OT: Effizienz/Nutzen des Heizstabs im 750l Puffer

[nseith]

Hallo Zusammen,

ich ueberlege seit Tagen Tagen wie ich die Effizienz meines Heizstabes "messen" kann und dachte ich frag mal wie Ihr das so macht.

Kurz umrissen:
Ich habe seit 2015 eine Viesmann-Gastherme mit 4 Solarthermieplatten und einem 750LPfuffer fuer FBHz, 1 Heizkreislauf fuer 4 Heizkoerper im Anbau sowie die Trinkwasserstation. Mittlerweile ca 15KW Solar Nord/Sued und einen Hybrid.

Letztes Jahr habe ich in den Puffer einen 6KW Heizstab in die vorgesehene Oeffnung eingesetzt der eben, anstatt eines E-Speichers, meine ueberschuessige Energie in 2,4 und 6kW in den Puffer schiebt.

Im Januar hab ich dann, da ich Nord/Sued Ausrichtung der Solarpanels habe, den Heizstab mittels Reihen/Parallel schaltung auf 0,7, 1,1 und 2KW Leistung umgebaut, da im Winter wenn ueberhaupt die 2KW "uebrig" waren.
Regeln tut die Homematic (Wallbox macht openWB) die drei Relais, die Kurve ist perfekt und die Energie fliesst Minutengenau und tiptop in den Puffer.

Was ich mich allerdings Frage:
- wie effizient ist es die drei 2kW Heizstaebe in Reihe (700W) in den Puffer zu schieben?
--- Wieviel "Grad" bringt das dann noch?
- selbiges im 2/2 KW parallelbetrieb, also 1,1kW
- Ist es sinnvoll den Heizstab per integriertem Thermostat abschalten zu lassen?
--Wenn ja, bei welcher Temp?

Wie "messt" Ihr das?
Habe schon versucht mit Mittels der Montasdurchschnittstemperatur etwas "abzulesen" aber die Gasentnahme schwankt einfach zu stark.

Ist der mittig platzierte Heizstab bei so einem Vitocell ueberhaupt fuer Heizwasser oder rein fuer Warmwasser?

Bitte steinigt mich nicht gleich - aber ich wollt´s mal so kurz als moeglich geschrieben haben um keinen von nem Megatext, was es jetzt doch irgendwie wurde, abzuschrecken.

Dank Euch und Sonnige Gruesse
N
@Roland- Danke fürs verschieben- diese Gruppe hatte ich gesucht

[Bembi]

Moin,

also ich denke Du machst folgende Rechnung...
Strom kosten (je nach Tarif) sagen wir mal 30-40 ct / KWh
Gas kostet etwa 13 ct
Strom von Dach kostet 8,3 ct, da Du ja die Einspeisevergütung nicht mehr bekommst.

Daraus ergibt sich eine Priorität für die Nutzung des PV Stroms.
Du versuchst erst einmal Deinen Haushaltsstrom durch Strom von Dach zu ersetzen.
Was übrig bleibt kannst DU in den Puffer schicken.

Sofern Du einen elektronische Zähler hast, kannst DU ja dafür einen Code anfordern, damit die detaillierten Daten und die Einspeisung bekommst.
Das kannst Du mit den HM-IP Sensor auslesen.
Wenn Eispeisung
> 700 Watt: 1. Heizstab
> 1400 Watt 2. Heizstab
usw.

Da nun Gas und Einspeisevergütung nicht ganz soweit auseinander liegen, schalte nur, wenn der Heizstab komplett gedeckt werden kann.
Du mußt natürlich vermeiden, dass DU 40 ct Strom in den Speicher schickst.

[nseith]

Hallo Bembi,
irgendwie ist mir deine Antwort wohl durchgerutscht - deshalb sorry fuer die spaete Antwort.

Allerdings schreibst Du ja wie ich das ganzen nutzen kann bzw. wie ich es ja schon seit langer Zeit nutze, mich jetzt aber Frage wie ich "messen" kann wie sinnvoll das ganze ist. Vor allem die Reihenschaltung der 3x 2kW Heizstaebe.

