dummtuech
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- 19.02.2023
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Hallo zusammen,
Wir haben zum Winteranfang unser erworbenes EFH bezogen und seither beschäftige ich mich mit unserer Heizung.
Ein Problem, was mir von Anfang an ein Dorn im Auge ist, ist, dass unsere Gasttherme (Buderus GB172-14 mit 14kW Spitzenlast) taktet, und zwar recht deutlich. Die Therme wurde Ende 2017 installiert und hat zum Heizen 89600 Brennerstarts und 10545 Brennerstunden. Das ergibt rechnerisch eine mittlere Brennerlaufzeit pro Takt von 7 Minuten.
Um hier einen ordentlichen Beitrag zu schreiben und hoffentlich hilfreiche Antworten zu ermöglichen, noch einige Infos.
Systemaufbau
Wir haben im EG eine FBH, im OG Heizkörper verbaut. Hydraulisch haben wir an der Therme einen Heizkreis für die Heizkörper, von dem aus mithilfe einer Einspritzschaltung (Festwertregelset) die Fußbodenheizung mit versorgt wird. Das System sieht wie folgt aus:
Ich bin kein Fan von dem Festwertregelset, weil es den Brennwerteffekt verringert und hydraulisch auch irgendwie doof ist. Mehr dazu in meiner Analyse weiter unten.
Ich messe die wichtigsten Temperaturen im System und logge sie mit. In der Skizze markiert sind Messstellen, für die ich Temperaturwerte zur Verfügung habe.
Ob ein ordentlicher hydraulischer Abgleich gemacht wurde, weiß ich nicht, aber ich habe daran wegen einiger Indizien Zweifel.
Die Mindestlast der Therme liegt nach Datenblatt und eigener Messung bei etwa 3.5-3.6 kW bei den Systemtemperaturen, die wir gerade fahren.
Wärmebedarf des Hauses
Baujahr 2001, ca 125m2 beheizte Wohnfläche. NAT ist -11°C. Eine Heizlastberechnung haben wir leider nicht. Dafür einen Wärmeschutznachweis, aus dem die U-Werte der verschiedenen Hüllflächen hevorgehen. Daraus habe ich mir folgende Heizlasten selbst ausgerechnet:
Die Ergebnisse sollten einigermaßen plausibel sein, denn mit typischen Jahres-Gradtagszahlen komme ich mit der errechneten Heizlast von 3.8kW bei NAT ziemlich genau auf die 10.000kWh/a Heizenergie, die die Vorbesitzer etwa im Jahr hatten.
Zu beachten ist, dass die Berechnung auf einer mittleren Raumtemperatur von 21°C beruhen. Allerdings heizen wir aktuell weniger. Manche Räume werden gar nicht beheizt (Schlafzimmer - auch zukünftig nicht, WC), manche nur eingeschränkt (zB Arbeitszimmer 18°C, Bad 20°C, Kinderzimmer 20°C, Küche 20°C). Das heißt, derzeit dürfte die Heizlast etwas unter der Berechnung liegen. Nach meinen Berechnungen müsste die Heizlast bei den genannten Temperaturen etwa 0.2kW niedriger ausfallen. Die aktuelle Nutzung (Thermostateinstellungen und Raumtemperaturen) sind ebenfalls in obigem Bild zu sehen.
Relevante Einstellungen an der Therme
Heizkurve: 45°C bei NAT, 25°C bei 20°C Außentemperatur
Brenner Taktsperre: 10 Minuten
Hysterese: Brenner aus wenn Vorlauf > Sollwert + 6K; Brenner an wenn Vorlauf < Sollwert - 3K
Max Brennerlast: 100%.
