Hydraulikschema LW-Wärmepumpe mit wasserführendem Kamin

Haus & Garten Heizung & Sanitär
#1

Liebe/-r Experte/-in,
wir planen gerade einen Neubau (EFH, ca. 200m² Wfl., Jahresernergiebedarf 4,2 kw, Effizienz 70 gem. Enev2009, kompl. Fussbodenheizung, KWL mit Wärmerückgewinnung) und überlegen gerade wg. der Heizungsanlage:

fest steht bisher: Luft-Wasser-Wärmepumpe (vermutlich Dimplex…aus meiner Erinnerung mit rd. 8kw), Splitgerät mit Aussenteil, Wohnraumlüftung (s. Infos oben), kein Solar f. Warmwasser, Photovoltaik vielleicht später (würde sich wg. Eigenverbrauch ja evtl. anbieten) und wir wollen einen Kamin

und nun unsere Fragezeichen: wenn wir also eh (der Gemütlichkeit wegen) einen Kamin haben wollen…warum dann nicht gleich einen wasserführenden (unsere Nachbarn hätten nämlich einen sehr günstig abzugeben…würde sich sonst wahrscheinlich ja eh nicht rechnen)!?

Aber, wie (Hydraulikschema) bringen wir das am besten so zusammen, dass der Kamin sowohl die Heizung als auch die Warmwasseraufbereitung unterstützt? Im Sommer wollen wir auch nicht mehr Wasser aufwärmen, als nötig ist; sprich, aus meiner (Laien-)Sicht hätte ich nicht gerne einen Kombispeicher, wo das Brauchwasser im Durchlaufprinzip erwärmt würde (wäre denke ich zu träge für z.B. den Bedarf beim Baden). Denn bei dieser Variante müsste ich dann im Sommer z.B. die 750l erwärmen, damit ich Warmwasser hätte, oder?

Die Wärmepumpe bräuchte lt. Hersteller wohl einen Puffer v. 100-150l f. die Fussbodenheizung. Dann bräuchten wir einen 200, 250 bzw. max. 300 l Speicher f. das Brauchwasser und einen Puffer von 500l(?) für den Kamin, der - allerdings nur gelegentlich - an wäre.

Sehr verehrte Experten, wie klingt das für Sie? Machen drei getrennte Speicher Sinn? Wenn ja, wie verbindet und regelt man das am besten? Es kann ja eigentlich keine seltene Kombination sein, denn das Anschlussschema dürfte bei Wärmepumpe + Solarunterstützung ja ähnlich sein (ob Solar o. Kamin…ist beides ja nur eine Wärmequelle in Addition zur Wärmepumpe).

Ich habe leider im Internet keine hilfreichen Antworten bzw. Zeichnungen gefunden und hoffe auf Ihre Meinungen.

Herzlichen Dank

Gruss
Thomas

#2

Hallo Thomas,

hier wird einiges der von Ihnen beschriebenen Problematik erörtert.

http://energieberatung.ibs-hlk.de/planholz.htm
http://energieberatung.ibs-hlk.de/planholz_puff.htm

Auch finden Sie hier empfehlungen von hydraulischen Schaltungen die Ihr Projekt betreffen.

Und meine Meinung dazu ist, dass Sie ein gutes Konzept verfolgen. Die Puffergrößen sind richtig dimensioniert.

Hier ein paar Auszüger der oben genannten Seite:

Mit ausschlaggebend für die Effizienz und einen optimalen Betrieb einer einer Holzfeuerungsanlage ist die Einbindung von Kessel, Puffer etc. in das Heizsystem.

Je nach Komfortwünschen gibt es dazu unterschiedliche Möglichkeiten.

Reicht die Leistung des Kaminofens nicht zur Deckung des aktuellen Wärmebedarfes aus, geht z. B. der konventionelle Wärmeerzeuger (Öl-/Gas-/Pelletkessel, WP etc.) in Betrieb.

Für die optimale Funktion (Volllastbetrieb) des Kaminofens muss ein Puffer- oder Kombispeicher mit mindestens 500 l eingesetzt werden.

