Anlage stumi75

Vorwort

Diese Seite beschreibt den Umbau von einer Viessmann Atola 11kW Gasheizung auf eine Panasonic Aquarea Wärmepumpe WH-MDC05J3E5.

Der Bestand

Das Haus

• Reiheneckhaus in Oberbayern
• Baujahr 1990
• 2016 von uns erworben
• EG, OG und DG mit zusammen 131 m² Wohnfläche, Keller
• EG Wohnzimmer, Küche, WC
• OG drei Zimmer, Bad
• DG ein Zimmer, Bad
• Wände aus 30 cm Hohllochziegel
• Ursprüngliche Dämmung Dach ca. 4 cm Engelshaar Glaswolle + 2 cm Rigipsplatte
• Unten Bodenplatte 1 cm Styropor + 7 CM Betonestrich
• Dach 26° Neigung Süd-Südwest/ Nord-Nordost
• 9,3 kWp PV Anlage auf dem Süddach

Die Heizung

• 11kW Viessmann Atola Niedertemperatur Gasbrenner BJ 1990
• EG: 3 Heizkörper in Reihe (90x55 22, 140x55 22, 60x55 10)
• OG: 5 Heizkörper in Reihe (70x55 20, 70x55 33, 60x55 22, nachgerüstete FBH (2016), Handtuchheizkörper (2016), 70x55 20)
• DG: 2 Heizkörper in Reihe (80x55 33, 80x55 33)
• Keller: 1 Heizkörper nachgerüstet parallel (140x90 22)
• Rauschfreier Volumenstrom 540 l/h

Die Idee

Heizung

• Einbau einer 3,5kW LLWP im EG im August 2022 wegen von Russland erzeugter Gaskrise
• Planungsbeginn Umbau auf Wärmepumpe trotz miserabler Hydraulik im Herbst 2022
• Beim Gasbrenner die Düse auf 5kW Heizleistung ausgelitert
• Stromanschluß des Gasbrenners auf Steckdose umgebaut und einen Tasmota WLAN Stecker dazwischen gesteckt um über den Stromverbrauch das Taktverhalten im Homeassistant zu protokollieren.
• Am 13.12.2022 bei minus 14 Grad war der Brenner immer noch am Takten - somit war klar, das 5kW Heizleistung ausreichen müssten.

Hydraulikschema

Die Einrohrheizung ist halt einfach Mist. Obwohl laut Wikipedia Einrohrheizungen schon seit den 80ern kaum noch eingebaut wurden, hat der damalige Errichter trotzdem eine beauftragt - der Dreispänner wurde ja nur vermietet.

Die anderen Häuser der Straße wurden von Eigenheimbewohnern gebaut - da findet sich Fussbodenheizung und Zweirohrkreise bei Heizkörpern. Ein meiner Meinung nach weiterer Grund, warum sich Gesetzgeber ins Baugewerbe einmischen müssen, um Mindeststandards durchzusetzen.

Somit wurde der alte 200l WW-Speicher als Reihen-/Abtaupuffer eingeplant wie hier beschrieben mit Umschaltventil.

Dämmung

• Beim Umbau vor dem Einzug mussten schon die Fenster im EG getauscht werden - das passierte zum Glück 3-glasig.
• Sonst war die Dämmung des 1990er Zustands nur das mindeste.

PV

• 9,3 kWp Anlage kam in 2019 und Dank PV-Forum mal was selbst mit Vorwissen geplant
• Das Süddach ist komplett voll und die Technik für 2019 top.

Umsetzung

Dach

• Beim Umbau vor dem Einzug 2016 mit 16cm Mineralwolle gedämmt und wo möglich mit 40cm (Dachspitz und gefangene Räume über den Lauf der Zeit)

Fenster

• Alle Rolladenkästen aufgemacht, sauber gemacht, Bänder getauscht und mit 40mm Armaflex nachgedämmt

Wärmeverteilung

• Bei allen Heizkörpern vor dem Winter 2022 die Thermostate mit Blindstopfen ersetzt
• Den thermischen Abgleich mit den Einrohrhahnblöcken gemacht

Somit konnte der Volumenstrom auf 720 l/h rauschfrei erhöht werden

Installation Wärmepumpe

• Rückbau der Zirkulation
• 300l TESY Speicher unter der Küche aufgestellt, das Warmwasser kommt nun ohne Zirkulation in ca. 3 Sekunden in der Küche, in den Badezimmern nach ca. 10 Sekunden
• Thermosiphons beim WW-Speicher verbaut
• Drei Wärmemengenzähler: Heizen, WW-Bereitstelung und WW-Verbrauch
• Alten 200l WW-Speicher als Reihenpuffer verbaut - der Kurzschluß beim Abtauen wird durch ein weiteres, von der Jeisha gesteuertes, Afriso 3-Wege-Ventil geschalten.
• Gasbrenner entsorgt

