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Peda´s Auslegung der Heiz- und Kühlflächen

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  •  Pedaaa
8.5.2018 - 2.1.2024
244 Antworten | 26 Autoren 244
55
299
Hallo Zusammen,

ich will hier meine Überlegungen zur Auslegung meiner Heiz- und Kühlflächen posten bzw. um Kommentare und Hinweise bitten.

Einige hier haben sicher schon was von meinem Projekt mitbekommen. Ich will aber ohnehin bald einen Thread eröffnen, der die genaue Bauweise und alles drum rum beschreibt und dokumentiert.

Hier solls jetzt aber nur um die Auslegung der Heiz- u. Kühlflächen gehen.

Ich baue ein 1,5 geschossiges Haus mit Holz-Satteldach.
Im OG habe ich, wie schon in anderen Threads erwähnt eine Trockenbau-Decke, die sowohl zum Kühlen als auch Heizen verwendet wird. Die Fläche und Verlegeabstand dieser Lösung ist fix, da kann ich nichts mehr dran rütteln.

die Lösung sieht so aus, ist relativ günstig und DIY geeignet.
Leider sehr Planungs-Intensiv, weil die UK usw. alles gut durchdacht werden müssen, um mit den Schrauben keine Rohre zu treffen, bzw. um die Anzahl der Platten zu bestimmen.


2018/20180508611187.png


Die Plattenverlegung, Rohrlängen usw. hab ich bereits im Detail geplant.
Das sieht dann so aus:

Ansicht/Schnitt von unten, nach oben blickend:


2018/20180508798270.jpg


 Oben drauf schauend:

 
2018/20180508563925.jpg

Das wird ist jetzt die Basis der Auslegung der restlichen Heizflächen.
Bei diesen "restlichen" Flächen bin ich noch komplett variabel. Da kann ich VA und Fläche noch genau nach Bedarf bestimmen.

Im OG soll es noch "ein wenig" FBH mit größerem VA dazu geben. (nur zum Heizen)
Im EG gibt es die aktivierte Betondecke (zum Heizen und Kühlen)
Und im EG auch wieder "ein wenig FBH FBH [Fußbodenheizung]" mit größerem VA (nur zum Heizen)

soweit die Theorie….
 

Ich habe mittlerweile schon grob versucht das Ganze mit HFriks Auslegungstabelle zu erfassen. Die Tabelle ist nach etwas Einarbeitungs-Zeit echt genial. Ich habe diese nun auch ein wenig für meine Zwecke umgebaut.

Mit der HFrik-Tabelle wird ja versucht die Heizkreise so auszulegen, dass alle Kreise den gleichen Druckverlust und die gleiche RL RL [Rücklauf]-Temperatur erreichen.

Ganz optimal find ich diese Herangehensweise aber nicht.

So können nämlich unterschiedlich lange Kreise entstehen, die im Auslegungs-Punkt zwar spitzenmäßig funktionieren, aber bei anderen Bedingungen oder modulierenden Heizkreispumpen vermutlich nicht mehr perfekt arbeiten?!


Der andere Ansatz der Auslegung wäre ja einfach alle Kreise gleich lang machen, und so immer den gleichen Druckverlust unter allen Bedingungen zu haben.

 
Naja, klingt ja leicht. Dann leg ich das Ganze eben so aus, dass alle Kreise gleich lang sind und überall immer die gleiche RL RL [Rücklauf]-Temp. ankommt…
Jaja… wenn das nur so leicht wäre. emoji emoji

Ich hab nun schon ein Weilchen mit der Tabelle gespielt, aber alles perfekt hinzubekommen ist schlicht unmöglich. Irgendein Kompromiss muss zwangsläufig eingegangen werden. Aber mal eins nach dem anderen.