Da ich jetzt die Fussboden Heizung gerade abgeschaltet habe werde ich mal versuchen die ganze Heizung auszumachen (d.h. die Pumpen der Solarthermie laufen ebenfalls nicht) und ca. 2h die 700W anstehen lassen. Dann will ich versuchen ueber den Thermostat des Heizstabs herauszufinden ob der Schaltpunkt sich veraendert hat, bzw. mal schauen was die Viessmann Anzeigen im Display so hergeben.

Auch hatte ich dem Heizstabhersteller mal geschrieben - aber leider keine Antwort erhalten.

Ich bleibe dran, wie gesagt - schalten tut alles super effizient.

hier mal ein Beispiel anbei von einem sehr wechselhaften Wetter und ohne dass das Auto zum laden Vorrang hatte.

[Bembi]

Hi,
also von Grundsatz ist ein Heizstab ja eine 1:1 Rechnung. 1 KWh Strom ist 1KWh Wärme.
Dagegen rechnest Du Verluste. Der Speicher verliert ja einen kleinen Teil der Wärme wieder.
Der Wärmeverlust ist über die Temperaturdifferenz zwischen Pufferwasser und der Umgebungstemperatur berechenbar.
Wie hoch der genau ist, findest Du oft in den Spezifikationen des Speicher-Herstellers.
Kannst aber auch selber messen. Geht allerdings nur sinnvoll wenn er nicht benutzt wird.

Die Wärmekapazität von Wasser ist 4,19 KJ / KG / Kelvin.
4,19 x 750 KG = 3,142,5 KJ = 850 Wh / Kelvin

Verliert Dein Speicher demnach in 24h etwa 2 Grad, dann sind das 1,75 KW / Tag oder 73 Wh pro Stunde.

In der anderen Richtung:
Wenn Du 700 Watt rein schickst 700 / 875 = 0,8 Grad pro Stunde
Bei 1400 W = 1,6 Grad / h
Bei 2 KW = 2000 / 875 = 2,28 Grad / h
Bei 4 KW = 4,56 Grad / h
Bei 6 KW = 6,84 Grad

Die Kunst der Rechnung ist nun zu berechnen, wieviel Energie Du in den Speicher hineinschiebst und wieviel Du davon nutzen kannst.
Was Du nicht nutzen kannst, besser einspeisen.
Als Grenze ist wieder der Preis pro erzeugter KWh Wärme
Also Solarstrom 8,3 ct / KWh (Einspeisepreis)
Bei Gas Dein Gas-Arbeitspreis / Wirkungsgrad
Bezahlst Du 12 ct / KWh und hat Deine Therme einen Wirkungsgrad von 90%, dann 12 / 0,9 = 13,3 ct.

8,3 / 13,3 = 0,62
Das bedeutet, Du mußt mind. 62% des Solarstroms auch wirklich als Wärme nutzen, damit der Solarstrom günstiger ist.

Das mußt Du jetzt auf Deine Verhältnisse umrechnen. Schwierig daran ist, dass man den Energiebedarf nicht immer genau vorhersehen kann. Du kannst aber Deinen Gas-Verbrauch und die zugehörigen Temperaturen beobachten, und daraus kann man in etwa ermitteln, wie hoch der Wärmebedarf Deines Hauses bei welchen Temperaturen ist. Da allerdings ein Gebäude auch träge ist, muss man das länger beobachten, um einen brauchbaren Wert zu erhalten. Auch die Speichertemperaturen könnte man zur Ermittlung heranziehen.

Dann kann man in etwa ausrechnen, wieviel Energie man (sofern vorhanden) in den Speicher schickt und wieviel man besser einspeist. Die Temperatur kannst Du entweder durch eine Wetter-App (Vorhersage) beschaffen, wenn Dein Haus ansatzweise gut insoliert ist (also eher träge), dann geht ev. auch ein Mittelwert der Vortage. Oder beides in Kombi.

