Die erste Woche mit unserer Wärmepumpe

Seit dem 20. Dezember läuft unsere Wärmepumpe und in die letzten Tage habe ich damit verbracht, das Verhalten der Wärmepumpe zu verstehen und möglichst optimal einzustellen. Für die Einstellungen sind die ca. 10 Tage Laufzeit natürlich nicht ausreichend. Gerade in den ersten Tagen waren wir froh, dass das Haus wieder warm wird. Basis der Einstellungen – insbesondere für die Heizkurven – habe ich von unserer bisherigen Gasheizung übernommen. Vom Installateur scheint ein recht guter hydraulischer Abgleich gemacht worden zu sein. Hier musste ich bisher quasi nur minimale Veränderungen vornehmen.

Ansonsten können wir ersteinmal feststellen, dass unser Haus auch mit der Wärmepumpe warm wird. Wie bereits in anderen Artikeln erwähnt ist es aber immer besser, die Wärmepumpe lieber etwas kleiner als zu groß zu dimensionieren. Das führt bei den recht kalten Temperaturen wohl auch dazu, dass die Wärmepumpe in einem recht hohen Bereich läuft.

Die Rahmenbedingungen und technischen Parameter unserer Wärmepumpe

Zur Einführung und auch zur weiteren Nutzung der Infos für meine monatlichen Statistiken gebe ich euch nochmal einen kurzen Überblick zu unserem Heizbedarf und der Parameter der Wärmepumpe.

Unser Haus und und unsere Heizgewohnheiten

Wir wohnen in einem freistehenden Einfamilienhaus zwischen Köln und Bonn mit einer Wohnfläche von etwa 135qm. Das 1,5-geschossige Haus wurde im Jahr 1992 fertig gestellt und hat eine entsprechend (geringe) Dämmungen. Auch wenn ich unser Haus nicht als Altbau bezeichnen würde, ist es sicherlich für viele interessant, wie sich eine Wärmepumpe in einem etwa 30 Jahren alten Haus verhält und welche Erfahrungen ich im Vergleich zu der bisherigen Gasheizung sammle.

Die Wände sind nicht gedämmt und die Dachflächen wurden damals wohl mit irgendeiner Glaswolle oder ähnlichem gedämmt. Vor ein paar Jahren haben wir fast alle Fenster gegen dreiglasige Fenster getauscht. Das hat schon einiges gebracht. Ansonsten haben wir tatsächlich viele Fensterflächen. Das Erdgeschoß und das Obergeschoß werden mittels Fußbodenheizung beheizt. Das Dachgeschoß wurde nachträglich ausgebaut und hat noch das erste Fenster. Hier ist ein 33er-Heizkörper verbaut. Im Keller (offenes Treppenhaus) gibt es einen weiteren 22er-Heizkörper. Bei dem Heizkörper im Dachgeschoß habe ich einen selbst gebauten Heizungslüfter installiert, so dass ich hier mittlerweile mit deutlich niedrigerem Vorlauf arbeiten kann.

Unsere Räume heizen wir auf etwa 21,5 Grad auf. Das Wohnzimmer liegt leicht darüber und das Schlafzimmer darunter. Das Bad sollte bei mindestens 22 Grad liegen. Das kälteste Zimmer ist mein Arbeitszimmer. Dieses liegt auf der Nord-West-Seite, so dass es nicht soviel Sonne abbekommt und durch die Dachschräge geht einiges an Wärme verloren. Ich versuche dieses Zimmer auf um die 21 Grad zu regeln, so dass dieser Raum quasi der entscheidende Raum für die Heizkurve ist.

In den zwei Heizkreisverteilern habe ich motorische Stellantriebe von Homematic verbaut. Allerdings versuche ich den hydraulischen bzw. thermischen Abgleich so zu gestalten, dass diese quasi nicht in Einsatz sind und immer auf 100% stehen. Vorteil der motorischen Antriebe ist, dass diese nur soweit schließen, wie notwendig. Andere Stellantriebe kennen meist nur auf und zu.