Keine Absenkung über Nacht
Pumpensollwert: 250mbar (deltaP-3 in Buderus-Sprech)
Relevante Einstellungen am Festwertregelset
- Thermostat ist auf 50°C eingestellt (damit er immer offen ist - mit vernünftigen Einstellungen wie etwa 35°C habe ich schlechte Erfahrungen gemacht. Abgesehen davon ist die Übertemperatur der Therme eh zu niedrig um vernünftig etwas einzuregeln)
- Kugelhahn vom FBH-Vorlauf zum Kesselrücklauf ist stark angedrosselt.
Beobachtungen im Betrieb
Ich habe schon einige Zeit mit einer Bestandsaufnahme verbracht und versucht, das System zu verstehen.
Typischerweise zeigt unser System folgendes Betriebsverhalten:
Das Bild zeigt:
Man kann im Bild nun folgendes sehen:
vor 16:45 lag Taktbetrieb vor. 16:45 ging der ERR im Wohnzimmer an. Das Wohnzimmer ist ein großer Verbraucher mit 3 FBH-Heizkreisen, während dessen Betrieb der Wärmebedarf die Kesselmindestlast übersteigt.
Während des Taktbetriebs kann man sehen:
Mir ist nach viel Lektüre auch klar, dass unser Nutzerverhalten ziemlich schlecht ist für den Heizungsbetrieb (viele Heizkörper stark gedrosselt, FBH wird mit ERRs geregelt). Das rührt daher, dass wir neu sind im Haus, es nicht gut genug kennen und in Anbetracht der aktuellen Gaspreise sparsam heizen. Auch ist mir nach Lektüre bekannt, dass eigentlich alle ERR der FBH raus bzw. dauer-auf sein müssten. Derartige Aktionen führe ich in der nächsten Heizsaison dann gerne aus - mit etwas Zeit, Sinn und Verstand.
Mein Ziel: ich würde das Betriebsverhalten der Anlage gerne optimieren. Dazu gehört auch ein Abgleich und, langfristig, prüfen meiner Hydraulik und Wärmeverteilung auf Tauglichkeit für eine WP, ggf. auch eine Ertüchtigung meiner Hydraulik (Siehe auch meinen anderen Thread). Das geht aber alles schlecht bei diesem blöden Taktbetrieb! Wenn die Heizkörper nur alle 10 Minuten mal kurz warmes Wasser kriegen, werde ich nie ermitteln können, welche Vorlauftemperaturen ich wirklich brauche. Kurzfristiges Ziel wäre demnach erstmal, zu einem Betrieb zu kommen, wo die Therme vielleicht jeweils eine Stunde brennt und eine Stunde ruht, solange keine wärmeanforderung der FBH vorliegt. Ich hoffe, hier könnt ihr mir helfen.
Was kann ich tun, um das Takten zu reduzieren, ohne meinen Wärmebedarf signifikant zu erhöhen? Ich denke, ich habe hier eine gut instrumentierte Anlage, und kann viele Ideen kurzfristig ausprobieren und die Ergebnisse hier wieder anhand der Messwerte präsentieren.
Viele Grüße,
dummtüch
Wir haben zum Winteranfang unser erworbenes EFH bezogen und seither beschäftige ich mich mit unserer Heizung.
Ein Problem, was mir von Anfang an ein Dorn im Auge ist, ist, dass unsere Gasttherme (Buderus GB172-14 mit 14kW Spitzenlast) taktet, und zwar recht deutlich. Die Therme wurde Ende 2017 installiert und hat zum Heizen 89600 Brennerstarts und 10545 Brennerstunden. Das ergibt rechnerisch eine mittlere Brennerlaufzeit pro Takt von 7 Minuten.
Um hier einen ordentlichen Beitrag zu schreiben und hoffentlich hilfreiche Antworten zu ermöglichen, noch einige Infos.
Systemaufbau
Wir haben im EG eine FBH, im OG Heizkörper verbaut. Hydraulisch haben wir an der Therme einen Heizkreis für die Heizkörper, von dem aus mithilfe einer Einspritzschaltung (Festwertregelset) die Fußbodenheizung mit versorgt wird. Das System sieht wie folgt aus:
Ich bin kein Fan von dem Festwertregelset, weil es den Brennwerteffekt verringert und hydraulisch auch irgendwie doof ist. Mehr dazu in meiner Analyse weiter unten.