Bei der Systemplanung müssen grundsätzlich Kesselleistung, Gebäudeheizlast und Puffervolumen in Verbindung mit dem Einsatzzweck abgestimmt werden.

Zur einwandfreien Funktion der Feuerungsanlage ist eine spezifische Mindest-Kesselwassertemperatur (z. B. 70 °C) erforderlich.

Dazu kommen vorgefertigte Baugruppen zum Einsatz, z. B.:

  • Kesselkreis-/Pufferspeicherladepumpe

  • Absperrarmaturen

  • Thermometer

  • 3-W-Mischnentil mit Temperaturregler ohne Hilfsenergie

  • bei Kaminöfen wird häufig noch ein Regler zur Ansteuerung der Pumpe verwendet

Anwendung bei Kaminöfen oder evtl. auch Holzkesseln, deren Leistung in d. R. nicht zur Deckung der gesamten Heizlast ausreicht. Hier empfiehlt sich eine Einbindung des Puffers in Reihe.

Der Puffer wirt dabei als RL-Anhebung, die Regelung des konventionellen Wärmeerzeugers entscheidet über eine eine notwendige Nachheizung.

Eine Verknüpfung des Puffers mit der Regelung des konventionellen Wärmeerzeugers ist hier nicht unbedingt erforderlich (alle Temperaturen werden durch ständige Durchströmung des Puffers erfasst).

Eine permanente Durchströmung des Puffers, ohne merklichen Temperaturgewinn, ist energetisch nicht sinnvoll. Deshalb sollte eine hydraulische zu- oder Abschaltung über ein 3-W-Ventil mit einfacher Temperaturdifferenzregelung erfolgen.

Ist die Temperatur im Puffer höher als der RL von der Anlage, kann Wärme eingespeist werden. Das Ventil schaltet den Puffer seriell zu.

Ist die Temperatur im Puffer auf RL-Niveau, kann keine Wärme mehr entzogen werden. Das 3-W-Ventil wird umgeschaltet.

Somit ist eine komplette Entladung des Puffers gesichert.

Das ist auch von Vorteil bei Systemen mit Holzkessel, der zwar den gesamten Leistungsbedarf abdecken kann, aber nur zeitweise in Betrieb ist.

Ich hoffe diese Informationen bringen Sie auf Ihrem weg weiter.

Gruß
Thorsten

#3

Hallo Thomas,

hier wird einiges der von Ihnen beschriebenen Problematik erörtert.

http://energieberatung.ibs-hlk.de/pla…
http://energieberatung.ibs-hlk.de/pla…

Auch finden Sie hier empfehlungen von hydraulischen Schaltungen die Ihr Projekt betreffen.

Und meine Meinung dazu ist, dass Sie ein gutes Konzept verfolgen. Die Puffergrößen sind richtig dimensioniert.

Hier ein paar Auszüger der oben genannten Seite:

Mit ausschlaggebend für die Effizienz und einen optimalen Betrieb einer einer Holzfeuerungsanlage ist die Einbindung von Kessel, Puffer etc. in das Heizsystem.

Je nach Komfortwünschen gibt es dazu unterschiedliche Möglichkeiten.

Reicht die Leistung des Kaminofens nicht zur Deckung des aktuellen Wärmebedarfes aus, geht z. B. der konventionelle Wärmeerzeuger (Öl-/Gas-/Pelletkessel, WP etc.) in Betrieb.

Für die optimale Funktion (Volllastbetrieb) des Kaminofens muss ein Puffer- oder Kombispeicher mit mindestens 500 l eingesetzt werden.

Bei der Systemplanung müssen grundsätzlich Kesselleistung, Gebäudeheizlast und Puffervolumen in Verbindung mit dem Einsatzzweck abgestimmt werden.

Zur einwandfreien Funktion der Feuerungsanlage ist eine spezifische Mindest-Kesselwassertemperatur (z. B. 70 °C) erforderlich.