 

Hier einmal meine Grundrisse:

EG:


2018/20180508767407.png


OG:

2018/20180508241261.png


 

 

von heribert

  •  heribert
  •   Silber-Award
4.10.2020  (#121)

zitat..
Pedaaa schrieb: An den Anschlüssen zu den Wänden hab ich ca. 5mm Spalt lassen und vorher Knauf Trennfix an die Wand geklebt., um hier undefinierte Risse zu vermeiden.
Das Trennfix hab ich aber teilweise mit Silikon an die Wände kleben müssen. Das hat bei mir oft nicht von alleine gehalten... ich habe es mehrfach lautstark verflucht 😉

Die 5 mm hast du dann mit Acryl ausgespritzt oder eine Schattenfuge gelassen wegen den Bewegungen der Kühldecke?

1
  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
4.10.2020  (#122)
hallo,
nein der Spalt ist mit Gips zugespachtelt.
durch den Trennfix-Streifen hat man dadurch vorab schon einen definierte "Riss"
da wird dann nur mehr drübergepinselt.

bisher ists dort eigentlich überall noch Rissfrei. Mit der Zeit werden sich aber sicher kleine Haarrisse bilden. Sollten dann aber hoffentlich auch nur bei genauerem Hinsehen sichtbar sein.

hab grad mal eine Detail-Aufnahme vom Dachschräge auf Wand gemacht:


2020/20201004587408.jpg


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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
4.10.2020  (#123)
ok, jetzt hats mich interessiert...
an einem Übergang hab ich tatsächlich schon einen Haarriss gefunden. Musst aber auf 20cm Nahe hingehen um den überhaupt sehen zu können 😅 😉

hier eine Detailaufnahme des Schreckens:

2020/20201004435510.jpg

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  •  Brombaer
  •   Gold-Award
4.10.2020  (#124)
Haus oder Museum 😉

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  •  heribert
  •   Silber-Award
8.10.2020  (#125)
KlimaTop empfiehlt Acryl für die 5 mm Randabstand zu nehmen. Die 2,25m langen Stahlprofile drücken die Decke vermutlich stärker gegen die Wände als das rmen-System.

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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
8.10.2020  (#126)
geht auch.
Aber wenn du über eine 5mm Acryl-Fuge drüberpinselst, wird die Farbe im Fugenbereich meist rissig.
google mal "acryl farbe rissig" oda sowas.

also irgendeinen Tod musst du sowieso sterben. bei Gips mit Trennfix, wird sich ein Haarriss bilden, oder im schlimmsten Fall die Gipsfuge brechen.
Bei Acryl wirst du wohl eine Fuge mit mini-Rissen in der Farbe bekommen.
ich würd sagen, beide Varianten sind eher unauffällig, und sicher viel besser als einfach anspachteln, oder sogar Netz einspachteln und drüberpinseln. Da sind viele ordentlich, sichtbare Risse vorprogrammiert

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  •  heribert
  •   Silber-Award
10.10.2020  (#127)
werde wohl doch das mit Trennfix machen. aus dem Rigips Verarbeitungs-pdf: Plasto-elastische Versiegelungen sind trockenbautechnisch nicht zu empfehlen! (nicht überstreichbar, negativer Brandschutz etc.)

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  •  mampfgnom
25.11.2020  (#128)
@Pedaaa  wie läuft denn die WP WP [Wärmepumpe] bei dir im Heizbetrieb? Mich würde mal interessieren, wie lange ein Takt andauert und ob die WP WP [Wärmepumpe] in ihrem unteren Modulationsbereich fahren kann oder ob das schon zu viel Leistung für dein Haus ist. 
Danke und Grüße 


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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
25.11.2020  (#129)
ich schreib dir noch genaueres dazu zusammen.
Muss mir erst die Daten alle zurecht richten.
In der letzten Woche sind die Temperaturen nun aber doch schon recht kühl geworden, und sind oft um den Gefrierpunkt gependelt. 
Die letzten 5 Tage gabs jedenfalls nur mehr 3 Stopps der WP WP [Wärmepumpe].
die (etwas wärmere) Woche davor hat sie schon noch getaktet. Aber auch nicht wild.

