Hydraulische Einbindung von BHKW&Wärmepumpe, Pufferspeicher, FBH und Radiatoren

  • Hallo in die Runde,


    ich bin neu hier im Forum und freue mich auf den konstruktiven Austausch. Ich starte nach einigem Lesen direkt mal mit einer Frage zum aktuellen Projekt Modernisierung der Heizungsanlage im Altbau und freue mich auf Eure Antworten.


    Ausgangssituation:
    Altbau mit Jahreswärmebedarf gesamt ca. 50000kWh
    FBH im EG und Radiatoren im 1. Und 2. OG
    Meine grobe Schätzung ist dass derzeit 50% des Wärmebedarfs in die FBH gehen und 50% in das 1./2. OG, diese Schätzung ist aber einerseits wenig belastbar, andererseits können sich die Verhältnisse hier künftig auch ändern (Kinderplanung, etc.)
    Bisher mit alter Ölheizung aus den 90ern ohne Pufferspeicher betrieben, FBH und Radiatoren in einem System
    Geplant:
    Künftig Versorgung durch dagego5/9 BHKW und 10,4kW Luft/Wasser Wärmepumpe (Leistung Wärmepumpe nicht modulierbar, rechne mit JAZ von 3)
    BHKW im Betriebsmodus Nullbezugsregler
    4 Pufferspeicher á 500l
    Systemtemperaturen Radiatoren 65/50-70/55°C
    Systemtemperaturen FBH 50/40-45/35°C
    Ansteuerung der Wärmepumpe anhand der Speichertemperatur, Springt die WP an wird das BHKW aufgrund des Nullbezugsreglers mit anspringen



    Idee 1: Parallelschaltung von je 2 Pufferspeichern und feste Zuordnung zu FBH und Radiatoren ohne hydraulische Kopplung (siehe Abbildung)
    Problem dabei: beide Systeme werden dabei vermutlich im Verhältnis 10/7 (FBH/Radiatoren) aufgeladen was zumeist nicht dem Verbrauch entsprechen wird.
    Fall 1.1: Habe ich also einen höheren Verbrauch auf der Radiator-Seite müsste ich von der Nullbezugsregelung Abstand nehmen und mit dem BHKW die Differenzwärme erzeugen und den Strom einspeisen was ich vermeiden möchte.
    Fall 1.2: Habe ich also einen höheren Verbrauch auf der FBH-Seite wird mein BHKW irgendwann wegen zu hoher Rücklauftemperatur abschalten und die WP muss mit Strom aus dem Netz versorgt werden. Möchte ich natürlich auch vermeiden.
    Zur Lösung schwebt mir eine hydraulische Kopplung der beiden hydraulischen Kreisläufe vor, die aber wiederum Probleme mit sich bringt. Mit einer Verbindung der Kreisläufe wie im Bild gestrichelt eingezeichnet bekomme ich m.E. keine hydraulische Kopplung hin da sich keine Druckdifferenz einstellen wird. An dieser Leitung.


    Idee 2: Serienschaltung der Erzeuger der Puffer, sowie der Verbraucher.
    Problem dabei aus meiner Sicht das sich damit Volumenströme einstellen die nicht mehr zueinander passen und für mich ziemlich unvorhersehbar ist was dann passiert.

    Das einzige was mir hier im Moment noch einfällt ist ein sehr aufwändiges System mit mehreren Schichtenladeventilen für alle Verbraucher und Erzeuger. Ich glaube aber kaum dass eine solche Installation noch in irgendeiner Weise wirtschaftlich wäre.
    Sicher habt ihr noch bessere Ideen oder eine Meinung was die wirtschaftlichste Lösung aus Eurer Sicht ist.


