Nachrüstung einer Wärmepumpe an eine Gasheizung

[sundoo]

Hallo,
Es tut mir leid, meine schriftlichen Deutschkenntnisse sind noch nicht so gut, daher schreibe ich dies auf Englisch und verwende Google Translate.

Ich habe einen weiteren Beitrag geschrieben, in dem ich beschreibe, dass ich eine alte Gasheizung habe und gerne eine Wärmepumpe in die Gleichung einbauen würde.

Hoffnungslosigkeit und wie die Heizungsexperten machen sich die Energiekrise zunutze

Zunächst muss ich mich entschuldigen, da mein Deutsch sehr schlecht ist. Dieser Beitrag wurde also ursprünglich auf Englisch verfasst und dann in Google übersetzt. Vor einiger Zeit haben wir ein Haus in Deutschland (Rheinland-Pfalz) gekauft, aber zufälligerweise verfügt es über eine sehr alte...

www.heizungsforum.de

Mir war klar, dass die Angebote, die ich vom Heizungsspezialisten bekam, Unsinn waren. Wegen der Energiekrise versuchte er, reich zu werden.

Ich möchte jetzt experimentieren, indem ich eine Wärmepumpe in meinen bestehenden Kreislauf einbaue. Ich habe keinerlei Kenntnisse über Heizungsanlagen oder Wärmepumpen im Allgemeinen. Ich bin IT-Ingenieur, habe aber in letzter Zeit viel gelesen und verstehe die Funktionsweise dieser Systeme recht gut.

Ich habe jetzt ein gutes Verständnis für die Funktionsweise meines 30 Jahre alten Gaskessels und würde gerne mit dem Experimentieren beginnen, indem ich eine Wärmepumpe hinzufüge und versuche, einen Teil meiner Wärme damit zu erzeugen. Ich würde „die nächsten 1-2 Jahre damit spielen“ und hoffentlich irgendwann ganz auf die Wärmepumpe umsteigen.

Ich habe mehrere Bilder meiner Heizungsanlage beigefügt und hier einige Details:
1. Das Heizsystem ist heute ein Herrmann Concorde Gaskessel (21-25L).
2. Es ist an einen 600-Liter-Pufferspeicher angeschlossen, der zwei Heizkreise versorgt: einen für Heizkörper und einen für die Fußbodenheizung.
3. Im Pufferspeicher befindet sich ein Wärmetauscher, der zur Trinkwassererwärmung dient (auf den Bildern von oben kommend)
4. Nach meinem Verständnis erhitzt der Boiler das Wasser auf 70 Grad Celsius und leitet es in den Pufferspeicher. Die Rücklauftemperatur aus dem Pufferspeicher beträgt 56 Grad

Wenn Sie bis hierhin gelesen haben – vielen Dank. Hier kommt die Hauptfrage:

Ich möchte in diesen Kreislauf eine Wärmepumpe einbinden, die einen Teil der Erwärmung des Wassers für den Pufferspeicher übernimmt.

Die Fragen lauten wie folgt:
1. Gibt es eine Möglichkeit, diese Heizungspumpe anzuschließen, ohne das bestehende System zu „stören“? Idealerweise nehme ich einen Monoblock, den ich draußen aufstelle, und schließe ihn an das System an, damit er das Wasser vorwärmt, bevor es in den Gaskessel gelangt.
2. Mir ist bewusst, dass die Wärmepumpe nur dann effizient arbeiten kann, wenn eine Unter- oder Überlastung vermieden wird. Lassen wir die Wahl der Wärmepumpe vorerst außer Acht.
3. Muss ich das System entlüften, um die Wärmepumpe zu installieren?
4. Gibt es Bedenken hinsichtlich der vorhandenen Gaskesselelektronik? Heutzutage gibt es eine Reihe von Temperatursensoren rund um das System sowie einige Steuerungen für die Pumpen und verschiedene Motoren. Ich denke, die können so bleiben, wie sie sind.
5. Gibt es sonst noch etwas, das ich beachten sollte?

Vielen Dank, ich bin bereit, Ihnen alle erforderlichen Informationen zur Verfügung zu stellen

Grüße
Alex

 

[Tom&Cherry]

In Waldsee war mein erster Volkslauf.
Tausche doch die Heizkörperventile UND die Pumpe.
Das gibt mehr Durchfluss.
Lasse dir eine neue Gasheizung einbauen.
Ich bin in unserer Region bei folgenden 2 Heizungsbauern gelandet.
Du kannst die 2 nach Kosten für WP fragen.

Für Vaillant:

Heizung Dissinger - Google Suche

Für Weishaupt:

Kischa Heizung & Sanitär GmbH - Google Suche

 

[Brennwärter]

Hallo,
Es tut mir leid, meine schriftlichen Deutschkenntnisse sind noch nicht so gut, daher schreibe ich dies auf Englisch und verwende Google Translate.