Beim Warmwasser haben wir uns nun zunächst dafür entschieden, keine Desinfektionsschaltung zu nutzen. Bisher hatten wir einmal die Woche das Warmwasser auf 70 Grad erhitzt. Die Zieltemperatur beträgt 55 Grad und bei Unterschreitung von 48 Grad wird nachgeheizt.

Unsere Buderus Wärmepumpe

Bei der Wärmepumpe haben wir uns u.a. für Buderus entschieden, weil die bisherige Gasheizung auch von Buderus kam. So hatten wir die Möglichkeit, ein paar Gerätschaften zu übernehmen. Eingebaut wurde nun eine Buderus Logaplus M WLW186i-7. Die Außeneinheit ist eine Logatherm WLW-7 MB AR und die Inneneinheit ist eine Logatherm WLW186i-12 TP70. Die Außeneinheit hat also ca. 7kW Leistung und in der Inneneinheit ist ein 70 Liter Pufferspeicher verbaut.

Die umgesetzte Hydraulik ist sicherlich nicht die effizienteste Lösung aber dafür sollte es möglichst wenig Störungen auf Grund von „Fehlbedienungen“ geben. Es wurde eine Systemtrennung verbaut, die die eigentliche Heizung von den beiden Heizkreisen trennt. Die beiden Heizkreise sind beide als gemischte Heizkreise ausgelegt. Der Puffer hilft daher in erster Linie bei der Abtauung oder kürzerer Unterbrechungen. Nachteil ist wohl, dass der Heizkreis der Heizung etwas höhere Vorlauftemperaturen benötigt, als die beiden eigentlichen Heizkreise. Der verbaute Plattenspeicher kostest etwas 2-3 Kelvin. Allerdings hatte ich dies auch vorher bereits in der alten Installation, da hier die Heizkörper von der Fußbodenheizung getrennt wurden und eine Mischeranhebung von etwa 3 Kelvin eingestellt war.

Für das Warmwasser haben wir nun einen Logalux SH290 Speicher. Die 290 Liter Warmwasser sind sicherlich mehr als genug, für unseren 2 Personenhaushalt.

Erste Erkenntnisse nach gut einwöchigem Betrieb unserer Wärmepumpe

Wie bereits oben beschrieben, gab es beim Betrieb der Wärmepumpe keinerlei Probleme. An ein paar Dinge muß man sich allerdings gewöhnen. Beispielsweise findet regelmäßig ein Abtauvorgang statt, wodurch für ca. 5 Minuten quasi keine Heizleistung zur Verfügung steht. Der Zeitraum ist aber so kurz, dasss dies keine großartigen Auswirkungen auf das Heizverhalten haben sollte.

Etwas mehr Auswirkungen hat die Aufbereitung des Warmwassers. Dieser Vorgang dauert bei uns aktuell etwa 1 bis 1,5 Stunden. In dieser Zeit werden die Heizkreise nicht versorgt. Bei der Gasheizung dauerte ein solcher Vorgang meist nur wenige Minuten. Aktuell ist die Zirkulationspumpe noch nicht angeschlossen. Daher verliert der Speicher nur sehr wenig Wärme. Bei unserem Nutzungsprofil muß daher aktuell maximal einmal pro Tag das Wasser wieder aufgewärmt werden.

Bei meinen Spielereien mit den Einstellungen musste ich erkennen, dass eine Wärmepumpe wohl insgesamt auch etwas träger ist. Nachdem auch das Dachgeschoß in den ersten Tagen ausreichend Wärme über den Heizkörper erhalten hatte, habe ich ein wenig mit der Heizkurve gespielt. Darüber hinaus habe ich leider eine sehr kalte Phase erwischt, in der ich nachts eine Absenkung programmiert hatte. In der Vergangenheit wurde der Heizkreis nachts quasi komplett runter gefahren. Das hat nun dazu geführt. dass die Temperaturen nicht mehr den Wünschen meiner Frau entsprachen. Jetzt lasse ich die Heizung erst einmal komplett durchlaufen.