1
  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
26.11.2020  (#130)
Mittlerweile ist es ja schon ziemlich kalt geworden, was mich nun da bewegt, eine genau passende Heizkurve zu finden.
Dabei gibt es leider ein paar Probleme. Die S1155 lässt hier leider nur sehr grobe Einstellungen zu. 
Die Heizkurve kann an 7 Punkten definiert werden:
-30°C
-20°C
-10°C
0°C
+10°C
+20°C
+30°C
Wobei die oberen 2 und untern 2 Punkte eigentlich ziemlich uninteressant sind.
Weil wie oft haben wir -30 oder -20°C  tatsächlich?!
Also bleiben eigentlich nur 3 wirklich interessante AT AT [Außentemperatur]-Punkte übrig.

Und hier knüpft gleich das nächste Problem an. Die VL VL [Vorlauf]-Temp kann an diesen Punkten nur auf +/-1°C genau eingestellt werden!! 
Das verstehe ich absolut nicht. Das ist einfach nicht Passivhaus oder Niedrigenergiehaus gerecht 🤬 😡
Eine Einstellmöglichkeit auf 0,5°C genau wär hier das mindeste.
Besser wäre noch auf 0,1°C genau. 
Ich lese hier schon lange im Forum mit, und weiß dass eine feinere Einstellmöglichkeit immer und immer wieder von Nibe gefordert wurde. Leider interessiert das bei Nibe aber immer noch keinen 😥

Ich habe aber einen Plan-B für die Zukunft.
Und zwar will ich per Modbus, die Heizkreis-Pumpendrehzahl abhängig von der Außentemperatur vorgeben.
Aktuell geht aber auch das noch nicht, weil ich dazu noch auf ein Update vom TA CMI warten muss, um entsprechende Modbus-Befehle brauchbar senden zu können.
(bisher geht nur Senden im Dauer-Intervall)

Aber nun zum eigentlichen Thema:
Nach ersten Erfahrungen kann ich sagen, dass meine Heizlastberechnung erstaunlich realistisch ist.
Bisher hab ich aber auf 22°C Raumtemperatur in den Zimmern gerechnet. 
Das ist uns dann doch zu kalt. Nach ein wenig herumprobieren hat sich für alle in der Familie 23,2-23,3°C als ideal herausgestellt. Bei 23°C gabs teilweise Beschwerden es sei zu kalt in der Früh z.B.
Und 23,5°C fühlen sich oft schon zu warm an. 

Es ist dabei schon erstaunlich wie schnell hier die Ansprüche steigen. Im Altbau hatten wir in der Übergangszeit schwankende Raumtemperaturen von 22-26°C, und das wurde akzeptiert. Nun sind 0,5°C Abweichung schon ärgerlich 😎 Besser ist eben der Feind vom Guten.... 😉

Daher hab ich alles nochmal auf 23,3°C Raumtemp. gerechnet, um eine theoretische Heizkurve zu bekommen. 
Hier sind die Ergebnisse in 3 Varianten dargestellt:

Variante 1. das ist mein Ziel für die nahe Zukunft: 
Hier sind ist die Heizkurve auf 1°C genau eingestellt. Was ja auch machbar ist.
Und um die Raumtemperatur bzw. die notwendige Leistung genau zu erreichen wird hier der Wasserdurchsatz bei jeder Außentemp. entsprechend justiert:

2020/20201126852725.png
Sobald ich das Modbus-Schreiben brauchbar im Griff habe, werde ich das so umsetzen.

2. Alternative mit fixer Pumpendrehzahl, mit geringerem Durchsatz
Das wäre heute ja theoretisch schon leicht möglich,
allerdings ist die Heizkurve für diese Variante nicht fein genug einstellbar.

