THZ Tecalor (LWZ Stiebel Eltron) Wärmepumpe -Optimierung und Erfahrungsaustausch

Begonnen von willybauss, 07 Februar 2015, 11:30:16

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kjmEjfu

Danke, den Denkanstoß brauche ich. Eine sehr gute Idee. Muss ich am Wochenende mal basteln.
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timtom2000

Hallo,

ich habe mich zum Jahreswechsel mal drangesetzt und eine Effizienzbetrachtung im Sinne COP für die beiden letzten Jahre gemacht.

Lt. Handbuch hat meine 304 Trend folgende COPs:
- A-7/W35: 2,72
- A2/W35: 3,4
- A7/W35: 3,84
Dass das erstmal theoretische Werte sind, ist klar. Aber es ist ja interessant, wie weit man darunter liegt, das ist ja auch schließlich ein Maß wie gut die Anlage eingestellt ist.

Der COP berechnet sich aus dem Verhältnis Wärmeertrag zu aufgewendeter elektr. Energie. Den Wärmeertrag habe ich der Anlage entnommen (bzw. meinen alten Logfiles). Die elektr. Energie kann man ebenfalls der Anlage oder aber dem Stromzähler entnehmen. Interessant war hier, dass die Anlage ca. 20% (!) mehr verbrauchte elektr. Energie misst als der Stromzähler...

Zudem verbraucht die Steuerung der Anlage ca. 350kWh im Jahr, gemessen über Langzeitmessung mittels Energiemessgerät am eigenen Stromanschluss der Steuerung (damit ist dann noch kein einziger Liter Heizungs- oder Warmwasser erzeugt).

Für den "COP Gesamt" (auf Basis Stromzähler) komme ich auf
- 2020: 2,84
- 2021: 2,7

Splittet man das auf Heizung und WW auf, ergibt sich
- 2020: 3,09 Heizung / 2,4 WW
- 2021: 2,92 Heizung / 2,25 WW
Das ist deshalb wichtig, weil die Werte lt. Handbuch dem Heiz-Anteil entsprechen (W35!), da beim WW die Vorlauftemp. deutlich höher ist und der COP deshalb erwartungsgemäß niedriger. Die elektr. Energie habe ich hierfür der Anlage entnommen und den o.g. Messfehler von ca. 20% korrigiert, da der Stromzähler Heizung und WW ja nicht getrennt misst.

Rechnet man noch den Steuerungsanteil von 350kWh raus, kommt man auf
- 2020: 3,31 Gesamt / 3,6 Heizung / 2,79 WW
- 2021: 3,08 Gesamt / 3,32 Heizung / 2,56 WW
Ob man den COP mit oder ohne Steuerungsanteil betrachten muss, weiß ich aber nicht. Ggf. ist dies zu optimistisch gerechnet?!

Mit der Vergleichbarkeit zu den theor. Werten aus dem Handbuch ist das so eine Sache, da es ja auch stark auf das Temperaturprofil über das Jahr ankommt (obige Werte sind für konstant -7/2/7 Grad). Aber ich finde die Werte (Heiz-Anteil) ohne den Steuerungsanteil ganz gut, mit Steuerungsanteil aber leider schon nicht mehr.

Wie seht ihr das? Habt ihr mal ähnliche Betrachtungen gemacht und habt ähnliche bzw. andere Werte? Wisst ihr, ob der Steuerungsanteil dazu gehört, oder ob man ihn rausrechnen darf?

