Umschaltbarer hydr. Abgleich

[M.S.]

Hallo,

ich knoble gerade an einer Erweiterung unserer Heizungsanlage und würde gerne eure Meinung zu einem Steuerungsproblem einholen.
Entschuldigt, wenn ich dazu weiter aushole.

Seit vielen Jahren läuft hier eine Wärmepumpe, die mehrere Flächenheizkreise versorgt. Dank hydr. Abgleich und sehr niedriger Vorlauftemperatur ist keine ERR erforderlich und auch nicht vorhanden. Mit Witterungsführung und Selbstregeleffekt passen die Raumtemperaturen sehr gut und die WP erreicht hohe Effizienz.

Nun will ich im Haus die Funktion "Kühlen" ergänzen. Heißt: im Sommer ist die Heizfunktion der WP deaktiviert, die kühle Sole aus den Erdsonden wird durch einen Wärmetauscher gepumpt, auf der anderen Seite das "Heizungs-/Kühlwasser", das dann die Flächen der Räume durchströmt.

Beim Kühlen ist natürlich eine andere Gewichtung der Durchströmung in den Räumen gewünscht. Also ist wohl ein passender extra hydr. Abgleich für den Sommerbetrieb erforderlich.

Nun könnte man sich die Anzeigen für den jetzigen Abgleich am Heizkreisverteiler notieren und ebenso später die neuen für den Kühlbetrieb. Damit dann zweimal im Jahr parallel zum Umschalten des Betriebs auch den jeweiligen Abgleich aller Kreise wieder per Hand hindrehen - umständlich.

Soweit ich die Beiträge hier im Forum richtig interpretiere, kann man mit den Homematic-Komponenten nur auf bestimmte Temperaturen regeln, aber nicht auf eine feste (prozentuale) Öffnung der Ventile.

Wer hat eine Idee, wie man (z. B. über proportionale Stellantriebe 0-10 V) diese festen Abgleichpositionen einstellt, speichert und dann (im Idealfall per elektr. Steuersignal) zwischen den beiden Betriebsarten wechselt?
Gibt es solche Steuerungen oder doch einen Trick, damit es auch mit Homematic realisierbar ist?

Danke für Ideen!
M.S.

[Henke]

1. Schritt
Daten erfassen. Bitte mal den Stromverbrauch, Durchschnittstemperatur und Anzahl der Takte jetzt bei den kalten Temperaturen notieren. Wöchentlich reicht da aus. Vielleicht lässt sich da ja doch noch was raus holen.
2. Schritt
Umbau auf Kühlung. Die wird am Anfang auch mit den Einstellungen der Ventile für den Heizbetrieb funktionieren und das auch ohne Homematik. Dann ist die Frage ob Räume nicht genug gekühlt werden, während bei anderen Räumen die Überlegung kommt Socken bei 30 Grad Außentemperatur anzuziehen. Dann wird es Zeit die Steuerung einzubauen.
3. Schritt
Einbau FALMOT. Steuerung im Sommer durch Wunschtemperatur und im Winter könnte die Wunschtemperatur auf 26 Grad eingestellt werden, so dass alle Ventile immer offen sind und damit im Prinzip die alte Steuerung läuft. Nochmals Daten erfassen.
4. Im Winter dann den FALMOT einfach mal machen lassen mit richtigen Solltemperaturen. Daten erfassen und wahrscheinlich feststellen, das ist nicht schlechter geworden.
5. Sollte das dann so passen, kann evtl. der eine oder andere Heizkreis weiter geöffnet werden um z.B. im Sommer mehr Durchfluss für die Kühlung zu erreichen.

Nun könnte man sich die Anzeigen für den jetzigen Abgleich am Heizkreisverteiler notieren und ebenso später die neuen für den Kühlbetrieb. Damit dann zweimal im Jahr parallel zum Umschalten des Betriebs auch den jeweiligen Abgleich aller Kreise wieder per Hand hindrehen - umständlich.

Nervig und die Anzeigen sind nicht so präzise das die Umstellung auf Dauer klappen wird.

Gibt es solche Steuerungen oder doch einen Trick, damit es auch mit Homematic realisierbar ist?

Ja, Trick Solltemperatur einfach sehr hoch, aber unnötig, da es auch so laufen wird.

[M.S.]

Hallo Henke,

danke für die Tipps!

Netter Trick, über extreme Temperatureinstellungen eine Anlage indirekt zu einem "Regelverhalten" zu zwingen, das sie direkt eigentlich nicht kann Wobei die FALMOT selbst wohl keine Temperatur-Messung/Einstellung kann, also mind. noch ein Thermostat dazu montiert werden muss.