2020/20201126202011.png

Hier gibt es 3 Nachteile:
- bei milden Außentemperaturen läuft die Pumpe mit zu hoher Drehzahl und verbraucht etwas mehr Strom als nötig
- die einzelnen Heizkreispunkte sind zu ungenau einstellbar, was zu Raumtemp. Abweichungen von 0,3-0,8°C führen wird
- bei sehr kalter AT AT [Außentemperatur] dreht die Pumpe zu niedrig, was erhöhte VL VL [Vorlauf]-Temperaturen notwendig macht, was sehr schlecht für die AZ ist, also zu höherem Stromverbrauch führt

3. Alternative mit fixer Pumpendrehzahl, mit hohem Durchsatz

ähnlich wie V2 aber mit höherem Wasserdurchsatz:

2020/20201126331072.png

Auch hier gibts das Problem mit der ungenauen Heizkurve. 
Der Pumpenstrom bei milden AT AT [Außentemperatur] ist hier verhältnismäßig noch deutlich höher.
Aber die VL VL [Vorlauf]-Temp. bei sehr kalten AT AT [Außentemperatur] hingegen geringer.
Diese Variante hat aber nur dann einen tatsächlichen Vorteil, wenn der Winter wirklich sehr kalt wird.

Fazit:
V1 wäre natürlich das Beste. 
Evtl. ist das auch mit der Auto-Funktion der Pumpe irgendwie hinzubekommen, aber deren Regel-Strategie kennt leider niemand.  Vermutlich wird die Auto-Funktion auch noch länger ein Mysterium bleiben.
Letztendlich wäre eine eigene Pumpenkurve per Modbus die indiviuelle Traumlösung....
Bis dahin, werd ich wohl irgendeinen Kompromiss aus allen 3 Varianten fahren.

Zur Frage von @mampfgnom:
Die Tabellen-Werte sind bis zu -5°C nun auch schon im Realbetrieb validiert und passen PERFEKT zum Haus. 
Also über ca. 2-3°C AT AT [Außentemperatur] wird die min. Leistung der WP WP [Wärmepumpe] unterschritten und das führt zum Takten.
Wie das im Detail aussieht bzw. sich verhält werd ich noch genauer schildern.
Ich hab ja den Spezial-Fall von träger BKA BKA [Betonkernaktivierung] im EG und schneller Trockenbau Heiz/Kühldecke im OG. Das macht das Ganze nochmal einen Tick schwieriger 🧐

1
  •  JanRi
  •   Gold-Award
26.11.2020  (#131)

zitat..
Pedaaa schrieb: 2. Alternative mit fixer Pumpendrehzahl, mit geringerem Durchsatz

Ich finde 17 l/min schon ziemlich viel emoji

Ich fahre aktuell 12,2 l/min und hatte im letzten Winter in der kälteren Phase 14,7 l/min. 


zitat..
Pedaaa schrieb: allerdings ist die Heizkurve für diese Variante nicht fein genug einstellbar.


Da habe ich inzwischen die hier perfekt funktionierende Lösung. Unser KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung]-Abluftsensor liefert Innentemperaturwerte, die sehr genau das widerspiegeln, was wirklich passiert und quasi unbeeinflusst von offenen Türen usw. Auch solare Einflüsse sind sehr fein zu erkennen. Darum habe ich den IT-Einfluss mit Faktor 2,5 (!) aktiv und habe 22C als Soll vorgegeben. Das bügelt kleine Ungenauigkeiten der Heizkurve mühelos weg, weil ein Delta-T von 0,1K ja schon mit 0,25K auf die Heizkurve wirkt. Das klingt zwar grob, ist aber viel feiner als die 1K-Abstufung der Heizkurve (die ist wirklich nur 1K... Divider ist 1, da kann man also auch mit Modbus nicht tricksen).

Ergebnis ist, dass unsere Innentemperatur ohne Sonne sehr stabil bei 21,9-22,1C laut Abluftsensor liegt und mit solarem Einfluss dieser Tage um vielleicht 0,2-0,3 darüber steigt. Da bremst der IT-Einfluss dann sehr deutlich.

Ich "missbrauche" also sozusagen den IT-Einfluss, um die grobe Einstellbarkeit der Heizkurve auszugleichen.