Bei grundsätzlichen Denk- oder Rechenfehlern natürlich auch gerne Feedback  :)

Im Anhang auch die Berechnung als Excel.
LWZ 304 (BJ 2017; FW 7.09); DHH o. Keller; 100m² Wohnfläche
FHEM auf USB-Stick an FritzBox 7560 (FW 7.12)

TheTrumpeter

Zitat von: timtom2000 am 13 Januar 2022, 17:50:51
Zudem verbraucht die Steuerung der Anlage ca. 350kWh im Jahr, gemessen über Langzeitmessung mittels Energiemessgerät am eigenen Stromanschluss der Steuerung (damit ist dann noch kein einziger Liter Heizungs- oder Warmwasser erzeugt).
Bei meiner LWZ404SOL werden Zu- und Abluftlüfter ebenfalls vom Anschluss der "Steuerung" versorgt, d.h. in den genannten 350kWh ist auch die Lüftung enthalten. Somit darf der Steuerungsanteil zumindest nicht zu 100% der Wärmepumpe zugeschrieben werden.
Ausserdem werden nach meinem Verständnis des Schaltplans die beiden Expansionsventile der Wärmpeumpe direkt von der Hauptplatine mit Strom versorgt. Diese Anteile müssten daher grundsätzlich der Wärmepumpe zugerechnet werden; der Anteil wird aber vernachlässigbar sein.

Ich habe keine separaten Stromzähler für die LWZ, sehe aber in der Langzeitbetrachtung, dass mein Stromverbrauch ohne die in der LWZ berechneten Werte sowie ohne die von mir selbst berechneten Werte für die Lüftung über das Jahr hinweg relativ konstant ist. Daher kann es keine allzu große Ungenauigkeit im von meiner LWZ berechneten Verbrauch geben.
FHEM auf RPi3, THZ (LWZ404SOL), RPII2C & I2C_MCP342x (ADCPiZero), PowerMap, CustomReadings, RPI_GPIO, Twilight, nanoCUL (WMBus für Diehl Wasserzähler & Regenerationszähler für BWT AqaSmart), ESPEasy, TPLinkHS110

willybauss

Zitat von: TheTrumpeter am 14 Januar 2022, 06:39:12
Bei meiner LWZ404SOL werden Zu- und Abluftlüfter ebenfalls vom Anschluss der "Steuerung" versorgt, d.h. in den genannten 350kWh ist auch die Lüftung enthalten. Somit darf der Steuerungsanteil zumindest nicht zu 100% der Wärmepumpe zugeschrieben werden.
Bei diesem Punkt herrscht seit vielen Jahren Uneinigkeit zwischen SE und den Stellen, die über staatliche Förderung regenerativer Energien entscheiden. SE sieht die Wärmerückgewinnung der Lüftung als Bestandteil der Anlageneffizienz und hatte damit in der Vergangenheit versucht, über die Schwelle der Förderbarkeit zu kommen. Diese Argumentation wurde meines Wissens aber nie anerkannt.
Es wird sich schwer feststellen lassen, wie hoch der Lüftungsanteil an diesen 350kWh ist. Dazu müsste man den Stromverbrauch der beiden Lüfter ermitteln. Der verbleibende Steuerungsanteil dürfte im Vergleich zum Lüfterverbrauch marginal sein.
FHEM auf Raspberry Pi B und 2B; THZ (THZ-303SOL), CUL_HM, TCM-EnOcean, SamsungTV, JSONMETER, SYSMON, OBIS, STATISTICS

TheTrumpeter

Zitat von: willybauss am 14 Januar 2022, 08:34:20
Es wird sich schwer feststellen lassen, wie hoch der Lüftungsanteil an diesen 350kWh ist. Dazu müsste man den Stromverbrauch der beiden Lüfter ermitteln. Der verbleibende Steuerungsanteil dürfte im Vergleich zum Lüfterverbrauch marginal sein.
Jein.
Theoretisch könnte man natürlich Strommesszangen an den Lüfterzuleitungen anbringen und damit den Stromverbrauch ermitteln.

In meiner FHEM-Berechnung habe ich der Einfachheit halber den Verbrauch lt. Datenblatt angesetzt und einen linearen Zusammenhang zwischen Luftwechselrate und Leistungsaufnahme angesetzt. (Man könnte natürlich auch über die Lüfterdrehzahlen gehen, dann würde es etwas genauer, aber solange die Kennlinie zwischen Luftwechselrate und Leistungsaufnahme nicht bekannt ist, bleibt es ohnehin nur eine grobe Schätzung.)