Dazu kommen vorgefertigte Baugruppen zum Einsatz, z. B.:

  • Kesselkreis-/Pufferspeicherladepumpe

  • Absperrarmaturen

  • Thermometer

  • 3-W-Mischnentil mit Temperaturregler ohne Hilfsenergie

  • bei Kaminöfen wird häufig noch ein Regler zur Ansteuerung der Pumpe verwendet

Anwendung bei Kaminöfen oder evtl. auch Holzkesseln, deren Leistung in d. R. nicht zur Deckung der gesamten Heizlast ausreicht. Hier empfiehlt sich eine Einbindung des Puffers in Reihe.

Der Puffer wirt dabei als RL-Anhebung, die Regelung des konventionellen Wärmeerzeugers entscheidet über eine eine notwendige Nachheizung.

Eine Verknüpfung des Puffers mit der Regelung des konventionellen Wärmeerzeugers ist hier nicht unbedingt erforderlich (alle Temperaturen werden durch ständige Durchströmung des Puffers erfasst).

Eine permanente Durchströmung des Puffers, ohne merklichen Temperaturgewinn, ist energetisch nicht sinnvoll. Deshalb sollte eine hydraulische zu- oder Abschaltung über ein 3-W-Ventil mit einfacher Temperaturdifferenzregelung erfolgen.

Ist die Temperatur im Puffer höher als der RL von der Anlage, kann Wärme eingespeist werden. Das Ventil schaltet den Puffer seriell zu.

Ist die Temperatur im Puffer auf RL-Niveau, kann keine Wärme mehr entzogen werden. Das 3-W-Ventil wird umgeschaltet.

Somit ist eine komplette Entladung des Puffers gesichert.

Das ist auch von Vorteil bei Systemen mit Holzkessel, der zwar den gesamten Leistungsbedarf abdecken kann, aber nur zeitweise in Betrieb ist.

Ich hoffe diese Informationen bringen Sie auf Ihrem weg weiter.

Gruß
Thorsten

#4

Hallo Thomas, diese Fragen sind erfordern eine ganzheitliche Auslegung des Heizsystems und würden meinen Aufwand sprengen.
Zum Wasserführender Kamin:
Die Abgastemperatur durf nicht unter ca. 110°C fallen, sonst geht der rauch nicht hoch - hier den Schornsteinfeger fragen. Einen Wärmetauscher im Rauch kann stark verrußen. Die Auslegung muß also auch dauerhaft funktionieren.
Brauchwasser für 4 Personen -da reicht 300 Liter Behälter. Dieser wird von autarken Wärmepumpen (0,6kW) in gut 6 - 8 std. aufgeheizt.
Für die Füßbodenheizung brauch man keinen Puffer, wenn man direkt auf temperatur heizt. Dies ist am efektivsten. Die Wärmepumpe muß ohnehin die Max. Leistung bringen können. An Warmen Tagen schaltet diese auch am Tag ab.
Bei Wasser-Solarunterstützung ist zusätzlicher Speicher (500L)mit Steuerung für eine Tagesperiode nützlich. Also tagsüber Sonnen speichern und Abends heizen. Dies nützt in den Monaten März - Juni und Sept - bis evt. Nov.recht gut.
Eine Luftwärmerückgewinnung ist sehr effizient. Gerade bei KFW70-Haus. Dies muß eine Fachmann mal alles durchrechnen.

Hoffe es hilft.

#5

Hallo

Da gibt es unterschiedliche Varianten und Möglichkeiten.
Vielleicht wäre ja eine Bracuhwasserwärmepumpe mit zusätzlichen Wärmetauscher interessant, da ein Pufferspeiche (überschlägig 80-100 Liter je KW Leistung Kamin) eh benötigt wird. Vorrangig dann Ladung von Brauchwasser und dann ab mit dem Rest in den Puffer für Heizung.
Aber würde empfehlen einen Fachmann mit der Planung vor Ort zu beauftragen, aus der Ferne ist das schon schwierig zu beurteilen und jede Hydraulikvariante zu erläutern wird ein halber Roman.

Gruß
Nelsont

#6

Hallo!
Vielen lieben Dank f. diese flotte Antwort.
Gruss
Thomas

#7

Hallo!
Vielen lieben Dank f. diese flotte Antwort.
Gruss
Thomas.