Etwas erschreckend ist der aktuelle Stromverbrauch der Wärmepumpe. Dies liegt aber wahrscheinlich auch daran, dass ich noch kein Gefühl für den Strombedarf habe. Hinzu kommt, dass die Temperaturen aktuell meist zwischen -2 und +3 Grad Celsius schwanken. An den Tagen, mit etwas höheren Temperaturen zeigte sich schon ein deutlicher Unterschieder im Verbrauch. Bis auf die ersten Tage, in denen die Einstellungen noch nicht optimal waren, wurde auch der Heizstab nicht benötigt.

Aktuelle Einstellungen nach ersten Test mit unserer neuen Wärmepumpe

Die letzten Tage habe ich damit verbracht, ein wenig in diversen Foren bezüglich der optimalen Einstellungen von Wärmepumpen zu lesen. Mein Ziel war es, bis zum Jahresende ein halbwegs optimale Startprogrammierung der gesamten Anlage hinzubekommen. Dann kann ich hoffentlich ab dem ersten Monat im neuen Jahr eine praxisnahe Statistik der Wärmepumpe erstellen. Auf Grund meiner Erfahrungen bei der Optimierung einer Heizungsanlage in den letzten Jahren, ist mir aber bewußt, dass ein solcher Prozess durchaus 2-3 Jahre dauern kann.

Aktuelle Heizkurven der Heizkreise

Das wichtigste bei einer Heizungsanlage ist – neben einem ordentlichen hydraulischem Abgleich – die Einstellung der Heizkurve. Ziel sollte es sein, mit möglichst wenig Vorlauftemperatur auszukommen und bei allen Temperaturen eine Heizleistung zu erzeugen, die für die richtigen Temperaturen in allen Räumen sorgt.

Da ich in den letzten Jahren einige Erfahrungen sammeln konnte, habe ich zunächst die Einstellungen aus der bisherigen Heizung übernommen bzw. bin damit gestartet. Auf Grund der Systemtrennung kommt nun noch ein weiterer Heizkreis dazu. Der Heizkreis der Heizungsanlage sollte immer leicht über den anderen Kurven liegen. Wie man in der nachfolgenden Grafik erkennen kann, ist das noch nicht über alle Temperaturbereiche umgesetzt und wird mich in nächster Zeit noch beschäftigen.

Bei Buderus wird die Heizkurve im Prinzip durch 2 bzw. 3 Parameter bestimmt. Das ist einmal die sogenannte Raumtemperatur. Dies ist streng genommen der Paramater, der die Heizkurve parallel verschiebt. Der zweite Parameter ist die Auslegungstemperatur. Dies ist quasi die Vorlauftemperatur für die Norm-Außentemperatur des Ortes. Die Norm-Außentemeratur ist ein Wert, der sich aus den tiefsten Temperaturen an zwei aufeinanderfolgenden Tagen innerhalb der letzten 20 Jahre berechnet. Diesen Wert kann beispielsweise auf der Webseite des Bundesverband Wärmepumpe ermitteln. Für unseren Ort beträgt die Norm-Außentemperatur -9 Grad Celsius.

Für die einzelnen Heizkreise habe ich aktuell folgende Werte eingestellt:

Heizkreis	Raumtemperatur	Auslegungstemperatur
Heizung	20° Celsius	47° Celsius
Heizkörper	21° Celsius	47° Celsius
Fußbodenheizung	21,5° Celsius	40° Celsius

Weitere Einstellungswerte für die Buderus Wärmepumpe

Für das Heizverhalten gibt es noch zwei wesentliche Werte, mit denen ich gerade noch ein wenig experimentiere. So gibt es die Möglichkeit den Druck für die Heizkreispumpe P1 zu regeln. Ursprünglich stand dieser auf 150mbar. Im Moment teste ich mit 350mbar, was für einen höheren Durchfluß von ca. 1300 Liter pro Stunde sorgt. Mein Eindruck ist, dass die Heizkreise damit schneller ihre notwendigen Vorlauftemperaturen erhalten.