Steuerung & Co

Ziele sind:

• möglichst lange Takte
• konstante Innenraumtemperatur bis in den Abend
• Ausnutzung der PV und höheren Quelltemperaturen durch eine Überhöhung tagsüber und einmalige Warmwasserbereitung um 13 Uhr

Statistiken

Ohne Messwerte und deren Auswertung keine Entscheidungen!

Strom

Heizen

Wasser

PV Anlage

Wärmepumpen-Verbrauchsdatenbank

Steuerung

Die WP Heizungssteuerung läuft mit Heizkurve und dem internen Raumsensor des Steuergeräts (montiert an zentraler, schattiger Stelle im Wohnzimmer). Der interne Raumsensor agiert wie ein Thermostat - sobald die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird, geht die WP aus. Somit muss man die angeforderte Raumtemperatur immer ein Grad höher setzen wie gewünscht.

Die Heizkurze bestimmt anhand der Aussentemperatur den Vorlauf und somit die tatsächliche Raumtemperatur.

Die Heishamon Rules

• kümmern sich um den Flüstermodus (timer10)
• schalten nach der Warmwasserbereitung um 13 Uhr direkt wieder auf Heizen um und setzen das Warmwasserziel anhand der Außentemperatur zwischen 45 und 55 Grad (timer11)
• schalten bei warmen Temperaturen die WP in der Nacht komplett aus (timer12)
• erhöhen die Vorlaufverschiebung, um das Abschalten des Kompressors durch ein Delta größer/gleich 2 Grad zwischen Vorlauf-soll und Vorlauf-ist zu vermeiden (timer13)

Alles andere macht die Jeisha Steuerung.

Heizkurve

Heizkurve

Heishamon Rules

on System#Boot then
   #stateBeforeDHW = 1;
   #opModeBeforeDHW = 0;
   #sleepAtNight = 1;
   setTimer(10, 40);
   setTimer(11, 41);
   setTimer(12, 42);
   setTimer(13, 43);
end

on timer=10 then
   setTimer(10, 15);
   $newQuietMode = 0;
   if @Outside_Temp >= 1 then
     $newQuietMode = 1;
   end
   if @Outside_Temp >= 4 then
     $newQuietMode = 2;
   end
   if ( %hour <= 7 || %hour >= 22 ) && @Outside_Temp >= 4 then
      $newQuietMode = $newQuietMode + 1;
      if $newQuietMode > 2 then
         $newQuietMode = 2;
      end
   end
   if @Outside_Temp >= 8 then
      $newQuietMode = 3;
   end
   if @DHW_Power_Consumption > 0 then
      $newQuietMode = 0;
   end
   if @Quiet_Mode_Level != $newQuietMode then
      @SetQuietMode = $newQuietMode;
   end
end

on timer=11 then
   setTimer(11, 30);
   $minDHWTarget = 45;
   $minOutside = 10;
   $maxDHWTarget = 55;
   $maxOutside = 25;
   $newDHWTarget = round($minDHWTarget + ((@Outside_Temp - $minOutside ) * ($maxDHWTarget - $minDHWTarget) / ($maxOutside - $minOutside)));
   if @Outside_Temp <= $minOutside then
      $newDHWTarget = $minDHWTarget;
   end
   if @Outside_Temp >= $maxOutside then
      $newDHWTarget = $maxDHWTarget;
   end
   if @DHW_Target_Temp != $newDHWTarget then
      @SetDHWTemp = $newDHWTarget;
   end
   if @Operating_Mode_State < 3 then
      #stateBeforeDHW = @Heatpump_State;
      #opModeBeforeDHW = @Operating_Mode_State;
      if %hour == 13 && %minute == 0 then
         @SetOperationMode = 4;
         @SetHeatpump = 1;
      end
   end
   if @Operating_Mode_State >= 3 && @DHW_Temp >= @DHW_Target_Temp && @DHW_Power_Consumption == 0 then
      @SetOperationMode = #opModeBeforeDHW;
      @SetHeatpump = #stateBeforeDHW;
   end
end

