Anlage Kienzle

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Anlage Kienzle

Die Anlage befindet sich momentan im Aufbau.

Vorher

  • 3-Parteien Haus BJ 1938
  • Anbau 2020 -> knapp 300qm gesamt
  • Dämmung ab dem Erdgeschossboden
  • Kellerdecke sehr niedrig und daher ungedämmt
  • fenster 90er aber alles dicht
  • Überall Radiatoren, Altbau 2-Platten, Anbau 3 Platten, Rippen in den Bädern
  • insgesamt äußerst moderate Gasrechnung im vergleich
  • Heizung über Vitogas 22kw Bj 2003 Niedrigtemperaturkessel, kein Puffer, kein Mischer, dezentrales WW mittels DLE
  • 40l Ausdehnungsgefäß
  • im Anbau Gas-Kamin Ofen Oranier 2-8kW
  • PV-Anlage 8.8kWp mit 7Kwh BYD-Akku
  • Vorhandener Separater Anschluss für "Allgemeinstrom": Treppenhaus, Kellerlicht, Heizungssteuerung

(Gesamte) Hydraulik vorher:

IhRF43YNRFq1cbFhjiFPqA.jpg

Planung

Motivation

Um ehrlich zu sein vorherrschend Spieltrieb.

Bestimmung der Heizlast

Um die Anlage korrekt zu dimensionieren habe ich den Energieverbrauch der Heizung erfasst. Hierzu habe ich einen Shelly über den anschluss "switch" an die Steuerleitung des Brenners angeschlossen. Bei bekannter Leistung der Geräts von 22kw habe ich angenäherte 0.1775kWh Energieverbrauch pro 30sec. Brennerbetrieb festgelegt und den Energieverbrauch aufsummiert. Am Shelly kann man mittels Temperature-Addon ebenfalls Vorlauf/Rücklauf/Heizkessel erfassen und das Relais gleich in die selbe Steuerleitung einschleifen um eine Brennersperre zu etablieren. Aufgezeichnet habe ich dies nach umwandlung in meinem Node-Red in der ohnehin laufenden Solaranzeige, so lässt sich in Grafana alles ansehen.

Beispieltage

Beispieltag (sehr Frischer Dezembertag, kaum Sonne, ca. 150kWh Gasverbrauch):

Kalter-dezembertag.png

Beispieltag (sehr sonniger Tag im Februar 2022):

Heizungsbeispiel dezember 2021.png

Beispieltag (Milder Tag im April 2022):

Uebergangszeit-mild.png


Ergebnis über die Heizperiode:

Heizlast2021-2022.png

Später habe ich noch den PV-Überschuss ergänzt und diesen in der rechten Y-Achse (zur linken mit etwa Faktor 3) eingetragen, so kann man die erzeugbare Wärmemenge anhand des PV-Überschusses abschätzen.

Key-Facts

  • kaum mal mehr als 150Kwh/24h in einem milden Winter
  • gute Effizienz Mono-Valent vermutlich nicht erreichbar
  • WP-Nutzung ideal in den Übergangszeiten
  • Intelligente PV-Strom-Nutzung sinnvoll
  • WP-Strom ebenfalls sinnvoll über zusätzlichen Zähler
  • 5kW-WP eher zu knapp
  • WP genau dann vermutlich außer betrieb wenn es besonders kalt ist -> Frostgefahr

Entscheidung

  • Entscheidung ca. zum Jahreswechsel mit nun einschätzbarer Heizlast bezogen zur Außentemperatur
  • für Panasonic WH-MDC09J3E5 9kW Monobloc
  • Hydraulische Entkopplung des WP-Kreises über Pufferspeicher da aufgrund Vermietung nicht sicherzustellen dass immer ausreichend Ventile offen sind
  • Ergänzung um Holzvergaser und größere Pufferkapazität als sich herausgestellt dass Holzvergaser am selben Kaminzug möglich ist
  • BAFA-Beantragung WP
  • Separate BAFA-Beantragung Holzvergaser

Nachher

Hydraulik

Hydraulikplan vor Anschlussbeginn, evtl. gibt es noch Änderungen

Hydraulik WP + GAS + HOLZ.png


Wärmepumpe

  • Panasonic WH-MDC09J3E5 9kW Monobloc
  • geplante Umschaltung des Quellstroms zwischen WP-Strom und PV-Strom

9C867C08-51F2-4DBC-AAD5-3596CCBAE026.jpg

Elektronik im Auslieferungszustand:

Xp0rrayhQR6NIQadHAF8Kw.jpg

Geplanter Aufstellort:

CWiPxcgBRpusY%pAIdPsTA.jpg

Fernwärmeleitung

  • zunächst sollte die Wärmepumpe direkt vor dem Heizungskeller in der Einfahrt aufgestellt werden
  • da sonst Durchfahrt etwas schmal Entscheidung für anderen Aufstellort
  • Anschluss per Fernwärmeleitung aussen herum um den Aufwand zu minimieren (Kellerräume zum teil vermietet)

Hydraulik

  • DN25 Wärmeleitung
  • geringerer Durchmesser wäre von den Verlusten günstiger, habe ich jedoch nicht gewagt
  • Anschluss der Puffer soll über Edelstahlwellrohr erfolgen, zum testen erstmal zwei bestellt für probeaufbau
  • Entlüftung, befüllung und befestigung über je eine Verteilerschine für vorlauf und rücklauf
  • Magnetabscheider auf der zweiten Bestellung

Bestelliste:

Hydraulikmaterial.png

Rest (mit Bigfoots):

Hydraulikmaterial2.png

ZD7cKx2aTsyd%oHChBrpHw.jpg

Wasseranschluss

folgt

Vorlauf-Regelung

  • nach einiger Überlegung erfolgt die Vorlauftemperaturregelung über ein separates Gerät, so werden Abhängigkeiten minimiert
  • bewusster Verzicht auf Mischersteuerung über die Panasonic
  • bewusster Verzicht auf Mischersteuerung über den Viessmann-Bestandskessel
  • Eine einfache günstige Mischersteuerung wie Euroster12m (110 Euro über www.solar-more.de) kann das benötigte

6C0%ahXqStOKnfTRZ8POhg.jpg

Holzvergaser

Die Entscheidung fiel auf den kleinsten Vitoligno von Viessmann (17kw), dieser ist an einem 13cm-Kaminzug betreibbar. Über Solo-Schalter wird der Gasbrenner im Betrieb automatisch gesperrt.

Vitoligno150-17kw-unverkl.jpg

Puffer

  • Entkopplung des Glycol-Gefüllten WP-Kreises vom Heizungswasser
  • 3x Trinkwasserspeicher gebraucht (400+300+300l)
  • in Trinkwasserspeichern ist bereits ein Wärmetauscher enthalten
  • 1000l= minmale Puffergöße für BAFA bei 17kW Holzvergaser
  • hierzu erweiterung des Ausdehnungsvolumens erfordelich, 160l zusätzlich (gebraucht)
  • größeres Puffervolumen wäre seitens des Holzvergasers sinnvoll
  • größere Tanks sind nicht in den Keller einzubringen aufgrund der Tüßmaße
  • ggf. später Ergänzung um weitere Tanks
  • Deaktivierung der Wärmepumpe im Falle von Holzverfeuerung mit Speicherladung bis 85°C
  • Einbindung des Gas-Kessels nur im kleinstmöglichen Pufferanteil zur minimierung des vorgehaltenen mit Gas erwärmten Wassers

Beispielpuffer:

NUwT6cuXR%awdUptaDVaAg.jpg

Beispiel-Typenschild:

8aefRUjmTbOQ2lmFGD9Wug.jpg

Zusätzliches Ausdehnungsgefäß:

M8uEn49qRwipD4GAlPiyPA.jpg

Brauchwasser per Brauchwasser-Wärmepumpe

  • Brauchwasserbereitung erfolgt für unsere zwei Mietparteien weiterhin über elektrische Durchlauferhitzer
  • für unsere Wohnung wird warmwaseer schon vorher über eine Brauchwasserwärmepumpe Siemens/Alpha-Innotec BW31 bereitet (*sehr* günstig über kleinanzeigen erstanden) mit hauptsächlich PV-Strom
  • Kompressor/Ventilator/Heizstab werden über jeweils einen Shelly1 bei bedarf (z.B. PV-Strom da) durchgängig geschaltet, die sonstige Regelung übernimmt die serienmäßige Elektronik
  • Temperatur-Messung ebenfalls über einen der shelly1 mittels temperatur-addon

9ecF7ArdStu1WjmXozIpqA.jpg GhfYowKTTbWTVPFXNyBfPA.jpg

PV-Nutzung & Heizstrom

  • an trüben Tagen gibt es keinen PV-Überschuss ausserhalb des Haushalts
  • Zusätzlicher Zähler mit Heizstrom beim Grundversorger sinnvoll
  • Umschaltmöglichkeit auf PV-Strom im Falle von ausreichenden Überschüssen
  • Pufferspeicherladung über Wärmepumpe möglich bei hohem Angebot an PV-Strom

Steuerung

  • So autonom wie möglich
  • unbedingt Unabhängigkeit einer zuverlässigen Heizung von Serververfügbarkeit
  • umfassende Steuermöglichkeit über MQTT zur Verbrauchsoptimierung
  • Heishamon-PCB von The Hog
  • Prognoseausgabe zur Entscheidung ob Verfeuerung von Biomasse sinnvoll