Der zweite Wert beeinflußt die Pumpe, die das Wasser zwischen Außen- und Innengerät beeinflußt. Dieser Wert wird mittels einer Temperaturdifferenz – also einer Spreizung – festgelegt. Ursorünglich stand dieser Wert auf 7,5 Kelvin. Dieser Wert ist aber wohl für den Betrieb von Heizkörpern gedacht. Für Fußbodenheizungen soll der Wert 4,5 Kelvin betragen. Ich teste hier gerade Werte zwischen 4,5 und 6 Kelvin und habe ich zunächst auf die 4,5 festgelegt.

Zeitprogramme nutze ich aktuell nicht. Die Heizung sollte idealerweise konstant durchlaufen. Lediglich für die Heizkörper werde ich nochmal testen, ob ein Zeitprogramm Sinn macht. Wie oben beschrieben, bin ich damit aber bisher nicht gut gefahren.

Schließlich habe ich noch den Bivalenzpunkt für die Wärmepunkte verändert. Ursprünglich stand dieser auf 10° Celcius. Hiermit wird die Temperatur eingestellt, ab dem der Heizstab dazu geschaltet wird, wenn die Vorlauftemperatur nicht mehr innerhalb einer bestimmten Zeit erreicht wird. Den Wert habe ich nun auf -5° Celsius reduziert und schau mal was passiert. In den nächsten Tagen soll es Nachts bis zu -6° kalt werden. Den Wert für den Zeitraum habe ich nicht verändert. Dieser ist auf 300k*min eingestellt.

Einstellungen für die Warmwasseraufbereitung mit unserer Wärmepumpe

Für die Warmwasseraufbereitung nutzen wir das Eco+ Programm. Hier kann man einen Zielwert einstellen und einen Wert für den Start der Aufheizung. Im Moment liegen diese Werte bei 55° und 48° Celsius. Nachdem die ersten Tagen die Aufbereitung auf „manuell“ eingestellt war, habe ich mich jetzt für ein Zeitprogramm entschieden.

Da ich dynamische Strompreise nutze, habe ich die Warmwassaufbereitung aktuell in das Zeitfenster von 3:00 Uhr bis 5:30 Uhr gelegt. Zu dieser Zeit gibt es normalerweise die günstigsten Preise. Bei der Zeitautomatik muß man allerdings wissen, dass diese eine harte Schaltung bewirkt. Wenn die Temperatur in meinem Fall beispielsweise erst um 5:15 Uhr unter 48° fällt, wird die Wassererwärmung auf jeden Fall um 5:30 Uhr beendet.

Bei Buderus kann man zusätzlich eine Wecheslfunktion zwischen Warmwasseraufbereitung und Heizung einstellen. Da die Wassererwärmung mit einer Wärmepumpe durchaus etwas länger dauern kann, verhindert man damit, dass die Heizung zu lange ohne Betrieb bleibt. Bei mir sieht die Einstellung im Moment vor, dass die Warmwasseraufbereitung maximal 2 Stunden dauert und dann wieder auf Heizbetrieb geschaltet wird. Diesen Wert habe ich dann auf eine 1 Stunde festgelegt. Wenn das Wasser also noch weiter aufgewärmt werden muß, passiert das erst nach einer Stunde.

Erste statistische Auswertungen der Wärmepumpe

Da ich in den letzten Tagen auch mit diversen Auswertungen herum gespielt habe, möchte ich euch gerne auch hierzu die ersten Ergebnisse präsentieren. Einige Infos werde ich sicherlich in meinen monatlichen Bericht aufnehmen. Wenn ihr noch Ideen habt, was in einem Statistikbericht zu einer Wärmepumpe von Interesse ist, bin ich für Anregungen immer dankbar. Vielleicht lerne ich irgendwann auch den Umgang mit Grafana noch besser. Manche Darstellungswünsche lassen sich nur schwer umsetzen bzw. habe ich nicht immer die Idee, wie das funktioniert ;-).

