Wärmepumpe für Wolf CGB-2-20 20kW Heiztherme, 5x Topson F3-1, BSH-800,

Hallo zusammen,

ich möchte meine bestehende Heizungsanlage um eine kleine Wärmepumpe erweitern und würde mich über eure Einschätzung und Unterstützung bei der Auslegung freuen.

Vorhandene Anlage:

• Wolf CGB-2-20 Gas-Brennwerttherme (20 kW)
• 800-Liter-Pufferspeicher
• 5 × Topson F3-1 Solarthermiekollektoren
• Wasserführender Holzofen mit Rücklaufanhebung 6kw Wasserseitig
• Heizkreis 1 Fußbodenheizung
• Heizkreis 2 Heizkörper mit reduzierter Vorlauftemperatur

Die Warmwasserbereitung über die Gastherme ist deaktiviert, da Solarthermie und Holzofen das Brauchwasser das ganze Jahr über ausreichend erwärmen.

Aktuelle Funktionsweise:

Die Wolf-Therme entnimmt ihr Heizungswasser etwa aus der Mitte des Pufferspeichers wenn die Temperatur dort ausreichend (ca. 15 K über dem Heizungsrücklauf der Heizkreise ist.

Liegt die Temperatur im Puffer darunter Trent die Therme die Verbindung über ein umschaltventil zum Puffer.

Brenner springt an und heizt den Heizkreis auf.

Der wasserführende Holzofen entnimmt kaltes Wasser aus dem unteren Bereich des Puffers, erwärmt es und speist es oben wieder in den Speicher ein. Die Heizungsunterstützung durch den Ofen funktioniert sehr gut, allerdings reicht seine Leistung bei tiefen Außentemperaturen allein nicht aus, sodass die Gastherme zusätzlich heizen muss.

Im Puffer liegen die Temperaturen ungefähr bei:

• unten: 25–30 °C
• Mitte: 40–50 °C
• oben entsprechend höher, wenn der Ofen oder die Solarthermie arbeiten.

Meine Idee:

Ich überlege, zusätzlich eine kleine modulierende Luft-Wasser-Wärmepumpe (ca. 3–5 kW) einzubauen.

Die Wärmepumpe soll:

• das kalte Wasser aus dem unteren Bereich des Puffers entnehmen,
• es auf etwa 45–50 °C erwärmen,
• und anschließend im mittleren Bereich des Puffers wieder einspeisen. Ich hätte am Puffer noch einen Anschluss über der Rücklaufanhebung frei.

Dadurch verspreche ich mir mehrere Vorteile:

• Unterstützung der Rücklaufanhebung der Wolf-Therme.
• Weniger Laufzeit der Gasheizung.
• Der untere Bereich des Puffers wird angehoben, sodass der Holzofen nicht ständig sehr kaltes Wasser bekommt.
• Die Rücklaufanhebung des Holzofens müsste weniger heißes Wasser beimischen, dadurch kommt mehr heißes Wasser für die Rücklaufanhebung für die Therme an

Meine Fragen:

• Ist diese hydraulische Einbindung grundsätzlich sinnvoll oder übersehe ich einen Nachteil?
• Würdet ihr die Wärmepumpe ebenfalls unten entnehmen und in der Mitte einspeisen oder gibt es eine bessere Position?
• Welche Heizleistung haltet ihr für diese Anwendung für sinnvoll? Reichen 3 kW oder würdet ihr eher 5 kW empfehlen?
• Hat jemand eine ähnliche Kombination aus Gastherme, Pufferspeicher, wasserführendem Holzofen, Solarthermie und Wärmepumpe im Einsatz und kann von seinen Erfahrungen berichten?

Ich freue mich auf eure Meinungen und Verbesserungsvorschläge. Vielen Dank schon einmal!

Hallo Sven,

danke für deine Einschätzung.