    Vielen Dank, Proto

  • Moin @proto,


    also was die Wirtschaftlichkeit betrifft: Bei der vergleichsweise hohen Gesamt-Heizleistung von 17-20 kW(th) und 50.000 kWh Wärmebedarf wird Dein BHKW jedenfalls weniger als 3000 Stunden im Jahr laufen. Das ist für ein BHKW wirtschaftlich m.E. grenzwertig, weil statistisch eben nur während 30% der Jahresstunden BHKW-Strom für den Eigenbedarf im Haushalt zur Verfügung steht. Ein beachtlicher Teil dieser Stunden entfällt außerdem v.a. im Winter (wo Dein BHKW oft 12-18 Stunden am Tag oder gar länger laufen wird) auf Stunden, wo wenig Strom verbraucht wird. Damit wird sich die Einsparung aus dem Eigenverbrauch (i.allg. der wichtigste Treiber für die Wirtschaftlichkeit eines BHKW) bei Euch doch sehr in Grenzen halten. Das musst Du aber selber rechnen.


    Beim Wärmebedarf solltest Du das Warmwasser nicht vergessen: Dieses erfordert Vorlauftemperaturen über 60°C und sollte daher ebenfalls nahe am BHKW hängen. Insgesamt glaube ich schon, dass der "BHKW-Heizkreis" mehr Wärme abnehmen wird als der "WP-Heizkreis". Den reinen Heizwärmebedarf würde ich an Deiner Stelle nicht schätzen sondern rechnen: Wenn Du eine BHKW-Förderung willst, musst Du ohnedies einen hydraulischen Abgleich machen lassen. Für diesen muss für jeden einzelnen Raum die Heizlast ermittelt werden (kann man im Prinzip auch selber machen, bei Danfoss gibt's eine gute Software dafür, kostet aber einen Tag Arbeit), und aus dem Ergebnis lässt sich ableiten, wie viel Wärme bei Dir in den zwei Heizkreisen voraussichtlich verbraucht wird. Wichtig ist das aber eigentlich nur, wenn Du das Prinzip der oberen Skizze anwenden wolltest, und davon rate ich ab.


    Von den beiden Skizzen erscheint mir nämlich das Prinzip der unteren eindeutig als das bessere: Hier arbeitet die WP als Rücklaufvorwärmer für das BHKW. Dadurch wird gewährleistet, dass die WP immer in dem für den Wirkungsgrad günstigsten Bereich arbeitet (d.h. mit der niedrigsten im Haus verfügbaren Rücklauftemperatur, die im "kühlsten" Puffer ganz unten abgezogen wird). Das BHKW (das ja kein Brennwertgerät ist) arbeitet dagegen bei jeder RLT gleich gut. Die Heizkreise würde ich aber nicht hintereinander schalten (so wie das in der Skizze dargestellt ist - sieht elegant aus, dürfte aber in der Praxis kaum funktionieren), sondern beide über je einen Dreiwege-Mischer und je eine eigene Heizpumpe am "heißen" Teil anschließen (also oben), dann kann jeder Heizkreis selbst entscheiden, wie viel Wärme er abnimmt. Der FBH-Heizkreis macht für seine niedrigere VLT einfach den Mischer weiter zu: Dafür musst Du nicht mit unterschiedlichen Temperaturen an verschiedenen Punkten des Puffersystems herumtüfteln und hoffen, dass es passt. Die HK-Rückläufe gehen beide in die unteren Speicher - wenn Du willst in verschiedenen Höhen, ist aber eigentlich egal. Die Pufferspeicher arbeiten in diesem Fall als "Schichtspeicher" - oben wärmer, unten kühler - , aber für die Funktionsweise des Systems ist allein entscheidend, welche Temperaturen in den oberen Speichern herrschen, wo sowohl das TWW als auch die beiden Heizkreise angeschlossen werden. (Vielleicht könntest Du im Prinzip den FBH-Heizkreis auch unten anschließen, aber Du sparst dadurch nichts und holst Dir nur unnötige Risiken ins System.)


