Wärmepumpe: Pufferspeicher, Leistung und Modulation

[andimann]

Moin Allerseits,
zum Hintergrund meiner Fragen:
derzeit beschäftige ich mich mit den Möglichkeiten unser Haus von Gasheizung auf eine Wärmepumpe umzustellen. Klingt bei einem knapp 7 Jahre alten Haus komplett bescheuert, könnte aber als „energetisches Sanierungsprojekt“ zusammen mit einer Photovoltaik mittels KFW 261 gefördert und finanziert werden. Und dann kann das wirtschaftlich sogar richtig Spaß machen.
Ich bin aber gerade noch in der Evaluierungsphase und führe die ersten Gespräche mit Heizungs- und Solarmenschen.
Da tauchten bei mir direkt Fragen auf, weil die ersten Angebote ziemlich widersprüchlich sind zu den Mantras, die ich hier immer im Forum lese:

• Pufferspeicher (Heizungswasser) – Frage: welchen genauen Sinn soll der haben und wann ist der sinnvoll? Das konnte mir bis jetzt kein Verkäufer beantworten, obwohl die technische Antwort einfach ist: der soll als Hysterese arbeiten damit die Wärmepumpe weniger oft taktet. Grundidee ist also durchaus ok, aber wie weit mir 100 l Pufferspeicher helfen, wenn schon alleine die Füllung meiner Fußbodenheizung alles zusammen über 200 l sind plus die zig Tonnen Estrich als Speichermasse, erschließt sich mir nicht wirklich. Die aktuelle Gasheizung kommt ja auch ohne Heizungspufferspeicher aus.
• Wärmepumpe Leistung und Modulation – die ersten Angebote kommen natürlich mit absurd überdimensionierten WPs um die Ecke weil die nur lesen 270 qm beheizte Fläche. Auf meinen Hinweis, dass ich 12 oder sogar 16 kW etwas reichlich finde, kommt dann immer die Antwort: „die kann doch runtermodulieren von 3-12 kW. Schön und gut, aber genau davor wird ja immer gewarnt. Also Frage: warum ist das Heruntermodulieren der Leistung so schlecht? Ist das genau das Takten, vor dem immer gewarnt wird? Eigentlich wäre die technische Definition von Modulation, dass die gesamte Anlage mit Verdichter mit allem Drum und Dran langsamer läuft. Aber auch dann stellt sich die Frage wie effizient das noch ist.

Das Haus ist von der Dämmung her irgendwo im Bereich KFW 55, erreichte den Standard damals aber aufgrund der Gasheizung nicht. Heizbedarf liegt bei 12000-13000 kWh bei insgesamt 270 qm Fläche. Fußbodenheizung überall, inkl. Keller.
Viele Grüße,

Andreas

 

[WilderSueden]

Die beiden Fragen sind eigentlich zwei Seiten der gleichen Medaille. Modulation hat ihre Grenzen und wenn du z.B. in der Übergangszeit nur 1,5kW Heizlast hast, sind 3kW halt zu viel und die Wärmepumpe taktet. Der Pufferspeicher kann die Zyklen etwas verlängern, eine deutlich zu große Wärmepumpe kann er aber nicht ausgleichen. Modulation an sich ist nichts Schlechtes, Wärmepumpen mit hoher Maximalleistung können aber in der Regel nicht so tief runtermodulieren

 

[dertill]

Der Puffer soll auch als hydraulische Weiche dienen. Die Wärmepumpe braucht einen Mindestvolumenstrom, sonst geht sie auf Störung. Z.b. 50 l/min. Wenn jetzt von deinen Heizkreisen nur die hälfte offen ist, kann die Wärmepumpe in Störung gehen, weil der Durchsatz nicht da ist, aber Heizleistung wird eigentlich gebraucht. Der Puffer entkoppelt nun die Volumenströme, dadurch ist der Mindestdurchsatz immer gewährleistet. Nachteil sind die 2-4k mehr im Vorlauf die du brauchst, da durch den Puffer immer eine Vermischung von Vorlauf und Rücklauf stattfindet.
Du kannst auch ohne Puffer arbeiten. Dann eben ohne ERR mit niedrigen Vorlauftemperatur zur Selbstregelung und gut angepasster Heizkurve, damit eben der Mindestvolumenstrom sichergestellt ist. Dazu oder alternativ ein Überströmventil. Das löst aus, wenn zu viele Heizkreise geschlossen sind und der Mindestdurchsatz für die Wärmepumpe nicht mehr sichergestellt ist.

Die zweite Funktion des Puffers ist die des Wärmespeichers beim Abtauvorgang. Dazu benötigts du genug warmes Wasser im System. Wenn dein Systemvolumen zu klein ist, brauchst du zumindest einen Rücklaufpuffer. Mit Fußbodenheizung im Estrich sollte das aber nicht der Fall sein.

„die kann doch runtermodulieren von 3-12 kW.

Aber eben "nur" auf 3 kW und das wahrscheinlich auch nur bei niedrigen Temperaturen. Bei höheren Temperaturen (wenn du die Modulation brauchst) sind es dann gleich 4 kW. Und 4 kW brauchst du mit deiner Hütte wahrscheinlich nur bei Minus-Graden und 12 kW nur, wenn du den 200 m² Anbau fertig gestellt hast.
Verweise auf den jetzigen Gasverbrauch und den Wärmeschutznachweis.

Im Bereich KFW 55, erreichte den Standard damals aber aufgrund der Gasheizung nicht. Heizbedarf liegt bei 12000-13000 kWh bei insgesamt 270 qm Fläche.

Also maximal 12.000 kWh Wärmebedarf, also ca. 5,5 kW Heizlast. Wenn dein Haus 7 Jahre als ist, müsste die aber auch im Wärmeschutznachweis der Bauakte drin stehen. Ich würde da maximal eine 7 kW Pumpe verbauen lassen. Je nach genauen Werten aus der Bauakte könnte auch eine 5 kW - Anlage reichen. Mein Tipp hier: Wolf CHA 7 oder die neue Panasonic Aquarea L (Ich mag Monoblock lieber). Du wirst auch den Warmwasser-Speicher tauschen müssen gegen ein Modell mit größerer Wärmeübertrager-Fläche (>2m²).

 

[andimann]

Moin,

erstmal danke für die Antworten. Also ist der Puffer durchaus nicht vollkommen absurd. Allerdings mit etwas Mühe und Auslegungsliebe verzichtbar.

wenn ich über die "Vollbenutzungsstunden" gehe, ergeben sich aus den 12 mWh in der Tat um die 5,5-6,5 kWh Heizlast. (Ich finde Werte von 1600-2100 h ) Damit scheint eine 12-16 kW Anlage doch arg überdimensioniert.

Vermutlich wäre eine genaue Heizlastberechnung da nochmal gut investiertes Geld.

Viele Grüße,

Andreas

 

[dertill]

Vermutlich wäre eine genaue Heizlastberechnung da nochmal gut investiertes Geld.

Die ist ja schon gemacht worden bei Neubau des Hauses und hat sich seitdem nicht verändert.
Aber eine raumweise Heizlast brauchst du eh, wenn du die KfW-Mittel in Anspruch nehmen möchtest.

 

[RotorMotor]

Du hast doch eine Gasheizung mit der du das gut ausprobieren kannst.
Vielleicht kannst du dort sogar im Winter die maximale Heizleistugn ablesen?

Ansonsten einfach mal gucken wie weit du mit der Vorlauftemperatur runter kannst.
Und jetzt schonmal einen thermischen Abgleich machen.