1
  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
26.11.2020  (#132)
War auch mein Plan.
Aber die S1155 hat keinen einstellbaren IT-Faktor... 💩 💩
Hätt lieber eine F1155 

1
  •  JanRi
  •   Gold-Award
26.11.2020  (#133)

zitat..
Pedaaa schrieb: Aber die S1155 hat keinen einstellbaren IT-Faktor...

Was?!?!?

Äh... was genau hat man den Entwicklern denn da zum Trinken gegeben?


1
  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
26.11.2020  (#134)

zitat..
JanRi schrieb: Äh... was genau hat man den Entwicklern denn da zum Trinken gegeben?

das wüsst ich auch gern. Da sind ein paar Verschlimmbesserungen passiert.
"externe Justierung" gibts z.B. auch nicht mehr 💩

zitat..
JanRi schrieb: Ich fahre aktuell 12,2 l/min und hatte im letzten Winter in der kälteren Phase 14,7 l/min. 

Habs mal kurz durch die Berechnung gejagt:

bei 14,7L/min bräucht ich bei -15°C AT AT [Außentemperatur] eine VL VL [Vorlauf]-Temp. von 28,7°C bei RL RL [Rücklauf] 25,2°C.
Wäre eigentlich auch noch sehr akzeptabel.
Wobei die höhere Pumpendrehzahl nicht wirklich viel Strom kostet. 
Ist halt die Frage was sinnvoller ist.

Ich werd auch noch eine Aufzeichnung machen, wie viel Strom die Pumpe bei welchem Durchsatz zieht. Dann fällt die Entscheidung leichter 😉

1
  •  JanRi
  •   Gold-Award
26.11.2020  (#135)

zitat..
Pedaaa schrieb: "externe Justierung" gibts z.B. auch nicht mehr

Die wollte ich dir zusammen mit Modbus als nächstes vorschlagen. Per Modbus kann man nämlich die extern beeinflusste Soll-IT nicht nur als 0,5K-Schritte vorgeben, sondern als 0,1K-Schritte.

zitat..
Pedaaa schrieb: Ich werd auch noch eine Aufzeichnung machen, wie viel Strom die Pumpe bei welchem Durchsatz zieht.


Für die F1155-6 und meine Anlage sieht das so aus (nur die Pumpe, Ruhebedarf rausgerechnet, letzte Spalte ist der Durchfluss, Vollgas sind etwa 26,8):

25% 5W  7,7
30% 6W  9,1
35% 8W 10,5
40% 10W 12,1
45% 12W 12,9
50% 15W 14,7
55% 18W 15,8
60% 21W 16,6
65% 26W 18,6
70% 30W 19,4
75% 36W 21,4

Gerade bei 20Hz macht das viel aus. Mein aktueller Plan ist, in diesem Winter eine zwei- oder dreistufige Strategie zu fahren und mit großer Hysterese nach AT AT [Außentemperatur] so umzuschalten, dass das im ganzen Winter nur wenige Schreibvorgänge werden.


1
  •  gsilly
  •   Gold-Award
27.11.2020  (#136)
danke für die tabellen pedaaa und die werte jan. finde ich schon sehr spannend. voralllem dass da theoretisch so extrem kleine spreizungen rasukommen würden...
ich habe die werte von jan mal schnell aufgetragen. ich würde sagen der durchfluss ist, aufgetragen über die WT-drehzahl, ziemlich linear. bei der leistungsaufnahme trifft das natürlich nicht mehr zu. ab 60 % ist dann doch ein stärkerer anstieg abzulesen. trifft natürlich nur auf jans anlage zu, bei schlechterer hydraulik würde die leistungsaufnahme in den oberen drehzahlbereichen vermutlich deutlich stärker ansteigen.


