Anlage Jimix

Motivation

Die Seite beschreibt unsere Anlage in Planung
Die bestehende Anlage im Altbau mit Gas-Brennwert und Solarthermie soll mit einer Wärmepumpe ergänzt werden (das Szenario zumindest möchten wir prüfen)
Eine Option für später wäre die alleinige Nutzung der WP (nach Durchführung von Maßnahmen zur Gebäudedämmung)
Motivation ist grundsätzlich die Reduzierung des fossilen Brennstoffverbrauchs (Abhängigkeit vom Gas bzw. und CO2 Redzuierung).
Natürlich so effizient und kostengünstig wie möglich, aber kurzfristige Armortisation nicht als primäres Kriterium.
Bei Durchführung gehen wir von eigener Installation aus (z.B. Panasonic Monobloc)

Ausgangssituation

Haus

Haus BJ 1957, ca. 240 qm WFL, Stand heute nicht energetisch saniert (Fassade und Dach ungedämmt, Fenster zweifachverglast 1980 bis 2000).
NAT -10 °C (Südhessen)

Grundrisse

Hier die Grundrisse für Erdgeschoss, Obergeschoss, Dachgeschoss und Keller sowie Aussendarstellung. In den Grundrissen sind Positionen von Heizkörpern angezeigt (nicht im Maßstab)

Grundriss Erdgeschoss
Grundriss Obergeschoss
Grundriss Dachgeschoss
Grundriss Keller (teilunterkellert)
Aussenansicht 1
Aussenansicht 2

Heizlast und Verbrauch

Heizlast

Heizlast berechnet a) durch Energieberater und b) eigene Berechnung u-Werten der für uns ermittelbaren Materialen
Zustand	Energieberater	Eigene Berechnung
Ist-Zustand	27,9 kW	23,4 kW
Nach Dachdämmung	24,9 kW	19,8 kW
Nach zusätzlicher Fassadendämmung und Fenstertausch	11,8 kW	12,0 kW

Hier noch einige Angaben zur eigenen raumweisen Berechnung/Abschätzung
Im hinteren Teil der Tabelle ist gegenübergestellt die theoretische Wärmeabgabe der vorhandenen Heizkörper bei nomineller Auslegung 55/45

Gasverbrauch im letzten Jahr

Der Gasverbrauch im letzten Jahr (Anfang Juni 2021 bis Ende Mai 2022) betrug "nur" 2800 m^3, also ca 32.000 kWh, inklusive Warmwasser für 3-4 Personen. Das war auch gleichzeitig unser erstes Jahr in dem Haus, vorherige Verbräuche liegen nicht vor. Wenn ich das richtig verstehe, würde man unter normalen Umständen daraus nach Schweizer Formel eine Heizlast des Gebäudes eher im Bereich 12 kW abschätzen. Aus folgenden Gründen ist das aber wahrscheinlich nicht besonders hilfreich und ggf. irreführend für das Gebäude an sich:

Gebäude wurde letztes Jahr nur in ca. der Hälfte der Räume durchgehend beheizt
Auch dort wo beheizt wird liegen übliche Temperaturen bei uns eher um 19 Grad
Teilweise Unterstützung mit 10qm Solarthermie (kein WMZ)

Der höchste Monatsverbrauch war im Dezember, mit rund 6000 kWH. Einzelne Höchsttageswerte können wir leider nicht mehr nachvollziehen.

Heizung

Die aktuelle (und brandneue) Heizung besteht aus einer Gas-Brennwertheizung (Viessmann Vitodens 200W) mit Unterstützung von 10 qm Solarthermie. Die Leistung des Kessels beträgt 19 kW.

Heizflächen

Die Heizflächen bestehen aus insgesamt 21 Heizkörpern Alle Heizkörper finden sich in einem einzigen gemischten Heizkreis Die Heizkörper wurden bislang mit Thermostatventilen betrieben (bei Umstellung auf WP zu ändern) Laut Rechnung und Unterlagen des HBs erfolgte die rechnerische Auslegung auf VL55/RL45.

Heizkurve

Leider ist die optimale Heizkurve bis jetzt nicht wirklich bekannt, wir haben erst zu spät im Frühjahr angefangen uns damit zu beschäftigen. Zu Anfang des Winters hatten wir eine Steigung von 1.4 (war voreingestellt). Im Frühjahr 1.2, schien problemlos zu gehen, war aber immer noch mit ERR, also unklar wieviel Luft da noch ist.

Aktuelles Anlagenschema

Hier die Bestandsaufnahme des aktuellen Anlagenschemas.

Leitungsdurchmesser

Leitungen im Zweirohrsystem
Alle Leitungen im Keller und Steigleitungen in Cu 28
In den Etagen verjüngen sich die Zuleitungen nach und nach über Cu 22, Cu 18, Cu 15, entsprechend der verbleibenden Heizkörperleistung

Volumenstrom, Strömungsgeschwindigkeiten, Umlaufmasse

Volumenstrom gerechnet

Rechnerisch sollten 1890 l/h Durchfluss nötig sein um die installierten Heizkörper bei VL55/RL45 entsprechend zu versorgen. Dabei würde bei Raumtemperatur von 20 °C ein Leistung von 22 kW abgegeben (mehr als der Kessel alleine mit 19kW leisten kann)

Volumenstrom gemessen

Nach Einstieg in das Thema WP Planung vor einigen Wochen haben wir einen Wärmemengenzähler installiert. Bei voller Leistung der Pumpe zeigt dieser aktuelle einen Volumenstrom von 1750 l/h. Die Pumpe (soweit für mich recherierbar) eine Yonos Para 25/6. Der Volumenstrom sinkt geringer als wir erwartet hätten wenn man Heizkörper zudreht. Schliesst man etwa das EG komplett, dann liegt er immer noch bei 1440 l/h.

Strömungsgeschwindigkeiten

Bei Durchfluss von 1890 l/h (nach Auslegung) liegen die Strömunggeschwindigkeiten

im Hauptstrang Keller bei 1 m/s
in den Wohnräumen durchweg kleiner 0.7 m/s, an den allermeisten Stellen im Bereich 0.4 m/s

Maximal "testbarer" Durchfluss mit aktueller Pumpenleistung sind 1750 l/h. Sind dann ein Großteil der Heizkörper offen sind keine für uns merkbaren oder störenden Strömunggeräusche zu hören. Werden insbesondere im EG sehr viele HKs abgeriegelt entstehen irgendwann an anderen Stellen Strömungsgeräusche.

Die gängigen WPs (alle Panas?) scheinen höhere Pumpenleistungen zu haben als die 45 W der eingebauten Yonos Para. dann sollten ggf. noch höhere Volumenströme machbar sein als jetzt.

Umlaufmasse gerechnet

Meine Berechnung der Wassermenge im Heizkreis ergibt ca 230 l. Das beinhaltet das Volumen aller HKs und aller Zuleitung "ab Mischer" (siehe Anlagenschema). (Nicht eingerechnet ist also das Volumen des vorhandenen Kombipuffers)