Und was die Wärmerückgewinnung betrifft:
In Österreich wird bei der Berechnung des Energieausweises der Energieverlust der ausströmenden Luft gemäss Energierückgewinnungsfaktor des Wärmetauschers reduziert. Somit darf nach meinem Verständnis die Wärmerückgewinnung nicht nochmal bei der WP-Effizienz berücksichtigt werden.

So oder so:
Die angenommenen Luftwechselraten und damit Energieverluste bei der Energieausweisberechnung werden ja - wenn überhaupt - nur in der Realität erreicht, wenn eine KWL vorhanden ist. Ohne KWL lüftet kein Mensch auch nur ansatzweise so viel wie es im Energieausweis angenommen ist.
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timtom2000

Zitat von: TheTrumpeter am 14 Januar 2022, 06:39:12
Ich habe keine separaten Stromzähler für die LWZ, sehe aber in der Langzeitbetrachtung, dass mein Stromverbrauch ohne die in der LWZ berechneten Werte sowie ohne die von mir selbst berechneten Werte für die Lüftung über das Jahr hinweg relativ konstant ist. Daher kann es keine allzu große Ungenauigkeit im von meiner LWZ berechneten Verbrauch geben.
Zumindest scheint der Fehler nicht variabel zu sein... ;)

Mit dem Hinweis auf die Lüftung habt ihr natürlich Recht, das wird einen Großteil des Steuerungsverbrauchs ausmachen. Ich werde mal suchen, ob ich zum Stromverbrauch meiner Lüfter etwas finde, Datenblatt o.ä. Dazu muss ich natürlich erstmal rausfinden, welche Lüfter in der LWZ304 verbaut sind.
SE wird den Verbrauch für Steuerung/Lüftung wsl. auch nicht berücksichtigt haben, ansonsten würden sie sich ihre eigenen schönen COP-Werte für den Prospekt kaputt machen. Vor allem wenn es dazu keine Regelung gibt, die SE dazu zwingen würde es zu berücksichtigen.

Habt ihr zu den berechneten COPs sonst Anmerkungen? Und habt ihr, übertragen auf eure Anlage, ähnliche Werte, oder schlummert da noch größeres Optimierungspotential?
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willybauss

Zitat von: timtom2000 am 14 Januar 2022, 11:05:17
...
Vor allem wenn es dazu keine Regelung gibt, die SE dazu zwingen würde es zu berücksichtigen.
...
Habt ihr zu den berechneten COPs sonst Anmerkungen? Und habt ihr, übertragen auf eure Anlage, ähnliche Werte, oder schlummert da noch größeres Optimierungspotential?
Andersrum: Wenn ein Hersteller einer Öl-, Gas- oder Pelletheizung den verbrauch angibt, dann ist das immer auf das Brennmittel bezogen. Zusätzlichen Stromverbrauch für die Steuerung habe ich da noch nie gesehen. Insofern ...

Zum COP habe ich mal ein Excelsheet gebaut. Ich schau mal, ob ich es heute Abend, wenn ich aus dem Home Office heraus wieder zuhause bin :) ... mal hier anhängen kann.
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TheTrumpeter

Zitat von: timtom2000 am 14 Januar 2022, 11:05:17
Zumindest scheint der Fehler nicht variabel zu sein... ;)
Die Logik verstehe ich jetzt nicht.
Wenn der "Stromverbrauch ohne WP" während der Sommermonate gleich hoch wie ist der "Stromverbrauch ohne WP" im Winter, wo soll dann überhaupt ein Fehler sein?
(Der Stromverbrauch für's WW wird separat gezählt, den rechne ich auch raus und der könnte theoretisch fehlerbehaftet sein, weil der in beiden Jahreszeiten - wenngleich in unterschiedlicher Höhe - anfällt.)

Zitat von: timtom2000 am 14 Januar 2022, 11:05:17
Ich werde mal suchen, ob ich zum Stromverbrauch meiner Lüfter etwas finde, Datenblatt o.ä. Dazu muss ich natürlich erstmal rausfinden, welche Lüfter in der LWZ304 verbaut sind.
In meiner Installationsanleitung ist gegen Ende die "Leistungsaufnahme Ventilator" gelistet.