Ohne ERR/Thermostate in den Räumen bleibt aber natürlich auch damit die spezifische Gewichtung der Durchströmung gemäß hydr. Abgleich erhalten und das ist das Problem: die Durchströmung der Räume soll Sommer/Winter überwiegend unterschiedlich sein.
Beispiel Schlafzimmer:
Im Winter aktuell nur geringer Durchfluss, weil man ja kühl schlafen will. Im Sommer soll es maximal gekühlt werden.
Wohnzimmer:
Im Winter möglichst warm (alle drei Kreise ganz offen), im Sommer ist es sowieso einer der kühlsten Räume im Haus.
Also besser nur wenig Durchfluss, damit genug Kühlkapazität für die zu warmen Räume übrigbleibt.
Ähnlich bei der Nord-Küche, etc.
Eigentlich gibt es nur wenig Räume hier, die Sommer/Winter etwa gleich durchströmt werden sollten, die meisten ziemlich konträr.

"...kann evtl. der eine oder andere Heizkreis weiter geöffnet werden um z.B. im Sommer mehr Durchfluss für die Kühlung zu erreichen..."
Womit wir genau beim Thema sind. Entweder zweimal im Jahr per Hand hin-/zurückdrehen oder eine Lösung finden, das per elektr. Steuersignal automatisch ablaufen zu lassen. Einstellungen änder- und speicherbar.

Sicher bin ich nicht der Einzige mit dem Problem, also mal weiter stöbern, ob schon jemand solch einen umschaltbaren Abgleich für mehrere Kreise z. B. mittels Arduino/Raspi realisiert hat. Vielleicht sogar unter Verwendung von FALMOT/VDMOT?

VG M.S.

[Henke]

Du brauchst für jeden Raum einen Wandthermostaten ansonsten macht der FALMOT keinen Sinn.

Ich habe eine WP mit Sole und Heiz-/Kühlbetrieb. Die läuft ohne Eingriffe mit dem FALMOT schon recht rund. Da es aber eine ältere WP ist kann ich durch Sperren der Pumpe die Taktzyklen erheblich senken und sie noch effizienter machen.

[M.S.]

Hallo Henke,

danke, eine Lösung mit Homematic würde letztendlich wohl darauf hinauslaufen.

Dank optimiertem Abgleich und ohne ERR läuft die WP hier seit über 20 Jahren mit maximalem COP. Den will ich mir eigentlich nicht versauen, indem ich sie Überschusswärme produzieren lasse, die dann weg geregelt wird.
Bin auch nicht scharf darauf, in jeden Raum einen Thermostaten bauen zu müssen, der regelmäßig neue Batterien braucht und ich beim Umschalten Sommer/Winter vielleicht gar noch durch alle Räume laufen muss und herumregeln.

Am einfachsten wäre wohl, dass der Abgleich im Keller mittels DC proportional geregelten Stellmotoren erfolgt.
Dazu ein Kästchen bauen mit zwei Reihen von Potis und eine Handvoll Teile zum ferngesteuerten Umschalten zwischen den beiden "Bänken".
Das hängt man an die Umschaltung Winter/Sommer der Anlage und schon wird bei jedem Wechsel automatisch der passende Abgleich angefahren.
Und der Abgleichwert jedes Kreises kann dort neben den Durchflussanzeigen für beide Betriebsarten getrennt jederzeit schön justiert werden.

Man müsste am besten Stellmotoren finden, die ihre Position halten, wenn der Betriebsstrom abgeschaltet wird. Dann brauchen sie nur kurz zur Umschaltung versorgt werden.

In Summe kostet so eine Lösung bei Selbstbau vermutlich auch nicht mehr als all die benötigten Homematic-Komponenten für eine ERR.

VG M.S.

[Henke]

20 Jahre? Auch eine Stiebel?

Keiner muss durch alle Räume gehen. Das macht man mit einem CCU-Programm, CCU-Script oder wie ich mit NodeRed automatisiert durch die Außentemperatur.

Wie hast du im laufenden Betrieb den COP ermittelt?

[NickHM]

Hallo

ich habe selbst keine WP, aber wir reden in der 4ma oft darüber, weil ein Kollege eine mit Erdwärme hat.
Der hat auch einen funktionierenden hydraulischen Abgleich und nutzt heizen / kühlen.
Das funktioniert im Sommer genau so gut wie im Winter. Also ohne zusätzliche Regelung.

Vor der Investition in Homematic Teile würde ich also im Sommer erst mal die Kühlfunktion einschalten und testen, ob man mit den Einstellmöglichkeiten der WP nicht auch ein gutes Ergebnis erzielt.

[M.S.]

Hallo miteinander,

danke euch für die Antworten.

Die WP ist eine Waterkotte DS. Der Energieverbrauch wurde/wird über die gesamte Lebensdauer permanent gemessen und Buch geführt, ebenso die erzeugte Wärmeenergie. Damit kann man gut erkennen, was sich wie ändert, wenn man an den Parametern dreht.
Der Energieverbrauch im Haus mit zwei Personen für die WP (Heizung und Warmwasser) betrug im vergangenen Jahr 1914 kWh.
Plus 1-2 Ster Holz für den Kachelofen.
Eigentlich ist die WP etwas zu groß ausgelegt, das sieht man am zeitlichen Verlauf der Soletemperatur und der Taktung.

