gleichzeitigen WW-Anforderungen,

3. keine Legionellenschaltung brauche (Hygienespeicher),

4. keine komplizierte Pumpen- und Schaltungshydraulik für Warmwasser benötige,

5. und der Heizungsteil die Warmwasserbereitung unterstützt.

Was ich damit sagen möchte: Du, @Chaot, hast kein „schlechtes“ System. Im Gegenteil – du hast aus meiner Sicht eine sehr gute Lösung, die viele Vorteile vereint. In der Schweiz wird diese Konstellation u. a. deshalb gefördert, weil eine gute Schichtung die Effizienz des Gesamtsystems erhöhen kann.

Es stimmt auch: Wenn die Schichtung in Ordnung ist, sind die „Schichtungsverluste“ gering. Wenn die Schichtung jedoch nicht in Ordnung ist – z. B. wegen ungünstiger hoher Einströmgeschwindigkeit – kommt es zu Vermischung, und der Verbrauch kann deutlich steigen (teils werden in Studien Größenordnungen bis über 30 % genannt).

Ein Puffer ist – genau wie eine Wärmepumpe – am Ende ein „Gebrauchsartikel“; da spielt die reine Amortisation oft eine untergeordnete Rolle. Die beste Optimierung ist ohnehin: gar nicht erst zu heizen :-).

Meine beiden Heizkreispumpen habe ich wie folgt eingestellt: FBH auf 1,5 m Förderhöhe und Δp-c (konstant), HK auf Δp-v (proportional steigend) bei 2,5 m Förderhöhe. Die Einstellung habe ich mithilfe der Software EasyPlan von IMI abgeleitet.

@chaot, genau so ist es. In der Lambda habe ich die Anforderung für den Puffer um 1 K höher eingestellt als die Anforderung der HK. In der Lambda-Regelung kann ich die Anforderung des Puffers an den Heizkreis weitergeben – und umgekehrt fordert der Heizkreis bei Bedarf Wärme am Puffer an. Der Puffer wiederum fordert sie bei der Lambda an.

Jetzt kommt’s: Der Puffer hat keine Beladungspumpe und wird über das reine ΔT im oberen Bereich geschichtet. Und was passiert? Der obere Teil des Puffers nimmt in der Praxis die gleiche Temperatur an wie der Heizkörper-Vorlauf, erreicht aber zunächst nicht die um +1 K höher eingestellte Anforderung gegenüber dem Heizkreis. Erst wenn ich alle Heizkörper schließe, steigt der obere Teil des Puffers auf die +1 K Anforderung, bis die Solltemperatur erreicht ist.

Weil es ein Schichtpuffer ist, wird dabei nur das obere Drittel bis Viertel zusätzlich geladen, und die Wärmepumpe schaltet erst ab, wenn die Solltemperatur des Puffers (im oberen Teil) erreicht ist. Wenn ich den Puffer hingegen mit +2 K höherer Anforderung einstelle, erhöht sich die Beladetiefe des Puffers, und die Lambda schaltet später ab.

Ich kann also über die Lambda die „Überladung“ des Puffers bei schließenden Ventilen bzw. Anforderung unter der Minimalleistung der WP gezielt steuern – und über die "Übertemperatur" Anforderung auch die Beladetiefe beeinflussen. Das heißt: Im Normalbetrieb, wenn die Anforderung größer ist als die Minimalleistung, wird der obere Teil des Puffers mit der gleichen Vorlauftemperatur wie der Heizkreis beladen, obwohl die Puffersolltemperatur bei +1 K liegt (oder bei Bedarf +2 K).

Durch die jetzt stabile hydraulische Einregulierung verlängert der Puffer in der Übergangszeit die Laufzeit erheblich.

Der Rücklaufpuffer ist ein kleiner konstante ständig durchströmtes Faß als Energievorrat. Wenn das ÜSV öffnet, wirkt er kurzfristig wie ein serieller Puffer – allerdings nur sehr begrenzt. Denn durch das ÜSV entsteht ein Vorlauf-Rücklauf-Kurzschluss, wodurch der Rücklauf schnell ansteigt und die Wärmepumpe über ihre Abschalthysterese abschaltet. Dadurch wird keine nennenswerte Verlängerung der Laufzeit erreicht, wenn die Anforderung dauerhaft unter der Minimalleistung der Wärmepumpe liegt. Der RLP ist gedacht als Abtauvorrat.