Zugegebenermaßen habe ich angenommen, dass es sich dabei um die Lüfter für die Lüftung handelt, da sich der Wert zwischen 304 und 404 unterscheidet und ich angenommen habe, dass der Grund die unterschiedliche Lüftungsleistung beider Anlagen ist. Wenn ich so drüber nachdenke, könnte theoretisch auch der Fortlüfter für die WP damit gemeint sein. Allerdings bin ich bisher davon ausgegangen, dass dieser Lüfter zwischen 304 und 404 identisch ist und der unterschiedliche "Luftbedarf" nur über den Parameter "Drehzahl Fortlüfter" geregelt wird.

Zitat von: timtom2000 am 14 Januar 2022, 11:05:17
Habt ihr zu den berechneten COPs sonst Anmerkungen? Und habt ihr, übertragen auf eure Anlage, ähnliche Werte, oder schlummert da noch größeres Optimierungspotential?
Meine Werte sind deutlich höher, aber ich vergleiche nur die Strom- und Wärmezähler aus der Anlage.
Strom sollte wie oben erklärt recht gut passen, aber die Wärmemenge kann durch etwaige Abweichung der Temperaturfühler in der Anlage natürlich fehlerbehaftet sein.
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timtom2000

Zitat von: TheTrumpeter am 14 Januar 2022, 12:37:06
Die Logik verstehe ich jetzt nicht.
Wenn der "Stromverbrauch ohne WP" während der Sommermonate gleich hoch wie ist der "Stromverbrauch ohne WP" im Winter, wo soll dann überhaupt ein Fehler sein?
(Der Stromverbrauch für's WW wird separat gezählt, den rechne ich auch raus und der könnte theoretisch fehlerbehaftet sein, weil der in beiden Jahreszeiten - wenngleich in unterschiedlicher Höhe - anfällt.)
Mein Gedanke war, dass die Anlage einen konstanten Offset haben könnte...den würde man dann im Winter wie im Sommer gleichermaßen rausrechnen. Oder denke ich falsch? Ist aber auch nur nebensächlich.

Zitat von: TheTrumpeter am 14 Januar 2022, 12:37:06
Meine Werte sind deutlich höher, aber ich vergleiche nur die Strom- und Wärmezähler aus der Anlage.
Ok, verständlich, die Prospektwerte deiner 404SOL sind ja ca. doppelt so hoch (4,74/6,38/7,59). Da ist ein Vergleich wirklich schwierig bis unmöglich.

Wenn ich zu den Lüftern nochwas rauskriege, schreibe ich das gerne in die Runde.
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TheTrumpeter

Zitat von: timtom2000 am 14 Januar 2022, 13:13:24
Mein Gedanke war, dass die Anlage einen konstanten Offset haben könnte...den würde man dann im Winter wie im Sommer gleichermaßen rausrechnen. Oder denke ich falsch? Ist aber auch nur nebensächlich.
Angenommen ich hab'

im Sommer
230kWh Verbrauch pro Monat am Stromzähler
30kWh Verbrauch lt. LWZ für's WW
macht 200kWh Verbrauch ohne WP

im Winter
840kWh Verbrauch pro Monat am Stromzähler
40kWh Verbrauch lt. LWZ für's WW
600kWh Verbrauch lt. LWZ für's Heizen
macht 200kWh Verbrauch ohne WP

Wenn die Verbrauchsangabe der LWZ falsch wäre (egal in welche Richtung) würde im Winter der "Verbrauch ohne WP" entweder höher oder niedriger sein als im Sommer. Da die Werte gleich sind, muss die Angabe in der LWZ annhähernd stimmen.