Ja, die Erfahrung eines Sommers wird zeigen, wie die Zusatzfunktion Kühlen funktioniert. Vermutlich reicht es ja, per Hand den Durchfluss in den drei Räumen anzupassen, bei denen die Diskrepanz Sommer/Winter besonders groß ist, wie z. B. das Schlafzimmer.
Automatisieren kann ich das dann später immer noch.

Bisher habe ich sowieso noch keine Stellantriebe mit DC Ansteuerung 0-10 V gefunden, die ihre Position selbst halten, sobald man den Betriebsstrom wegnimmt. Wenn, dann nur kurze Zeit per Pufferbatterie - will ich aber nicht.
Alternative wäre, welche mit NO zu verwenden und nur beim Lauf der Umwälzpumpe zu bestromen.
Dann aber möglichst keine thermischen, weil die ja relativ lange brauchen, bis der eingestellte Öffnungsgrad wieder erreicht ist.

VG M.S.

[Henke]

Das mit den Stellantrieben ohne externe Steuerung/Daten kannst du vergessen.
Einen Shelly kann man wohl auf einen bestimmten Öffnungsgrad einstellen, aber damit kommst du nicht weiter.
Die Annahme das Ventil hat den gleichen Durchfluss bei 50% im Januar 2024 und im März 2024 ist falsch. Dazwischen wurden z.B. neu kalibriert und damit verschiebt sich alles. Durch Messung der Raumtemperatur oder der Rücklauftemperatur wird das dann reguliert/angepasst.
Auch die Standartmischer laufen nach dem Konzept. Einstellen, messen, korrigieren und wieder von vorne.

a, die Erfahrung eines Sommers wird zeigen, wie die Zusatzfunktion Kühlen funktioniert. Vermutlich reicht es ja, per Hand den Durchfluss in den drei Räumen anzupassen, bei denen die Diskrepanz Sommer/Winter besonders groß ist, wie z. B. das Schlafzimmer.

Sag ich doch.

Soletemperatur und Taktung...
Die Soletemperatur ist bei mir ziemlich uninteressant. 2000kWh sind in Relation zu meiner extrem wenig. Da ist nicht viel Luft zur Optimierung. Einzig die Taktraten wären interessant um die Lebensdauer zu erhöhen. Alles unter 20 mal am Tag lohnt aber auch nicht.
Hat du ein Diagramm davon?

[M.S.]

Hallo Henke,

das Thema handelt doch davon, dass die Anlage bereits einen optimierten, festen hydr. Abgleich (nach Vorschrift) für den Winter besitzt, aber bei Ergänzung durch Kühlen mit gewünschter unterschiedlicher Durchströmung dann sicher ein anderer besser passt.
Der aktuelle Winter-Abgleich ist mechanisch fest eingestellt und wird weder neu kalibriert, noch reguliert oder sonstwie verschoben.
Ein zukünftiger hydr. Sommer-Abgleich wäre dann später idealerweise genauso "statisch".

Frage ist eben, wie ich dort am Heizkreisverteiler zwischen genau diesen zwei unterschiedlichen hydr. Abgleichen wechseln kann. Und zwar ohne mehrmals im Jahr diese beiden Abgleiche zu verdrehen und ohne Hand anlegen zu müssen. Rein elektrisch automatisch angefahren beim Wechsel der Betriebsart Heizen/Kühlen

Die besseren Stellantriebe 0-10 V haben angeblich eine sehr hohe Wiederkehrgenauigkeit. Vielleicht reicht das ja aus in Kombination mit präzise eingestellten Steuerspannungen, um ein Wegdriften zu verhindern.

Da die WP hier etwas überdimensioniert ist, muss in der WP-Steuerung alles so parametrisiert sein und die Fördermenge der Solepumpe so angepasst, dass der Sole kurzzeitig nicht zu viel Wärme entzogen wird.
Der Frostschutz ist auf -6° gemischt. Ab Soleeintritt -4° wird reduziert und bedarfsweise ein Heizschwert zugeschaltet. Das kommt aber nur an den wenigen extrem kalten Tagen hier im Voralpenland und gegen Ende der Heizperiode vor.

Die Steuerung von Waterkotte aktiviert zyklisch alle 50 Min. die Umwälzpumpe, misst den Heizungsrücklauf bzw. die Temperatur im WW-Speicher und schaltet bei Bedarf die WP ein. Die Laufzeit variiert dann je nach momentanem Wärmebedarf und Randbedingungen im Bereich ca. 5...20 Minuten.
Diese "Taktung" ist schon in Hinblick auf die Solebelastung nicht optimal, immerhin hat das der Scroll-Verdichter bisher ausgehalten
Aber ich überlege, statt Teilumbau gleich auf Inverter-WP mit gleitender Temperaturmessung und Puffer aufzurüsten.

"2000kWh sind in Relation zu meiner extrem wenig"
Steinhaus?

VG M.S.