[nseith]

Hallo Bembi,

vielen vielen Dank fuer deinen sehr ausfuehrlichen Beitrag.

Ich denke ich bin auf dem richtigen Weg, war mir eben nur unsicher ob die 3x2KW in Reihe genug "Hitze" erzeugen um auch das Wasser zu erwaermen.

Ich will einfach die anstehende Energie im Winter in den Puffer schieben, bevor dann bei Sonnigen Tagen die Solarthermie uebernimmt.

Ich werde mal versuchen mit deinen Formeln zu rechnen

Besten Dank allen Mitlesern

N

[Bembi]

Hi,

also gedanklich würde ich erst mal nachrechnen, was Du im Winter überhaupt in den Puffer schieben könntest.
Den größeren Einspareffekt hast Du aber, wenn Du Solarstrom erst mal im Haushalt verbrauchst, dann erst in den Speicher.

Eine Batterie wäre (hinsichtlich Autarkie) besser in der Lage. Denn die kann ja recht flexibel Strom aufnehmen und wieder abgeben.
Bei einem Wasserspeicher kannst Du nur Energie hineinschieben, und das auch nur in Deinen Leistungsstufen (700, 1400, 2000, 4000, 6000).
Und wenn die Energie mal im Speicher ist, mußt Du sie verbrauchen, weil sie sonst ebenfalls früher oder später verloren geht.
Und stark überheizen kannst Du ihn aus dem gleichen Grund auch nicht unbedingt.

Grundsätzlich mußt Du natürlich die Einspeisemenge am Zähler abgreifen und dann entscheiden, wann die Heizstäbe wie zugeschaltet werden. Du willst ja analog auch vermeiden, den Speicher mit teurem Strom aus dem Netz zu laden. Wenn also einer in der Küche den Herd anmacht, dann müssen die Heizstäbe ggf. wieder raus. Mit Batterie hättest Du das Problem gar nicht, weil Du das, was am Tag übrigbleibt, mit der Leistung in den Speicher schieben kannst, die die Batterie liefert.

Also Dein Ansatz ist schon der richtige Weg, hat aber auch gewisse Grenzen.

Wichtig bei der ganzen Rechnerei ist, dass Du Deinen Bedarf möglichst gut ermittelst.

[nseith]

Hi Bembi,
wie im Screenshot oben gezeigt benutze ich ja schon alle Resourcen im Haus so gut es geht, auch ohne Speicher.
Dank openWB hat das Auto Vorrang zum laden, da der Strom zu 100% vom Arbeitgeber bezahlt wird.
Sobald Ueberschuss da ist im Sommer kuehle ich per Klima die 3 Schlafzimmer und die Gartenpumpe springt auch erst mit Solarstrom Automatisiert an, uvm.

Durch die Ausrichtung (Süd/West) von meinem Dach ist die Solarthermie erst ab 12 Uhr Mittags richtig "aktiv" und es kommen brauchbare Gradzahlen vom Dach.

Deshalb hatte ich Mitte 23 einen 6KW Heizstab installiert, um die neue Energie morgens (5,5KW PV Nord/Ost) wenn niemand daheim ist nicht einzuspeisen sondern in den Puffer zu schicken.
Wie sich dann nach 2 Monaten Winter (dunkel und graupel) herausstellte war das sehr optimistisch mit den 2,4,6KW Stufen gedacht und ich habe auf 700W, 1400W und 2KW umgebaut (weil halt schon 3 Schuetze da und verkabelt waren) die ich jetzt, Minutenweise abgefragt, in den Puffer schieben kann (siehe Screenshot - ohne E-Auto angeschlossen) - das regelt perfekt und ich kann fast 80% der Energie auch im Haus nutzen.

Grosse Ursprungsfrage war eben, wie sinnvoll ist die Reihenschaltung der Heizstaebe. Verbraten tue ich die 700,1400 und 2kW perfekt - aber ist der Wirkungsgrad auch dementsprechend.

Danke N