Prima, dass Du einen guten Abgleich der Pumpen hinbekommen hast! Wäre ja auch sehr schade, wenn du Deinen effizienten Puffer nicht effizient betreiben könntest.

Nochmal zu den bis zu 30% Verlust aus den Studien:
Der Worstcase der bei der Vermischung passieren könnte wäre, wenn der gesamte Speicher auf nahezu RLT runtergemischt werden würde, was natürlich nicht geht, wenn ein gewisser Anteil VLT in den Puffer eingeleitet wird. Meine Rechnung ging ja schon davon aus, dass der VL auf die Mitte zwischen VL und Rücklauf runtergemischt wird (passiert real aber nicht) und trotzdem beeinflusst das die JAZ nur marginal.
Die relative COP-Veränderung der Lambda im Bereich des Taktens liegt für meine Heizkurve zwischen 7°C bis 15°C bei 2,1...1,6% pro K. Der Grenzfall wenn das gesamte über den VL einströmende Wasser auf RLT runtergemischt werden würde, brächte bei meiner Spreizung von 4,3K im Mittel nur bei etwas über 8% und das nur bezogen auf den Überschuss in der Übergangszeit...

Statistik der Verdichter:

Aufzeichnungsstart: 15.11.2025
Energieaufnahme: 1531.995 kWh
Energieabgabe: 9373.109 kWh
Wirkungsgrad: 6.12

-Lambda EU10L
-NAT=-7,9°C
-Schichtenspeicher der Klasse A nach SPF
-Heizkurven: HK: 22°C: 23.0, 0°C: 31.3, NAT: 36.5
FBH: 22°C: 21.0, 0°C 27.9, NAT: 30.2

Zitat
Prima, dass Du einen guten Abgleich der Pumpen hinbekommen hast! Wäre ja auch sehr schade, wenn du Deinen effizienten Puffer nicht effizient betreiben könntest.

@Chaot: Ja, das war sehr mühselig. Ich hatte ein Billig-Messgerät und habe an jedem Heizkörper die Rücklauf- und Vorlauftemperatur gemessen. Mit der Eclipse-k-Einstellung (Volumestrom) konnte ich dann die Leistung berechnen und mit den theoretischen Werten aus Tabellen vergleichen (inkl. Umrechnung). Das war sehr aufschlussreich. Interessant war, dass die berechneten und die gemessenen Werte sehr ähnlich waren. Durch die Speziallüfter/Booster mit PWM-geregelter Drehzahl (abhängig von der Vorlauftemperatur) konnte ich die Leistung der Heizkörper noch weiter nach oben justieren. Meine Frau war am Ende (!) begeistert davon, weil ich jetzt in jedem Raum eine angenehme Temperatur habe. ZFH: BJ 1970, 3Fachverglasung, FBH EG, neues Dach kommt in April mit PV Anlage. Das neue Dach wird mein Energiebedarf nach Erwartung um etwa 23% senken. Durch Umstellung Heizung, PV und zwei Elektroauto's habe ich ein erwartete Erspanis unf etwa 5.000 EUR/anno. Eine nette zusätzlich steuerfreie rente