#8

Hallo Thorsten!
Vielen lieben Dank f. diese flotte und umfassende Antwort.
Gruss
Thomas

#9

Hallo Herr Gröppel,

das macht mit 3 Speicher überhaupt keinen Sinn. Auch die Dimplex mit 8 kW ist für Ihrer Heizlast absolut überdimensioniert. Ist sie wenigstens modulierend? D.h. fordert sie nur die minmale benötigte Energie an?

Der Pufferspeicher für die Fußbodenheizung ist nicht nötig, da die Heizung und der Fußboden selber genug Wärme puffert. Ich würde verbrauchstechnisch davon abraten. Sie halten immer zusätzlich 150 Liter Wasser auf Temperatur. Das kostet Energie, die nicht nötig ist.

Der Kamin benötigt von den Vorschriften her definitiv einen 500 Liter Pufferspeicher.
Für das Brauchwasser benötigen Sie einen Brauchwasser-Speicher. Wenn Sie jetzt die Energie aus dem Kamin in den Brauchwasserspeicher führen, dann haben sie nur noch 1 Speicher von 500 Liter. Das ist, wie Sie selber bemerkt haben, auch durchaus die beste Lösung.

Dafür benötigen Sie allerdings eine Heizungsanlage die das Ganze auch managet (regelt). Also Kamin, Wärmepumpe zu Fußbodenheizung und Warmwasser. Ein System welches die erzeugte Energie zum richtigen Zeitpunkt, in der richtigen Temperatur an den richtigen Ort bringt. Dabei gibt es viele Dinge zu berücksichtigen die für eine Eigenbaulösung (auf der Wand) hydraulisch etwas kompliziert sein werden.

Schauen sie mal hier nach: http://www.zubatherm.com

Das System mit Zubadan Technologie ist bereits ohne weitere Installationen in der Lage Ihre Wünsche mit nur einem Speicher umzusetzen und kostet vermutlich auch noch viel weniger, als das was sie jetzt hydraulisch mit einzelnen Systemteilen umsetzen müssen. Außerdem können Sie damit sicher sein aufgrund der Komplexität Fehler bei der Installation auszuschließen. Ein niedriger Verbrauch inklusive.

#10

Liebe/-r Experte/-in,
wir planen gerade einen Neubau (EFH, ca. 200m² Wfl.,
Jahresernergiebedarf 4,2 kw, Effizienz 70 gem. Enev2009,
kompl. Fussbodenheizung, KWL mit Wärmerückgewinnung) und
überlegen gerade wg. der Heizungsanlage:

fest steht bisher: Luft-Wasser-Wärmepumpe (vermutlich
Dimplex…aus meiner Erinnerung mit rd. 8kw), Splitgerät mit

Aussenteil, Wohnraumlüftung (s. Infos oben), kein Solar f.
Warmwasser, Photovoltaik vielleicht später (würde sich wg.
Eigenverbrauch ja evtl. anbieten) und wir wollen einen Kamin

und nun unsere Fragezeichen: wenn wir also eh (der
Gemütlichkeit wegen) einen Kamin haben wollen…warum dann
nicht gleich einen wasserführenden (unsere Nachbarn hätten
nämlich einen sehr günstig abzugeben…würde sich sonst
wahrscheinlich ja eh nicht rechnen)!?

Aber, wie (Hydraulikschema) bringen wir das am besten so
zusammen, dass der Kamin sowohl die Heizung als auch die
Warmwasseraufbereitung unterstützt? Im Sommer wollen wir auch
nicht mehr Wasser aufwärmen, als nötig ist; sprich, aus meiner
(Laien-)Sicht hätte ich nicht gerne einen Kombispeicher, wo
das Brauchwasser im Durchlaufprinzip erwärmt würde (wäre denke
ich zu träge für z.B. den Bedarf beim Baden). Denn bei dieser
Variante müsste ich dann im Sommer z.B. die 750l erwärmen,
damit ich Warmwasser hätte, oder?