Zitat von: timtom2000 am 14 Januar 2022, 13:13:24
Ok, verständlich, die Prospektwerte deiner 404SOL sind ja ca. doppelt so hoch (4,74/6,38/7,59). Da ist ein Vergleich wirklich schwierig bis unmöglich.
Aber das ist doch nicht der COP, sondern die Wärmeleistung.
COP ist annähernd gleich (bzw. bei der 404 sogar geringfügig niedriger.)
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Zitat von: TheTrumpeter am 14 Januar 2022, 13:25:02
Angenommen ich hab'
im Sommer
230kWh Verbrauch pro Monat am Stromzähler
...
Passt, wenn im Sommer der Verbrauch fürs Heizen tatsächlich mit Null ausgewiesen/gemessen wird, kann eigentlich kein konstanter Offset vorhanden sein (der geringe durchgehende WW-Verbrauch mal ausgenommen, da würde sich aber auch ein Fehler kaum bemerkbar machen).

Zitat von: TheTrumpeter am 14 Januar 2022, 13:25:02
Aber das ist doch nicht der COP, sondern die Wärmeleistung.
COP ist annähernd gleich (bzw. bei der 404 sogar geringfügig niedriger.)
Da bin ich in der Zeile verrutscht ::) die COPs sind im Prospekt in der Tat sehr ähnlich. Wo liegst du da real?
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timtom2000

Update zum Verbrauch der Steuerung:
Im Manual steht beim Lüfter (welcher auch immer) nur pauschal Pnenn=100W (bzw. Pmax=170W). Hilft nicht wirklich.

Heute habe ich den Verbrauch am Steuerungsanschluss mal real gemessen:
- 95W: bei Verdichter und Lüftung an (am Steuerungsanschluss hängt neben Lüftung auch die Umwälzpumpe!)
- 50W: bei Verdichter aus, Lüftung an (100m³/h; Zu-/Abluft ca. 50-60Hz)
- 13,7W: Standby (Lüftung+Verdichter aus)

Die Umwälzpumpe braucht also 45W, was auch zum Manual passt.

Die 350kWh Jahresverbrauch der Steuerung teilen sich bei mir demnach ca. so auf:
- 150kWh Lüftung (bei 100m³/h und ca. 4100h/Jahr)
- 120kWh Standby (24/7)
- demnach 80kWh Umwälzpumpe

Streng genommen müsste man die 80kWh der Umwälzpumpe in den COP reinrechnen. Ich bezweifel aber, dass die Prospektwerte das berücksichtigen.
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willybauss

Interessante Zahlen. Aber dann hast Du die Lüftung nur knapp 50% der Zeit an. Ich lasse die das ganze Jahr auf niedrigster Stufe (60m³/h) durchlaufen. Dafür hatte ich mal einen Automatismus mit Luftgütesensoren, der ggf. zeitweise eine höhere Lüftungsstufe wählte. Leider haben alle Sensoren inzwischen die Grätsche gemacht. Der Wechsel zu anderen Sensoren scheitert gerade an der alten Linuxversion meines fhem-Servers.
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timtom2000

Ja, stimmt. Wenn ich die Lüftung durchlaufen lasse, habe ich im Winter nur 20-30% Luftfeuchtigkeit.
100m³ ist bei mir schon die unterste Grenze. Darunter fängt die Lüftung an zu takten, heißt, wenn ich 80m³ einstelle, läuft sie faktisch mit 100m³, aber nur 80% der Zeit. Dann stelle ich die Zeiten lieber selber ein...
Das habe ich einem SW-Update zu verdanken. Früher ging es bis 80m³ ohne takten, aber da sind die Lüfter wohl ab und an stehen geblieben. Deshalb hat SE die Firmware angepasst  >:( das alte Verhalten war mir auch lieber, aber da fehlt mir noch der Trick das wiederherzustellen.
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kjmEjfu

Zitat von: timtom2000 am 15 Januar 2022, 17:10:38
Ja, stimmt. Wenn ich die Lüftung durchlaufen lasse, habe ich im Winter nur 20-30% Luftfeuchtigkeit.

Ich habe den Wärmetauscher gegen den https://filter-caps.de/LWZ-303-403-304-404-Enthalpiewaermetauscher ausgetauscht. Bringt bei uns im Winter gut 10% mehr Luftfeuchtigkeit. Ist allerdings eine Investition.
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