Ja, der Puffer ist in gewisser Weise ein Kurzschluss mit Zeitverzögerung, genauso wie der verlustbehaftete Heizkreis. Bei beiden kommt das am Vorlauf einströmende Wasser mit Verzögerung beim RL der WP an.
"wodurch der Rücklauf schnell ansteigt"
"Schnell" ist ja zum Glück dimensionslos und nur in Relation zu irgendwas aussagekräftig insofern hängt es davon ab, was man unter "schnell" versteht.
Die Durchlaufzeit durch den Puffer und damit wie "schnell" der Rücklauf steigt, wird bestimmt durch das Puffervolumen und den Volumenstromüberschuss. Wenn die WP knapp dimensioniert ist, reicht ein kleinerer Puffer, um ohne riesig hohe Ausschalthysteresen die Taktanzahl akzaptabel zu halten, ansonsten muss er größer sein. Bei mir taktet die Anlage bereits ab 7°C aber mit meinem 200l-Puffer komme ich bei einer Ausschalthysterese von +5K seit 01.10,2025 bis heute trotzdem nur auf 467 Takte.
Für den nächsten Winter werde ich die Hysterse vermutlich auf Kosten vermehrter Takte heruntersetzen. 1.000, 2.000 oder sogar 3.000 Takte im Jahr sollten für einen auf 150.000 Takte ausgelegten Kompressor keinen Unterschied machen.

@Chaot: Hast du schon mal an Bauteilaktivierung gedacht? Also in der Übergangszeit alle Heizkörper aufdrehen, sauber einregulieren und den hydraulischen Abgleich mit dem Ziel ΔT = 5 K durchführen. Dein Haus wird dann eine Art Puffer, und so verlängerst du die Laufzeit. In der Schweiz und in Österreich wird das oft so gemacht – dort gibt es keine gesetzliche Pflicht zur ERR, und der „Puffer“ ist quasi immer dabei :-). Wir in Deutschland sind durch die Vorgaben leider gezwungen, uns damit intensiver zu beschäftigen.

Dein Haus ist gut isoliert? Takten ab 7°C ist sehr niedrig. Bei mir liegt dieser Temperatur bei 11-12°, hatte ich bisher nicht. Ist der minimale Drehzahl der Verdichter angepasst worden?

Wenn ich das Schema mit Direktkreis und Hygienespeicher umsetzen will, an welche Stelle der Verrohrung sollte ich dann einen zusätzlichen WMZ zur Kontrolle einsetzen lassen?
Sollte man lieber nur den Heizkreis erfassen oder die komplette Wärmemenge inkl. WW? Für die reine Heizlast wäre die erste Variante besser, zur Kontrolle der Lambda-Berechnung die zweite.

Ja klar. Die ERR sind sowieso immer auf. Ich habe zu der Thematik einen Faden aufgemacht, allerdings wollte ich das Überheizen nicht nutzen, um das Takten zu reduzieren, sondern im Gegenteil die Minimalleistung der Lambda sogar hochsetzen, was die Takte erhöht, und das teilweise mit Überheizen und entsprechend längeren Auskühlphasen als Taktverlängerung ausgleichen.
Ziel: Betriebsstunden senken + Arbeiten in effizienteren Lastbereichen.

Die Wände des 1972ger Hauses wurden mit 6cm Einblasdämmung zwischen dem zweischaligen Mauerwerk thermisch verbessert und 2007 wurde die Dachdämmung erneuert (20cm). Insofern ist das Haus besser isoliert als bauzeittypisch.
Bei mir ist die Sondersituation, dass das Haus nur im EG von meinem 90-jährigen Vater bewohnt wird und im OG ein Raum + Bad für die alle 6 Wochen wechselnden 24h-Betreuungskräfte geheizt wird. 75% des OG werden nur indirekt beheizt und für diese Nutzungsweise ist die Lambda dann eher zu groß als zu klein und taktet früher.
Für die 8ter hat sich Lambda nur in einem begrenzten Zeitraum darauf eingelassen, von 25% auf 20% herunterzustellen. Da ich kein Jünger der Bewegung bin, alles nur in Richtung weniger Takte zu optimieren, hätte ich das aber sowieso nicht gemacht, war sogar kurz davor, die Minimalleistung von Lambda hochsetzen zu lassen (effizientere Betriebspunkte + sinkende Betriebsstunden).
Über die für die Nordseeküste extreme Kältewelle Anfang Januar war probeweise fast das ganze OG beheizt und an den beiden kältesten Tagen seit langem, wo der 24h-Schnitt bei -8,4 und -8,6 mit Spitzen bis -15 Grad lag, hat die Lambda es gerade noch ohne Heizstab geschafft (NAT ist -8,8). Sie ist also eigentlich von der Größe für das Haus perfekt passend.