on timer=12 then
   setTimer(12, 30);
   if #sleepAtNight == 1 && %hour == 18 && %minute == 0 && @Heatpump_State == 1 && @Outside_Temp >= 7 && @Room_Thermostat_Temp >= 22 then
      #sleepAtNight = 2;
   end
   if #sleepAtNight == 2 && %hour == 20 && %minute == 0 && @Heatpump_State == 1 then   
      @SetHeatpump = 0;
   end
   if #sleepAtNight == 2 && %hour == 6 && %minute == 0 && @Heatpump_State == 0 then
      #sleepAtNight = 1;
      @SetHeatpump = 1;
   end
end

on timer=13 then
   setTimer(13, 15);
   if @Heatpump_State == 1 && @Operating_Mode_State < 3 && @Defrosting_state == 0 && @Heat_Power_Consumption > 0 then
      $newHeatRequest = 0;
      $outletDelta = @Main_Outlet_Temp - ( @Main_Target_Temp - @Z1_Heat_Request_Temp );
      $newHeatRequest = floor( $outletDelta ) - 1;
      if $newHeatRequest > 5 then
         $newHeatRequest = 0;
         if #sleepAtNight == 1 then
            #sleepAtNight = 2;
         end
      end
      if $newHeatRequest < 0 then
         $newHeatRequest = 0;
      end
      if @Z1_Heat_Request_Temp != $newHeatRequest then
         @SetZ1HeatRequestTemperature = $newHeatRequest;
      end
   end
end

Homeassistant Konfigurationen

configuration.yaml

sensor:
  - platform: template
    sensors:
      custom_panasonic_heat_pump_average_runtime:
        friendly_name: Heatpump average runtime
        unit_of_measurement: h
        value_template: >-
          {% set calc = ( float( states('sensor.panasonic_heat_pump_main_operations_hours'),0) / float( states('sensor.panasonic_heat_pump_main_operations_counter'),1) ) | round(2) %}
          {{ 0 if calc <= 0 else calc }}

input_number:
  custom_z1_heatcurve_target_water_temperature_at_low_outdoor_temperature:
    name: Heizkurve Wasser Zieltemperatur bei niedriger AT
    unit_of_measurement: °C
    min: 15
    max: 60
    step: 1.0
    mode: slider
  custom_z1_heatcurve_target_water_temperature_at_high_outdoor_temperature:
    name: Heizkurve Wasser Zieltemperatur bei hoher AT
    unit_of_measurement: °C
    min: 15
    max: 60
    step: 1.0
    mode: slider

recorder:
  purge_keep_days: 400
  commit_interval: 120

Automations

alias: When DHW starts change Z1 heating curve to 56
description: ""
trigger:
  - platform: state
    entity_id:
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_threeway_valve_state
    from: Room
    to: Tank
condition: []
action:
  - service: input_number.set_value
    target:
      entity_id: >-
        input_number.custom_z1_heatcurve_target_water_temperature_at_low_outdoor_temperature
    data:
      value: >-
        {{
        states('number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_high_temp')
        | float }}
  - service: input_number.set_value
    target:
      entity_id: >-
        input_number.custom_z1_heatcurve_target_water_temperature_at_high_outdoor_temperature
    data:
      value: >-
        {{
        states('number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_low_temp')
        | float }}
  - service: number.set_value
    data:
      value: 56
    target:
      entity_id: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_high_temp
  - service: number.set_value
    data:
      value: 56
    target:
      entity_id: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_low_temp
mode: single

alias: After DHW ends wait  and set heating curve to 40
description: ""
trigger:
  - platform: state
    entity_id:
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_threeway_valve_state
    from: Tank
    to: Room
    for:
      hours: 0
      minutes: 4
      seconds: 0
condition: []
action:
  - service: number.set_value
    data:
      value: 40
    target:
      entity_id: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_high_temp
  - service: number.set_value
    data:
      value: 40
    target:
      entity_id: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_low_temp
mode: single

alias: After DHW ends wait and set heating curve back
description: ""
trigger:
  - platform: state
    entity_id:
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_threeway_valve_state
    from: Tank
    to: Room
    for:
      hours: 0
      minutes: 6
      seconds: 0
condition: []
action:
  - service: number.set_value
    data:
      value: >-
        {{
        states('input_number.custom_z1_heatcurve_target_water_temperature_at_low_outdoor_temperature')
        | float }}
    target:
      entity_id: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_high_temp
  - service: number.set_value
    data:
      value: >-
        {{
        states('input_number.custom_z1_heatcurve_target_water_temperature_at_high_outdoor_temperature')
        | float }}
    target:
      entity_id: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_low_temp
mode: single