Die Wärmepumpe bräuchte lt. Hersteller wohl einen Puffer v.
100-150l f. die Fussbodenheizung. Dann bräuchten wir einen
200, 250 bzw. max. 300 l Speicher f. das Brauchwasser und
einen Puffer von 500l(?) für den Kamin, der - allerdings nur
gelegentlich - an wäre.

Sehr verehrte Experten, wie klingt das für Sie? Machen drei
getrennte Speicher Sinn? Wenn ja, wie verbindet und regelt man
das am besten? Es kann ja eigentlich keine seltene Kombination
sein, denn das Anschlussschema dürfte bei Wärmepumpe +
Solarunterstützung ja ähnlich sein (ob Solar o. Kamin…ist
beides ja nur eine Wärmequelle in Addition zur Wärmepumpe).

Ich habe leider im Internet keine hilfreichen Antworten bzw.
Zeichnungen gefunden und hoffe auf Ihre Meinungen.

Herzlichen Dank

Gruss
Thomas

hallo thomas,
ich würde auf jeden fall einen kamin mit wasseranschluss wählen.
des weiteren benötigst du keinen dritten boiler.
ich würde zusätzlich zur fussbodenheizung heizkörper einbauen. bessere regelung in der übergangszeit und bei direkter sonneneinstrahlung.
die komplette regelung macht sicherlich probleme.
ich setze für solche gegebenheiten eine normale ps steuerung ein. die normalen regelungen arbeiten oft gegeneinander. heute gibt es wärmepumpen, die von 10% leistung bis 100% stufenlos geregelt werden können.
der 100 - 150 ltr speicher ist für die meisten wärmepumpen wichtig, weil dort eine zusatzheizung untergebracht wird. die ist bei tiefen aussentemperaturen erforderlich.
meine wärmepumpen werden generell über komputer gesteuert und benötigen keine zusatzheizung.
bei fragen kann ich auf meine homepage verweisen.
zu erfragen über e-mail: [email protected]

gruss gert

#11

Hallo Gert!
Vielen Dank für diese flotte Antwort.
Gruss
Thomas

#12

Hallo!
Vielen lieben Dank für diese vielen Infos.
Gruss
Thomas

#13

Hallo,
frag doch mal bei der Firma Zubatec nach, (www.zubatec.de) die Verkaufen auch Luft Wasser Wärmepumpen mit Anschlussmöglichkeiten für Kamin oder Solar.

Gruß
Lellebobbl

#14

Hallo!

Vielen Dank für die flotte Antwort.
Gruss
Thomas

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#15

Hallo Thomas,

ich habe leider keinerlei Erfahrung, was wasserführende Kamine angeht. Hatte damit noch nie eine Berührung.
Der Kamin wird über Festbrennstoffe geheizt und da kann es zu einer Pufferspeichertemperatur von 95°C kommen, was für die Fußbodenheizung zu viel ist. Ausserdem braucht eine Wärmepumpe deshalb einen Pufferspeicher, weil der Kompressor eine Mindestlaufzeit hat und die Wärme notfalls im Pufferspeicher zwischengespeichert werden muß. Bei einem vom Kamin aufgeheizten Pufferspeicher ist das aber nicht möglich. Die Wärmepumpe benötigt also definitiv ihren eigenen Pufferspeicher.
Die Anlage hydraulisch und regelungstechnisch mit drei Speichern optimal zu planen, ist nicht mal so zwischen Tür und Angel aufzumalen. Dafür dürfte es nicht mal eine Standartregelung zu kaufen geben (Einzelanfertigung?). Generell ist die Machbarkeit kein Problem, vermutlich aber zu einem Preis, der das Vorhaben unrentabel macht.
Mein Vorschlag: Wenn wasserführender kamin, dann nur zur Trinkwassererwärmung, evtl mit 1000L Speicher (mal nach den Preisen schauen?) mit zwei Wärmetauschern. Der obere Bereich wird normal geheizt und mit dem unteren Wärmetauscher wird der gesamte Speicher über den Kamin erhitzt. Das ist hydraulisch und Regelungstechnisch trivial und für reativ kleines Geld zu bauen. Ansonsten unterstützt der Kamin die Raumheizung auch ohne Wasser, da der Raumthermostat den durch den kamin beheizten Raum sowieso von der Heizung abschaltet.