2020/20201127668465.png

1
  •  JanRi
  •   Gold-Award
27.11.2020  (#137)
Zudem habe ich den Eindruck, dass es da auch leichte Sprünge gibt und die Erhöhung um 1% nicht stets die gleiche Wirkung hat. Obiges Diagramm ist ja in 5%-Schritten, ich habe aber einige Bereiche damals auch noch feiner gemacht. Das Diagramm war vor der Reinigung des Siebes, danach hatte ich bei 50% knapp über 15 l/min. Darum bin ich im kälteren Teil des letzten Winters mit 49% gefahren. Das waren dann wieder etwa 14,7 l/min, aber mit 1W weniger als bei 50% (beides nach Siebreinigung).

Ich sehe das ganze auch ein wenig als Indikator für die Verschmutzung des Siebes, wobei da auch ein paar andere Dinge mit reinspielen.

Aktuell fahre ich 40%, was 12,4-12,5 l/min sind. Im Sommer habe ich bei 40% eher 12,1-12,2 l/min. Der Unterschied ist: Im Sommer sind Dachschrägenheizung und Schlafzimmer komplett offen (Winter: nur teilweise), dafür die zusammen drei Bodenkreise der beiden Bäder zu (Winter: ein Kreis komplett auf, zwei teilweise) und auch der Kellerflur zu (Winter: offen).

1
  •  mampfgnom
27.11.2020  (#138)
Vielen Dank für die tolle Erläuterung. Für einen interessierten Neuling wie mich trägt das prima zum Verständnis bei. So einen aufgearbeiteten Beitrag zu schreiben kostet auch viel Zeit und das macht auch nicht jeder. Also bitte gerne weiter so 👍🏻 

Gibt es denn eine Passivhaus tauglichere SWP als die Nibe zu der es auch schon Erfahrungen gibt? Oder betreibst du hier schon ein Stück weit Meckern auf hohem Niveau und die Nibe macht ihre Arbeit doch ganz ordentlich?

1
  •  JanRi
  •   Gold-Award
27.11.2020  (#139)

zitat..
mampfgnom schrieb: Oder betreibst du hier schon ein Stück weit Meckern auf hohem Niveau und die Nibe macht ihre Arbeit doch ganz ordentlich?

Wir meckern hier auf sehr hohem Niveau emoji Die Nibesteuerung gilt als eine der besten am Markt und ihre Arbeitsweise ist hier im Forum auch sehr gut dokumentiert. Da sind andere Systeme mehr oder wenige eine Blackbox im Vergleich.

Auch der Rest funktioniert richtig gut. Obwohl unsere Quelle (TB) nicht so sehr warm ist wie andere, zeigt meine Echtzeit-AZ-Anzeige gerade bei einer Heizleistung von 2500W Werte zwischen 6,5 und 6,8 an, natürlich inklusive Hilfsantrieben.

1
  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
28.11.2020  (#140)
Jetzt hab ich mich doch durchgerungen. Die Neugier ist als ein Hund 😉

Hier ist meine Pumpenkurve:

2020/20201128641640.png

2020/20201128917505.png


2020/20201128587458.png

1
  •  JanRi
  •   Gold-Award
28.11.2020  (#141)
Warum schwankt die Leistungsaufnahme bei dir so stark? Bei mir war das wie festgenagelt, Schwankungen nur in der Nachkommastelle. Ist da eventuell ein PWM-geregelter Kompressorsumpfheizer tätig? Zumindest bei der F kann man den mit dem Abziehen eines leicht zugänglichen Steckers totlegen, aber das war bei meiner Messung nicht nötig, denn die F schaltet das Ding ja nur stumpf an oder aus.

Deine Kurve zeigt in jedem Fall, dass in den Randbereichen wie erwartet keine Linearität vorliegt. 90 oder 100% sind quasi das gleiche und unten sind die Schwankungen auch gering, wobei 5% vermutlich in den Bereich kommt, wo nur geschätzt wird.

Es zeigt sich im Vergleich mit meiner Kurve aber auch, dass die Pumpe der S anscheinend effizienter ist als die der F. Sollte man für den Fall eines Defekts im Hinterkopf behalten emoji

Das war aber schon nach Datenblatt klar... sie schafft mehr maximalen Volumenstrom bei weniger maximaler Leistungsaufnahme.

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