Viele der dargestellten Werte sind natürlich noch nicht aussagefähig, da ich im Moment noch mit diversen Einstellungen experimentiere. Die Darstellungen sind mehr als Anregungen gedacht, was ich zukünftig in meine Statistikauswertungen einbinden könnte.

Darstellung von Stromverbrauch und erzeugter Energie

Wie in meinem letzten Bericht kurz beschrieben, habe ich die Wärmepumpe bereits als Verbraucher in das Sunny Portal integriert. Hier kann ich dann u.a. ablesen, wieviel PV-Energie durch die Wärmepumpe genutzt wurde.

Nachteil dieser Darstellung ist, dass eine wesentliche Info fehlt, um den Stromverbrauch einzuordnen. Die Außentemperatur ist natürlich ein wesentlicher Faktor für den Verbrauch der Wärmepumpe. Daher habe ich mir entsprechende Auswertungen in Grafana erstellt.

In der obigen Grafik zeigen die linken Balken immer den Stromverbrauch für die jeweils erzeugte Wärmeenergie, die dann im rechten Balken dargestellt wird.

Zusätzlich habe ich mir eine Grafik erstellt, in der der tägliche COP (Coefficient of Performance) dargestellt wird. Ich werde wahrscheinlich oft den Begriff COP verwenden. Ansonsten wird natürlich auch der Begriffe Monats- bzw. Jahresarbeitszahl (genutzt). Gemeint ist immer das Verhältnis von erzeugter Energie und dem dafür benötigten Strom.

Wie man sieht, sind die Werte noch nicht wirklich optimal, was eventuell an dem kalten Wetter in den letzten Tagen oder ggf. auch den Einstellungsspielereien liegt.

Darstellung von Temperaturwerten

Die Werte der Außentemperatur und deren Vergleich mit anderen Zeiträumen ist sicherlich auch interessant. Für den Dezember scheint es so zu sein, dass die Temperatur in diesem Jahr um etwa 5 Grade im Schnitt niedriger liegt, als im letzten Jahr. Die Infos ist u.a. dann hilfreich, wenn man die Monatsarbeitszahl bewerten möchte.

In den beiden oberen Grafiken habe ich die minimale und maximale Temperatur pro Tag dargestellt. Ein deutliche Unterschied ist in den letzten Tagen zu sehen, seitdem unsere Wärmepumpe läuft. Wenn ich also noch den Gasverbrauch aus Dezember 2023 ermitteln kann und diesen vergleichen möchte, dann muß der deutliche Temperaturunterschied berücksichtigt werden.

In der nachfolgenden Grafik habe ich die Vorlauftemperaturen der einzelnen Heizkreise über einen Zeitraum von 24 Stunden ausgewertet.

Schließlich ist vielleict noch interessant, wie sich der Stromverbrauch im Verhältnis zur Temperatur über eine bestimmte Zeit entwickelt. Dies habe ich in der nachfolgenden Grafik mal für 2 Tage dargestellt. Hier sieht man u.a. auch sehr schön, wann die Abtauvorgänge durchgeführt wurden. Jedesmal, wenn die Leistung deutlich sinkt, findet ein Abtauvorgang statt. Auf Grund der aktuellen Temperaturen und der hohen Luftfeuchtigkeit, ist das fast einmal pro Stunde.

Soweit erst einmal zu meinen aktuellen Erfahrungen mit unserer Wärmepumpe in den ersten Tagen. Ich bin gespannt, wie sicher der Januar entwickelt und mit welchen Erkenntnissen ich den ersten Statistikbericht erstellen kann. Was mir aktuell noch komplett fehlt ist die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit. Sobald ich alle Rechnungen habe, kann ich auch hierzu einmal einen ersten Bericht erstellen und auch die Auswirkungen bzw. der Nutzen der PV-Anlage sowie der dynamischen Strompreise sind sicherlich spannend. Wahrscheinlich fallen mir auch noch ein paar Dinge ein, die ich über meine Haussteuerung implementieren kann. Bleibt nur zu hoffen, dass ich ausreichend Zeit für alles finde ;-).