Ich habe einen weiteren Beitrag geschrieben, in dem ich beschreibe, dass ich eine alte Gasheizung habe und gerne eine Wärmepumpe in die Gleichung einbauen würde.

Hoffnungslosigkeit und wie die Heizungsexperten machen sich die Energiekrise zunutze

Zunächst muss ich mich entschuldigen, da mein Deutsch sehr schlecht ist. Dieser Beitrag wurde also ursprünglich auf Englisch verfasst und dann in Google übersetzt. Vor einiger Zeit haben wir ein Haus in Deutschland (Rheinland-Pfalz) gekauft, aber zufälligerweise verfügt es über eine sehr alte...

www.heizungsforum.de

Mir war klar, dass die Angebote, die ich vom Heizungsspezialisten bekam, Unsinn waren. Wegen der Energiekrise versuchte er, reich zu werden.

Ich möchte jetzt experimentieren, indem ich eine Wärmepumpe in meinen bestehenden Kreislauf einbaue. Ich habe keinerlei Kenntnisse über Heizungsanlagen oder Wärmepumpen im Allgemeinen. Ich bin IT-Ingenieur, habe aber in letzter Zeit viel gelesen und verstehe die Funktionsweise dieser Systeme recht gut.

Ich habe jetzt ein gutes Verständnis für die Funktionsweise meines 30 Jahre alten Gaskessels und würde gerne mit dem Experimentieren beginnen, indem ich eine Wärmepumpe hinzufüge und versuche, einen Teil meiner Wärme damit zu erzeugen. Ich würde „die nächsten 1-2 Jahre damit spielen“ und hoffentlich irgendwann ganz auf die Wärmepumpe umsteigen.

Gute Idee, aber ich würde den Gaskessel dauerhaft behalten. Ist zuverlässiger, weil man mit Gas heizen kann, wenn die Wärmepumpe ausfällt, und die Wärmepumpe kann effizienter arbeiten, wenn man bei sehr niedrigen Außentemperaturen hauptsächlich mit Gas heizt.

Ich habe mehrere Bilder meiner Heizungsanlage beigefügt und hier einige Details:
1. Das Heizsystem ist heute ein Herrmann Concorde Gaskessel (21-25L).
2. Es ist an einen 600-Liter-Pufferspeicher angeschlossen, der zwei Heizkreise versorgt: einen für Heizkörper und einen für die Fußbodenheizung.
3. Im Pufferspeicher befindet sich ein Wärmetauscher, der zur Trinkwassererwärmung dient (auf den Bildern von oben kommend)
4. Nach meinem Verständnis erhitzt der Boiler das Wasser auf 70 Grad Celsius und leitet es in den Pufferspeicher. Die Rücklauftemperatur aus dem Pufferspeicher beträgt 56 Grad

Erst mal vielen Dank für die guten Bilder!
Dieser Speicher ist etwas doof, weil Er nur 2 Anschlüsse für den Kessel hat.
Die Temperaturen werden nach der Außentemperatur geregelt, und ändern sich dauernd. Aber bei 56° Rücklauf haben Wärmepumpen ein Problem.

Ich möchte in diesen Kreislauf eine Wärmepumpe einbinden, die einen Teil der Erwärmung des Wassers für den Pufferspeicher übernimmt.

Die Fragen lauten wie folgt:
1. Gibt es eine Möglichkeit, diese Heizungspumpe anzuschließen, ohne das bestehende System zu „stören“? Idealerweise nehme ich einen Monoblock, den ich draußen aufstelle, und schließe ihn an das System an, damit er das Wasser vorwärmt, bevor es in den Gaskessel gelangt.
2. Mir ist bewusst, dass die Wärmepumpe nur dann effizient arbeiten kann, wenn eine Unter- oder Überlastung vermieden wird. Lassen wir die Wahl der Wärmepumpe vorerst außer Acht.
3. Muss ich das System entlüften, um die Wärmepumpe zu installieren?
4. Gibt es Bedenken hinsichtlich der vorhandenen Gaskesselelektronik? Heutzutage gibt es eine Reihe von Temperatursensoren rund um das System sowie einige Steuerungen für die Pumpen und verschiedene Motoren. Ich denke, die können so bleiben, wie sie sind.
5. Gibt es sonst noch etwas, das ich beachten sollte?