Ich messe die wichtigsten Temperaturen im System und logge sie mit. In der Skizze markiert sind Messstellen, für die ich Temperaturwerte zur Verfügung habe.
Ob ein ordentlicher hydraulischer Abgleich gemacht wurde, weiß ich nicht, aber ich habe daran wegen einiger Indizien Zweifel.
Die Mindestlast der Therme liegt nach Datenblatt und eigener Messung bei etwa 3.5-3.6 kW bei den Systemtemperaturen, die wir gerade fahren.
Wärmebedarf des Hauses
Baujahr 2001, ca 125m2 beheizte Wohnfläche. NAT ist -11°C. Eine Heizlastberechnung haben wir leider nicht. Dafür einen Wärmeschutznachweis, aus dem die U-Werte der verschiedenen Hüllflächen hevorgehen. Daraus habe ich mir folgende Heizlasten selbst ausgerechnet:
Die Ergebnisse sollten einigermaßen plausibel sein, denn mit typischen Jahres-Gradtagszahlen komme ich mit der errechneten Heizlast von 3.8kW bei NAT ziemlich genau auf die 10.000kWh/a Heizenergie, die die Vorbesitzer etwa im Jahr hatten.
Zu beachten ist, dass die Berechnung auf einer mittleren Raumtemperatur von 21°C beruhen. Allerdings heizen wir aktuell weniger. Manche Räume werden gar nicht beheizt (Schlafzimmer - auch zukünftig nicht, WC), manche nur eingeschränkt (zB Arbeitszimmer 18°C, Bad 20°C, Kinderzimmer 20°C, Küche 20°C). Das heißt, derzeit dürfte die Heizlast etwas unter der Berechnung liegen. Nach meinen Berechnungen müsste die Heizlast bei den genannten Temperaturen etwa 0.2kW niedriger ausfallen. Die aktuelle Nutzung (Thermostateinstellungen und Raumtemperaturen) sind ebenfalls in obigem Bild zu sehen.
Relevante Einstellungen an der Therme
Heizkurve: 45°C bei NAT, 25°C bei 20°C Außentemperatur
Brenner Taktsperre: 10 Minuten
Hysterese: Brenner aus wenn Vorlauf > Sollwert + 6K; Brenner an wenn Vorlauf < Sollwert - 3K
Max Brennerlast: 100%.
Keine Absenkung über Nacht
Pumpensollwert: 250mbar (deltaP-3 in Buderus-Sprech)
Relevante Einstellungen am Festwertregelset
- Thermostat ist auf 50°C eingestellt (damit er immer offen ist - mit vernünftigen Einstellungen wie etwa 35°C habe ich schlechte Erfahrungen gemacht. Abgesehen davon ist die Übertemperatur der Therme eh zu niedrig um vernünftig etwas einzuregeln)
- Kugelhahn vom FBH-Vorlauf zum Kesselrücklauf ist stark angedrosselt.
Beobachtungen im Betrieb
Ich habe schon einige Zeit mit einer Bestandsaufnahme verbracht und versucht, das System zu verstehen.
Typischerweise zeigt unser System folgendes Betriebsverhalten:
Das Bild zeigt:
- Im oberen Graphen: Brennermodulation und Pumpenmodulation (jeweils in %)
- Im mittleren Graphen: Geschätzte Umlaufmenge an Kesselwasser sowie geschätzte Menge an Kesselwasser zu den Heizkörpern (je in l/min - die Methode der Schätzung erläutere ich unten)
- Im unteren Graphen: Temperatur des Rücklaufs zum Kessel, Kesselvorlauftemperatur, FBH-Vorlauftemperatur, aktueller Vorlauftemperatursollwert für die Therme, Rücklauftemperatur von den Heizkörpern
Man kann im Bild nun folgendes sehen:
vor 16:45 lag Taktbetrieb vor. 16:45 ging der ERR im Wohnzimmer an. Das Wohnzimmer ist ein großer Verbraucher mit 3 FBH-Heizkreisen, während dessen Betrieb der Wärmebedarf die Kesselmindestlast übersteigt.