Dashboards

Wärmepumpe

type: entities
entities:
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_outside_temp
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_room_thermostat_temp
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_dhw_temp
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_threeway_valve_state
  - entity: switch.panasonic_heat_pump_main_defrosting_state
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_main_target_temp
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_main_outlet_temp
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_main_inlet_temp
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_compressor_freq
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_high_pressure
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_fan1_motor_speed
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_pump_flow
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_pump_speed
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_pump_duty
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_s0_watt_1
  - entity: sensor.aquarea_energy_consumption
  - entity: sensor.aquarea_energy_production
  - entity: sensor.aquarea_cop
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_operations_counter
  - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_operations_hours
  - entity: sensor.custom_panasonic_heat_pump_average_runtime
title: Aktuelle Werte
state_color: true

type: grid
square: false
columns: 1
cards:
  - type: entities
    entities:
      - entity: water_heater.panasonic_heat_pump_main_dhw_target_temp
      - entity: climate.panasonic_heat_pump_main_z1_temp
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_request_temp
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_max_pump_duty
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_heat_delta
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_dhw_heat_delta
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_heating_off_outdoor_temp
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_high_temp
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_low_temp
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_outside_low_temp
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_outside_high_temp
      - entity: binary_sensor.panasonic_heat_pump_main_quiet_mode_schedule
      - entity: select.panasonic_heat_pump_main_quiet_mode_level
      - entity: binary_sensor.panasonic_heat_pump_main_dhw_installed
      - entity: binary_sensor.panasonic_heat_pump_main_room_heater_state
      - entity: binary_sensor.panasonic_heat_pump_main_dhw_heater_state
    title: Einstellungen

Wärmepumpe Kurven

type: vertical-stack
cards:
  - type: history-graph
    entities:
      - entity: switch.panasonic_heat_pump_main_heatpump_state
      - entity: select.panasonic_heat_pump_main_operating_mode_state
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_threeway_valve_state
      - entity: switch.panasonic_heat_pump_main_defrosting_state
      - entity: binary_sensor.panasonic_heat_pump_main_internal_heater_state
      - entity: select.panasonic_heat_pump_main_quiet_mode_level
      - entity: switch.panasonic_heat_pump_main_holiday_mode_state
    hours_to_show: 8
    title: Status
  - type: history-graph
    entities:
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_outside_temp
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_room_thermostat_temp
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_request_temp
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_dhw_temp
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_main_target_temp
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_main_outlet_temp
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_main_inlet_temp
    title: Temperaturen
    hours_to_show: 8
  - type: history-graph
    entities:
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_compressor_freq
    title: Kompressor
    hours_to_show: 8
  - type: history-graph
    entities:
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_pump_flow
    title: Volumenstrom
    hours_to_show: 8
  - type: history-graph
    entities:
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_pump_speed
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_fan1_motor_speed
    title: Drehzahlen
    hours_to_show: 8
  - type: history-graph
    entities:
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_pump_duty
      - entity: number.panasonic_heat_pump_main_max_pump_duty
    hours_to_show: 8
  - type: history-graph
    entities:
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_dhw_energy_consumption
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_dhw_energy_production
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_heat_energy_consumption
      - sensor.panasonic_heat_pump_main_heat_energy_production
      - sensor.panasonic_heat_pump_s0_watt_1
      - sensor.panasonic_heat_pump_s0_watt_2
      - sensor.aquarea_energy_consumption
      - sensor.aquarea_energy_production
    title: Energie
    hours_to_show: 8
  - type: history-graph
    entities:
      - entity: sensor.panasonic_heat_pump_main_high_pressure
    hours_to_show: 8
  - type: history-graph
    entities:
      - sensor.aquarea_cop
    hours_to_show: 8
  - type: custom:plotly-graph
    refresh_interval: 10
    title: Heat curve
    defaults:
      entity:
        show_value: true
        line:
          shape: spline
    layout:
      xaxis:
        type: number
        autorange: true
    entities:
      - entity: ''
        name: Zone 1
        x:
          - >-
            $ex
            hass.states['number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_outside_low_temp'].state
          - >-
            $ex
            hass.states['number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_outside_high_temp'].state
        'y':
          - >-
            $ex
            hass.states['number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_high_temp'].state
          - >-
            $ex
            hass.states['number.panasonic_heat_pump_main_z1_heat_curve_target_low_temp'].state

Jeisha Einstellungen

Einstellungen