    Du brauchst dafür natürlich eine ausgefuchste und sicher nicht billige Regelung: Diese muss die Mischer für zwei Heizkreise mit unterschiedlichen Heizkurven sowie die Ladung des TWW-Speichers ansteuern (Du könntest dafür auch einen der beiden oberen "heißen" Speicher als Frischwasserstation auslegen), sowie das Ein- und Ausschalten der Wärmeerzeuger regeln. Aber so etwas müsste es am Markt geben: Die Regelung in unserem Vitotwin macht auch nichts anderes.


    Gruß, Sailor

    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie Viessmann Vitosol 300 Vakuumröhren 13,8 qm (Vorgänger Flachkollektoren 14 qm 2004-2021, davor 8 qm 1979-2003)

    Einmal editiert, zuletzt von sailor773 ()

  • Hallo Sailor,


    ganz herzlichen Dank für Deine Antwort und sorry für die späte Rückmeldung. Ich war einige Zeit krank und da stand das Thema erstmal nicht im Vordergrund. Jetzt habe ich nochmal etwas weitergemacht.
    Ich habe versucht Deine Anregungen umzusetzen.Im Ergebnis ist die untenstehende Übersicht entstanden.


    Bei den roten Zusätzen frage ich mich noch ob diese Notwendig sind oder ob die durch die hinter den Pumpen eingefügten Schwerkraftbremsen das System hydraulisch bereits soweit beeinflussen das z.B. durch das BHKW kein Durchfluss entsteht wenn die Heizkreispumpe oder die Brauchwasserladepumpe läuft. Ich würde sie vermutlich erstmal weglassen. So wie alle anderen Ventil gesetzt sind müssten diese sich auch noch ohne vollständige Entleerung des Systems im Nachhinein nachrüsten lassen.


    Deine Meinung zu dem Schema würde mich sehr interessieren.


    Die Regelung für den Mischer werden ich mit fhem realisieren. Habe da schon etwas romprobiert und die Lösung scheint mir nicht schlecht.


    Danke und viele Grüße


    Proto


  • MOIN,


    bin etwas irritiert was Deine Skizze angeht, kannst Du den Rücklauf vom WW-Erzeuger bitte mit "Überspringern" kennzeichnen das man sieht wo er wirklich mündet?!


    Fragen :
    - hat der SLK keine eigene Pumpe ? zusammen mit dem BHKW ist murx
    - sind die Pumpen PWM gesteuert, also variiert der Durchfluß ?


    mfg

  • Hallo alikante,


    sorry, in der Tat verwirrend die Darstellung. Anbei nochmal etwas schöner.
    Der SLK hat eine eingebaute Pumpe. Daher die Darstellung. Ich würde den für die Zeit der Inbetriebnahme mal abgeschaltet am System lassen - rechne aber nicht damit das ich den benötige. Vermutlich fliegt er dann nach einem Jahr raus.
    Bzgl. der Pufferladepumpen habe ich mir noch nicht wirklich Gedanken gemacht. Ich habe noch eine Wilo Stratos Pico rumliegen - die würde ich gern einsetzen. Bzgl. der zweiten bin ich aber noch flexibel. Zur Not könnte ich natürlich auch die Stratos Pico versilbern und eine zweite regelbare besorgen. Muss mal über das für- und wieder nachdenken. Danke für die Anregung. Bisher habe ich da noch keinen Gedanken spendiert.


    Gruß


    Proto




  • Hi Alikante,


    gute Frage. :) Habe einen 200l WW-Boiler der auch schon an der alten Anlage dran ist und den ich weiterbenutzten möchte.
    Ich muss die Temperaturen mal aufzeichnen.
    Ich habe auch schonmal gedacht das es ggf. sinnvoll sein könnte den Boiler RL in der Mitte zwischen dem zweiten und dritten Pufferspeicher zurückzuführen.
    (Wenn ich das dynamisch mache mit mehreren Umschaltventilen glaube ich kaum das es wirtschaftlich wäre das umzusetzen.
    Aber zumindest mal die beste "statische Lösung" könnte ich vorab ja mal austüfteln.)


    Gruß,
    proto