Vielen Dank, ich bin bereit, Ihnen alle erforderlichen Informationen zur Verfügung zu stellen

Grüße
Alex

1.: Ich hätte eine einfache Idee: Man könnte die Fußbodenheizung nur an den Monoblock anschließen, da Die sehr niedrige Temperaturen nutzt, und macht Warmwasser und Heizkörper weiter über Gas. Also 2 getrennte Anlagen. Der Gaskessel für Warmwasser und Heizkörper, und die Wärmepumpe für die Fußbodenheizung. Das wäre das Einfachste und Effizienteste.
2.: Wenn ich trotzdem einen Vorschlag machen dürfte, würde ich Viessmann, Vaillant oder Junkers vorschlagen. Billige Geräte gehen oft schnell kaputt, und Teile sind oft schwer zu bekommen.
3.: Du musst das System entleeren und entlüften, um die Wärmepumpe zu installieren, wenn du aber wirklich nur die Fußbodenheizung über die Wärmepumpe machst, müsstest du mit etwas Glück nur Die entleeren.
4.: Wenn du die Wärmepumpe in das gesamte System integrieren willst, musst du viel an der Elektronik ändern, wenn du aber nur die Fußbodenheizung darüber machen willst, musst du nur sehr wenig ändern.
5.: Wäre es möglich, dass ich auf Englisch schreibe? Durch den Übersetzer passieren oft viele Fehler, und ich spreche beide Sprachen gut.

 

[sundoo]

Gute Idee, aber ich würde den Gaskessel dauerhaft behalten. Ist zuverlässiger, weil man mit Gas heizen kann, wenn die Wärmepumpe ausfällt, und die Wärmepumpe kann effizienter arbeiten, wenn man bei sehr niedrigen Außentemperaturen hauptsächlich mit Gas heizt....

Wow, this is one of the best answers I have ever received on this forum. Thanks a lot.
I was keeping it in German, to increase the audience and make sure I don't offend anyone. But certainly English would be a lot better for me as well.

I was going to eventually get rid of my gas heating. That's why I wanted to have this 2-year transition period. I do perfectly understand that in some scenarios, the gas heating is still the best. However, mine is very old (30 years) and needs to be replaced anyway. In your scenario I will have to replace my 30-year old gas system with a new one and use it together with the heating pump. This is +25kEur. This is also an option, but not the one I was hoping for

In my mind, adding a heat pump to "pre-heat" the water before the gas boiler, was just a matter of connecting it somewhere on the "return" pipe between the buffer storage and the boiler. I guess it's not really the case...?

 

[sundoo]

In Waldsee war mein erster Volkslauf.
Tausche doch die Heizkörperventile UND die Pumpe.
Das gibt mehr Durchfluss.
Lasse dir eine neue Gasheizung einbauen.
Ich bin in unserer Region bei folgenden 2 Heizungsbauern gelandet.
Du kannst die 2 nach Kosten für WP fragen.

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Vielen dank fur die Kontakten. Ich rufe sie an morgen.

 

[Brennwärter]

My Idea was to keep the old boiler going at least some years into the future, as it has the legally required controls, so it does not have to be replaced unless it breaks.
Preheating the water coming into the boiler is unfortunately a bad idea in this system, as the return coming into the boiler is already extremely hot (over 50°C). In most systems, the return has about 20-40°C, depending on the boiler temperature, system type and status.
A hotter return makes the boiler less efficient, and anything above 40° mostly stops condensation, which is good for older non-condensing boilers like yours, but obviously bad for modern condensing boilers, which use the heat from condensation. This means that, in your current system, a new boiler would not be much more efficient.
Also, heat pumps can not heat water above 50-60°C, and the temperature going in has to be much lower, such as 28°C. If you put the 56° return from the buffer into it, it will either show an error message or blow the overpressure burt disc (a safety device preventing parts from bursting in the event of an overpressure). Heat pumps need low temperatures, and the buffer tank and boiler are way hotter than what a normal heat pump can handle, much less handle efficiently. The floor heating is really the only thing in that system that would currently be in the temperature range, and likely needs only a few kilowatts anyways, so a small heat pump to only handle that would really be ideal.

My idea was as follows: You disable the floor heating circuit on the controls of the boiler, disconnect its pipes from the buffer tank, and otherwise leave the gas system the way it is. Then, you connect the pipes to the monoblock, potentially with a safety valve and expansion tank, if the heat pump does not already have those or its expansion tank is too small. The gas boiler operates like normal, supplying the radiators and making hot water, and the heat pump does the floor heating. If you use a relatively inexpensive heat pump, such as a Panasonic Aquarea, this plan would only cost 4-6k, and be very easy. You would only have to build a little foundation for the heat pump to sit on, put in 1 power cable and a second cable for the display, and connect the 2 pipes to it. You also need a valve to fill the system and maybe a larger expansion tank, as the panasonic has no fill valve and only a small expansion tank, but it would be a very cheap and easy option.

However, you can already save a lot of gas without changing anything except for some settings on your boiler:

I see your curent settings are very inefficient, and waste a lot of energy. Your hot water is made with a heat exchanger in the buffer tank, so you can set the water temperature (green box) a lot lower, as there is no real risk of bacterial growth. 40-50°C would be ok. This is likely the main reason for the high return temperature, and wastes the most gas.