Während des Taktbetriebs kann man sehen:
- Kurze Takte von etwa 3 Minuten. 10 Minuten nach dem letzten Brennerstart folgt der nächste entsprechend der Einstellung der Taktsperre
- Initiale hohe Last zum Brennerstart kann das System verdauen, der Abschaltpunkt kommt erst etwas später.
- Kesselvorlauftemperatur und FBH-Vorlauf sind fast gleich
- Es besteht also ein hydraulischer Kurzschluss über das Festwertregelset. Das führt zu einer signifikanten Temperaturerhöhung des Rücklaufs von den Heizkörpern, was man anhand des großen Unterschieds des Kesselrücklaufs und des Heizkörperrücklaufs gut sieht. Daraus lässt sich schließen: Ein Großteil des gesamten Kesselwassers geht durchs Festwertregelset, auch wenn die FBH keine wärmeanforderung hat. Das versaut den Brennwerteffekt, aber sorgt vielleicht auf der anderen Seite für mehr Wasserumlauf, was die Takte wieder etwas verlängern sollte. Dennoch ist das Verhalten irgendwie hydraulisch unbefriedigend.
- Aus der Kennlinie der Pumpe, der Pumpenmodulation und dem Pumpensollwert 250mbar kann ich ermitteln, dass die Thermenpumpe 9 l/min fördert. Dieser Wert erhöht sich auf etwa 12 l/min, sobald die FBH im Wohnzimmer ansprang.
- Durch Vergleich der Temperaturen am Kesselrücklauf, FBH-Vorlauf und HK-Rücklauf kann ich sogar ausrechnen, dass von dem 9 l/min Gesamtwasser nur etwa 2-3 l/min in die Heizkörper gehen.
Mir ist nach viel Lektüre auch klar, dass unser Nutzerverhalten ziemlich schlecht ist für den Heizungsbetrieb (viele Heizkörper stark gedrosselt, FBH wird mit ERRs geregelt). Das rührt daher, dass wir neu sind im Haus, es nicht gut genug kennen und in Anbetracht der aktuellen Gaspreise sparsam heizen. Auch ist mir nach Lektüre bekannt, dass eigentlich alle ERR der FBH raus bzw. dauer-auf sein müssten. Derartige Aktionen führe ich in der nächsten Heizsaison dann gerne aus - mit etwas Zeit, Sinn und Verstand.
Mein Ziel: ich würde das Betriebsverhalten der Anlage gerne optimieren. Dazu gehört auch ein Abgleich und, langfristig, prüfen meiner Hydraulik und Wärmeverteilung auf Tauglichkeit für eine WP, ggf. auch eine Ertüchtigung meiner Hydraulik (Siehe auch meinen anderen Thread). Das geht aber alles schlecht bei diesem blöden Taktbetrieb! Wenn die Heizkörper nur alle 10 Minuten mal kurz warmes Wasser kriegen, werde ich nie ermitteln können, welche Vorlauftemperaturen ich wirklich brauche. Kurzfristiges Ziel wäre demnach erstmal, zu einem Betrieb zu kommen, wo die Therme vielleicht jeweils eine Stunde brennt und eine Stunde ruht, solange keine wärmeanforderung der FBH vorliegt. Ich hoffe, hier könnt ihr mir helfen.
Was kann ich tun, um das Takten zu reduzieren, ohne meinen Wärmebedarf signifikant zu erhöhen? Ich denke, ich habe hier eine gut instrumentierte Anlage, und kann viele Ideen kurzfristig ausprobieren und die Ergebnisse hier wieder anhand der Messwerte präsentieren.
Viele Grüße,
dummtüch