Naja, so wie ich die Hydraulik verstehe, kann der Puffer bei ÜSV seine gespeicherte Energie nur über den Rücklaufanschluss in den Heizkreis zurückgeben und damit wird er automatisch runtergemischt. Insofern ist zwar das Prinzip sehr ähnlich aber es ist in der Nutzung eben nicht identisch.
Ob ein 100l-Puffer, der preislich vmtl. sehr nahe an dem nächst größeren Modell liegt besser passt, müssten die Direktkreis-Gurus beantworten. Da du mutmaßlich keinen Mischer haben wirst, der Bauteilaktivierung verhindert, Du in Übergangsphasen also mit dem HK-VL um HK-Soll pendelst, werden auch die anderen thermischen Massen (das Wasser im Umlauf + Heizkörper usw.) mit in die Speicherung einbezogen. Eine Verdoppelung oder Halbierung des Puffervolumens verdoppelt oder halbiert also nicht die Taktung

Und was sagt die Software wenn du bei Teillast statt dem Auslegungsvolumenstrom nur noch die hälfte von der WP kriegst und durch die HK beliefern werden müssen um dT einzuhalten? Was macht der hydraulische Abgleich?


Du hast noch immer nicht erklärt wieso das so sein soll und wieso das anders/schneller passieren soll als beim Weichenkurzschlusses des Parallelpuffers.

Ich hab jede Menge Daten und Beweise geliefert dass in Tatsächlichkeit genau das Gegenteil passiert was du hier beschreibst.

WMZ bei Lambda ist weniger nutzvoll als einen externen Stromzähler für die ganze Anlage. In beiden Szenarien sollten diese aber über Modbus oder andere Schnittstellen auslesbar sein.

Bei dir ist es ja leicht überdimensioniert als es sein sollte, aber als Kontext ich hab 138 Verdichterstarts seit mitte September. Sie läuft auch durchgehend seit mitte Oktober außer dem einem Vereisungsfall.

Sehr interessante Ansatz. Anbei der Zielformel die ich erstellt habe auf Basis der Technische Daten von Lambda. Aufgabe ist dieser Zielformel zu minimieren.

Unten ist eine Zielfunktion (Elektrizitätsverbrauch) als Optimierungsproblem, bei dem du in der Übergangszeit bewusst mehr Heizleistung fährst (Bauteilaktivierung/“Haus als Puffer”), um mehr Wärme in Stunden mit hohem COP zu erzeugen und damit den Stromverbrauch zu minimieren. Input die Grafiken von Lambda: Minimale und maximale Leistung als Funktion Temperatur und COP als Funktion der Temperatur

1. Zielfunktion (minimiere Stromverbrauch)

min E_el = Sum_{t=1..N} [ (P_th(t) / COP(T_out(t), T_VL(t))) * dt ]

mit:
P_th(t) = thermische Heizleistung [kW]
COP(.) = aus COP-Feld
dt = Zeitschritt [h]

2. Leistungsgrenzen (Aus Technische Daten Lambda):

P_min(T_out(t), T_VL(t)) <= P_th(t) <= P_max(T_out(t), T_VL(t))

P_min und P_max stammen aus der Leistungskurve (min/max)
(ggf. linear interpolieren zwischen 35°C- und 55°C-Diagramm bzw. zwischen Stützpunkten).

3. COP (COP-Feld bei 6 kW)

COP(T_out, T_VL) ~= COP_6kW(T_out, T_VL)

Also Lookup/Interpolation im COP-Feld (bilinear zwischen Rasterpunkten oder über Isolinien).

4. Gebäude als “Speicher” (Bauteilaktivierung) als Nebenbedingung

S(t+1) = S(t) + ( P_th(t) - Q_loss(t) ) * dt

S_min <= S(t) <= S_max

mit:
S(t) = gespeicherte Wärmeenergie im Gebäude [kWh] (virtueller Speicherzustand)
Q_loss(t) = Wärmeverlust/Heizbedarf [kW] (Gebäudeabgabe nach außen)

Interpretation:
In der Übergangszeit darf S(t) zeitweise steigen (Vorheizen), solange S(t) <= S_max bleibt.