The second issue I see is that the heating curve for the radiators (red box) is set to 3.0, which is waaaaay too high for 99% of all houses. 2.0 or even 1.5 or lower is usually fine. Keep adjusting it down until the rooms don't get warm anymore, then turn it back up a tiny bit.

You can do the same for the floor heating (yellow box).

Afterwards, the system will run at much lower temperatures, which might make integrating a heat pump possible, give a new boiler a better chance at being efficient and, if nothing else, will definitely save you some gas.

 

[sundoo]

Thanks a lot for the super-detailed explanation.
First things first: the heat curve for the radiators is at 1.0, not 3.0 And the one for the Underfloor heating is at 0.6 or so. (I see how this can be confusing ).
I understand that feeding the return into the the heatpump will not work with the current setup. Would it make sense to have a smaller buffer storage tank which I somehow connect to the larger one ? In this case the pump would prepare its hot water and then somehow feed it into the big tank ? (again, excuse my ignorance, I don't know how this would happen, since the buffer storage tank only has 2 connections in the middle. ).

My idea was as follows: You disable the floor heating circuit on the controls of the boiler, disconnect its pipes from the buffer tank, and otherwise leave the gas system the way it is.

When you say "disable the floor heating circuit on the controls of the boiler", is this something I can do myself ? The problem I'm having is - that no heating expert want to touch my boiler. since it's so old and they are afraid that if something breaks - they won't be able to fix it because of the lack of spare parts on the market.
From the documents I studied and my mediocre level of German, I understood that this would mean taking out one of the control modules (the second one) and connecting the third one to the first one instead. And the connection seems to be some kind of series, and on the last one you should install a loopback of some sorts ? Is this typically the only thing to do ? or is there some serious reprogramming to do ?

- Would I need a buffer storage tank for the underfloor heating circuit ? Or in this simple circuit it doesn't matter ?
- PS: I have the detailed "Hydraulischer Abgleich" from a Heating advisor. It shows the detailed heat loss of the house and I think it also has heat loss per room. Would that report be useful in calculating the power of the heat pump to be added into the system ?

 

[Brennwärter]

Thanks a lot for the super-detailed explanation.
First things first: the heat curve for the radiators is at 1.0, not 3.0 And the one for the Underfloor heating is at 0.6 or so. (I see how this can be confusing ).

Ah ok, then setting the hot water temperature lower would likely be the only thing you need to do to make the system much more efficient.

I understand that feeding the return into the the heatpump will not work with the current setup. Would it make sense to have a smaller buffer storage tank which I somehow connect to the larger one ? In this case the pump would prepare its hot water and then somehow feed it into the big tank ? (again, excuse my ignorance, I don't know how this would happen, since the buffer storage tank only has 2 connections in the middle. ).

With a normal tank (that has connections on its side), that would be no problem, and you would likely not even have those high return temps, but this buffer tank is just stupid, with a pipe carrying cold water up from the bottom, through the hotter layers, heating it up in the process. So unfortunately, this would not help. Really, this buffer is just an idiotic design. However, it would at least get better if the water temperature was set lower, as that basically sets the temp. at the top of the buffer, which is the last thing that the return goes up through, and has the largest effect on the return temp.

When you say "disable the floor heating circuit on the controls of the boiler", is this something I can do myself ? The problem I'm having is - that no heating expert want to touch my boiler. since it's so old and they are afraid that if something breaks - they won't be able to fix it because of the lack of spare parts on the market.
From the documents I studied and my mediocre level of German, I understood that this would mean taking out one of the control modules (the second one) and connecting the third one to the first one instead. And the connection seems to be some kind of series, and on the last one you should install a loopback of some sorts ? Is this typically the only thing to do ? or is there some serious reprogramming to do ?

I will have to look up the manual for this specific controller, but you should be able to do it, and it should require either no reprogramming or be very easy to reprogram with only the buttons on the front. If that is needed, I can guide you through it, and it really shouldn't take more than a few minutes.

- Would I need a buffer storage tank for the underfloor heating circuit ? Or in this simple circuit it doesn't matter ?

In floor heating, it might not be required, or on some heat pumps, you might need a tiny one (less than 100L, usually 30-50L). Definitely not such a huge one as you have in your gas system.

- PS: I have the detailed "Hydraulischer Abgleich" from a Heating advisor. It shows the detailed heat loss of the house and I think it also has heat loss per room. Would that report be useful in calculating the power of the heat pump to be added into the system ?

That's awesome! It's great you had that done, as it might allow you to set the heating curves lower than without, and becuase it has exactly the data I need. I could really use that report to find a fitting heat pump and whether you need a small buffer.