Mit freundlichen Grüßen
schubtil

#16

Hallo Schubtil!
Vielen Dank für die Antwort.
Gruss
Thomas

#17

Hallo Thomas.

Es ist natürlich möglich, einen wasserführenden Kamin in das Heizsystem zu integrieren.
Grundsätzlich wird der Kamin parallel zur Wärmepumpe geschaltet.

Und es gibt auch brauchbare Kombispeicher. Allerdings sollte hier beachtet werden, dass die Temperaturniveaus von Heiznetz und Brauchwasser nicht zu weit auseinander liegen. Gerade bei Luft-Wasser-Wärmepumpen macht sich eine möglichst niedere Systemtemperatur (nicht Brauchwasser) sehr vorteilhaft bemerkbar.
Bei getrennten Speichern muss im Sommer auch nicht der ganze Puffer erwärmt werden (bzw entstehen keine Verluste ans Heizwasser).
Wenn der Brauchwasserpuffer separat ist, muss er jedoch wärmepumpengeeignet sein. Der Wärmetauscher sollte also ausreichend groß dimensioniert sein, um eine möglichst geringe Querspreizung aufzubauen. Bei einer Luft-/Wasser-Wärmepumpe wird übrigens eine elektrische Heizpatrone unverzichtbar.
Quasi ohne Querspreizung kommt der Durchlaufspeicher aus. Hier wird überwiegend Heizwasser gespeichert. Wird dieser Speicher nur für Brauchwasser verwendet, hält er durchaus auch die Kapazität für unbeschwertes Badevergnügen bereit.

Ein dritter Speicher (eigens für den Kamin) ist sicher nicht notwendig, jedoch sollte der Heizungspuffer groß genug sein, um die Energie des Kamins auch aufnehmen zu können (Pro KW rd. 50 Liter).

Bleibt die Regelung. Ich biete seit mehreren Jahren Lösungen für Steuerungs-/Regelungsaufgaben und inzwischen kombiniere ich keine verschiedenen Typen mehr, sondern lasse alles über ein System laufen. Das spart viel Ärger und macht alles wesentlich effizienter. Also auch die Wärmepumpe wird nur „angefordert“. Heizkurven, Zeitrogramme, Pumpenschaltungen etc. läuft nur mit einem System.
Eine Luft-/Wasser-Wärmepumpe stellt aber hohe Anforderungen. Z. B. muss die Abtauung berücksichtigt werden. Hier muss die WP auf den Puffer als Quelle greifen können. Der darf also durch den Kamin nicht blockert werden…

Vielleicht darf ich Dich zum Besuch meiner Website einladen. Da werden solche Systeme gezeigt.
www.tritherm.de

Viele Grüße

Christian

#18

Hallo Christian!
Vielen Dank für diese umfassende Antwort…schau mir gleich mal die Homepage an.
Gruss
Thomas

#19

Da würd ich dir die Firma Zubatec empfehlen, wie können an das Innengerät alles mit anschließen was du möchtest und jederzeit erweiterbar.

Infos auf der Webseite: http://www.zubatec.de

#20

hallo
sie wollen einen fehler mit einem anderen korrigieren:

eine LW-wärmepumpe ist zur raumheizung grundsätzlich nicht sinnvoll, weswegen der gewünschte holzofen logisch erscheint.

der hierzu benötigte kamin schafft in einem gut gedämmten haus aber eine kaum zu beherrschende leckage in der luftdichtheit und zusätzlich eine große wärmebrücke.

meiner ganz praktischen erfahrung nach werden solche, dem wunsch nach gemütlichkeit entsprungenen kamine danach in wirklichkeit so selten genutzt, dass die durch ihr vorhandensein verursachten verluste noch nicht mal mehr wettgemacht werden.

ich würde das sein lassen und dafür ein solides passivhaus bauen.

lg - manfred hümpfer - freier archtekt