5. weiche Lenkung auf 6 kW (weil COP-Feld explizit bei 6 kW gilt)

min Sum_{t=1..N} [ (P_th(t)/COP_6kW(T_out(t),T_VL(t)))dt + lambda(P_th(t)-6)^2*dt ]

lambda klein wählen (nur als “sanfter” Bias, kein harter Zwang).

Bei Auschalthysterese die auf VL niveau eingestellt ist wird der RLP(und der Heizkreis) mit der höheren Temperatur vollbeladen und wirkt dann als herkömmlicher Puffer im System.



Das verlängert die Taktzeiten massiv; und desto größer der RLP desto mehr kann man das verlängern. Natürlich sollte er nicht all zu gross sein denn wenn die Anlage nicht taktet dient diese Masse nicht all zu viel.

Ich habe leider noch keine Formel gefunden, eine alternative Heizkurve zur "richtigen" zu berechnen, bei der mit fester Ein- Ausschalthysterese trotz "Überheizen" das richtige Verhältnis WP-an zu WP-aus über einen weiten AT-Bereich entsteht. Das und das Thema überhaupt geht aber an den Fragen von Meaparvitas vorbei.
Was hälst du davon, wenn wir hier
Betriebsstunden-und-Taktungsverkleinerung
weiterdiskutieren?

Stimmt denn meine Annahme, dass der geladene Puffer in den Rücklauf abgibt (anders als beim Prallelpuffer im Stich)?

Nein, die Kreislaufrichtung ist identisch. Die Wärme kommt halt aus dem RLP statt von der WP.

Ja man hat einen kleinen Verlust da der Volumenstrom über der abgeschalteten WP einen Umweg machen muss, aber die Energie die hier verloren geht ist im großen ganzen irrelevant. Vorlaufpuffer würde das beseitigen.

Das hört sich für mich alles sehr kompliziert an. Wenn man noch keine WP hat, ist es wahrscheinlich auch schwieriger, das alles nachzuvollziehen.

Den Stromverbrauch der WP wollte ich mit einem zweckentfremdeten Go-E-Controller mit Stromklemmen im Zählerschrank messen, so ähnlich wie mit einem Shelly 3EM. Das kann ich in Home Assistant direkt erfassen.

Ergänzend dazu wollte ich mit einem WMZ (Engelmann Sensostar U) mit ESP-Zusatzplatine die Wärememenge erfassen. Auch diese Daten (Flow, Temperaturen, Wärmemenge usw.) kann ich über den ESP auch in Home Assistant auslesen.

Die Frage ist trotzdem noch, an welche Stelle ich den WMZ am besten setzen lassen sollte.

Am VL/RL der Hydraulikstation WP Seitig wäre dann am einfachsten weil wenn du das sowieso in HA verbindest kannst du dann per Software die WM auf den verschiedenen Modi aufteilen.

Wenn du das nur Heizungseite einbaust dann siehst du halt nicht WW.

Stimmt, daran hatte ich noch gar nicht gedacht, ich kann ja dann mehrere Zähler einrichten, je nachdem, in welchem Modus die WP gerade ist.

Wir haben das zu tode diskutiert, aber jetzt sagst du implimentierst die ineffizienteste Variante der Hydraulik? Wieso sollte man einen konstanten Volumenstrom auf der Sekundärseite wenn die Primärseite Volumenvariabel ist? Der Auslegungsvolumenstrom sollte auf maximale Heizlast Leistung liegen um VL Gleichheit zu erzielen. Aber wenn du das so läufst dann ist bei Teillast der Sekundärvolumenstrom immer grösser als der Primärvolumenstrom und du hast dann Vorlaufsenkungen im System der die Effizienz der Anlage schädigt.

Der einzige weg dies zu beheben ist über PWM dT Pumpen auf der Sekundärseite, aber diese sind dann von Definition inkompatibel mit AFC Ventile da der Abgleich dann futsch ist wenn das System unter dem Auslegungsvolumenstrom runterfällt.