I4L4RdS9StKHUwB9ZtgYxA.jpg

Heizlastprognose

Heizlastprognose node red.png

  • wesentlicher code zur heizlastbestimmung:
max= flow.get("prog-max")
min= flow.get("prog-min")
night= flow.get("prog-night")
eve= flow.get("prog-eve")
morn= flow.get("prog-morn")
day= flow.get("prog-day")


//heizlast: 8,8kw/17(heizschwelle)-(-9)(standardtemperatur)=26
// =0,33846 * 17-mittelwert -> stuendliche heizlast *24h -> kwh fuer den Tag

heizleistung=8.8
heizschwelle=15
standardtemperatur=-9
stundenlast=(heizleistung/(heizschwelle-standardtemperatur))

mittelwert=(max+min+night+eve+morn+day)/6

heizlast=(stundenlast*(heizschwelle-mittelwert))*24


msg.payload = heizlast;
return msg;
<pre>
* wesentlicher code zur benachrichtigung:
<pre>

gas = flow.get("gaskwh")
solertr = flow.get("solarheute")
progheute = flow.get("progheute")
privatgas = flow.get("privatgas")
ueberschuss = flow.get("ueberschuss_heute")
heizlastprognose = flow.get("heizlastprognose")
heizlastist = flow.get("heizlastist")
progheute = flow.get("progheute")
progmax = flow.get("prog-max")
progmorgen= flow.get("progmorgen")
puffer0 =  flow.get("puffer0")
puffer1 =  flow.get("puffer1")
puffer2 =  flow.get("puffer2")
pufferdurchschnitt =  Number(flow.get("pufferdurchschnitt"))
garagentemp =  flow.get("garagentemp")
restplatz = flow.get("restplatz")
kilo = restplatz/4


//admin
msg.url = "https://XXXX/telebot.php?direkttextadmin="
//H16
//msg.url = "https://XXXX/telebot.php?direkttextgruppe=""
+msg.payload
+"%0ARestplatz: "+restplatz
+"kWh = ca. "+kilo

+" kg%0A%0APuffer-Avg:     "+pufferdurchschnitt
+".0 Grad %0APuffer-0:         "+puffer0
+" Grad %0APuffer-1:         "+puffer1
+" Grad %0APuffer-2:         "+puffer2

+" Grad %0A%0AAussentemp:     "+garagentemp
+" Grad %0AMax-Temp:       "+progmax
+" Grad %0AHeizl-Prog:        "+heizlastprognose
+" kWh %0AHeizl-Ist:            "+heizlastist

+" kWh %0A%0AGas-Gesamt:     "+gas
+" kWh %0AGas-Privat:          "+privatgas

+" kWh %0A%0ASolar-Prog:     "+progheute
+" kWh %0ASolar-Ertr:      "+solertr
+" kWh %0AEinspeisung:     "+ueberschuss


+" kWh";


return msg;


Temperatursensoren

  • Rohrkontakt über TA Rollfeder zur Fühlermontage (haustechnik-binder.de

QRCCy4hSTYCTZRzZuv+ljA.jpg

Umschaltung Stromkreis

  • Stromkreisumschalter: Eltako R12-220-230V Schaltrelais Nennspannung: 230V Schaltstrom (max.): 16A 2 Oeffner, 2 Schließer
  • auf diese weise können zwei Leitungen gemeinsam umgeschaltet werden, also einmal Phase und einmal neutral
  • Ansteuerung über Shelly2pro, der hat 2 isolierte Relais und neben WLAN auch einen LAN-Port
  • falls in der wärmepumpe kein ausreichender WLAN-Empfang kann ein LAN-Kabel eingezogen werden
  • über das zweite Relais kann die wärmepumpe extern ohne benutzung des Heishamon-PCB gesperrt werden

U6WzpckURZ2VkMPlEJze5w.jpg

Fullsizeoutput 9e84.jpg

Überlistung der Gas-Heizung

  • per eingeschleifetem Wiederstand in den Außenfühler wird der Steuerung des Gaskessels ein viel zu hoher Temperaturwert vorgegaukelt
  • ist es zu warm schaltet ebenfalls die "Heizkreispumpe" (in diesem Fall faktisch Ladepumpe) ab
  • am einfachsten mit geeignetem einstellbarem Wiederstand
  • um ihr wieder den Richtigen Wert der Außentemperatur mitzuteilen erfolgt schließt ein Relais am widerstand vorbei

Freiluft-Verkabelung vor Gehäuse:

Shelly-Aussensensor.jpg

Funktioniert:

Aussen59.png

Handbuchseite:

Aussensensor-ohm.png