Vielleicht habe ich mein Ziel noch nicht ganz verständlich beschrieben. Mir geht es gar nicht darum, die Gastherme durch eine Wärmepumpe zu ersetzen oder einen weiteren Wärmeerzeuger einzubauen, der die Hauptarbeit übernimmt.

Der wasserführende Holzofen hat seine eigene Regelung ich glaube bei 75 grad in der Wassertasche Pumpe an und Vorlauf mischen auf 55grad und das funktioniert zusammen mit der Wolf-Regelung eigentlich sehr gut. Er entnimmt sein Wasser aus dem unteren Bereich des Puffers und speist die Wärme oben wieder ein. Allerdings kommt unten auch der Rücklauf der Heizkreise an, insbesondere von der Fußbodenheizung. Dieser hat im Winter oft nur etwa 25 °C und kühlt dadurch den unteren und teilweise auch den mittleren Bereich des Puffers ab während die Therme in der Mitte entnimmt.

Mein Ziel ist es in erster Linie, den Gasverbrauch zu senken. Aktuell verbrauchen wir etwa 2.100 Liter Flüssiggas pro Jahr. Da die Flüssiggaspreise deutlich gestiegen sind und ich an meinen Gaslieferanten gebunden bin, wäre ich schon zufrieden, wenn ich den Verbrauch ungefähr halbieren könnte.

Die Wolf-Regelung möchte ich auf jeden Fall beibehalten, da sie sehr gut funktioniert. Solange die Temperatur in der Mitte des Puffers etwa 15 K über dem Heizungsrücklauf liegt, versorgt sich die Therme aus dem Pufferspeicher. Reicht die Temperatur nicht mehr aus, trennt sich die Therme vom Puffer und es kommt dann auch unten in den Puffer kein kaltes Rücklaufwasser von den Heizkreisen mehr an und der Ofen lädt den Puffer bis wieder 15 grad wärmeres Wasser vorhanden ist und die Therme schaltet den Puffer wieder zu usw… in der Zwischenzeit übernimmt die Gastherme automatisch. An dieser Regelstrategie möchte ich eigentlich nichts ändern.
Die Rücklaufanhebung funktioniert so, dass der Rücklauf der Heizkreise unten in den Pufferspeicher fließt. Dadurch wird das wärmere Wasser aus der Mitte des Speichers in Richtung Therme verdrängt und die Therme hebt die Temperatur entsprechend der Heizkurve an.

Meine Überlegung ist nun folgende: Wenn ich den unteren Bereich des Puffers, der aktuell oft nur etwa 25 °C hat, mit einer kleinen Wärmepumpe auf etwa 45–50 °C anheben könnte, würde das heiße Wasser, das der Holzofen oben in den Speicher einspeist, länger erhalten bleiben. Gleichzeitig bekäme der Holzofen einen wärmeren Rücklauf, wodurch die Rücklaufanhebung weniger stark mischen müsste. Davon verspreche ich mir eine bessere Gesamtausnutzung des Puffers und letztlich weniger Gasverbrauch.

Die Solarthermie spielt dabei im Winter eher eine untergeordnete Rolle. Sie liefert an sonnigen Wintertagen zwar einen kleinen Beitrag, ihre eigentliche Stärke liegt aber in der Brauchwassererwärmung im Frühjahr, Sommer und Herbst.

Falls es hilft, kann ich auch das Hydraulikschema meiner Anlage hochladen. Dann lässt sich meine Idee wahrscheinlich besser beurteilen.

Mich würde interessieren, ob ihr in meiner Überlegung einen grundsätzlichen Denkfehler seht oder ob jemand schon einmal eine ähnliche Lösung umgesetzt hat.

Hallo Sven,

vielen Dank, dass du dir die Zeit nimmst und so ausführlich auf meine Fragen eingehst. Solche Rückmeldungen helfen mir wirklich weiter.

Deinen Hinweis zur Temperaturschichtung finde ich sehr interessant. Um meine Anlage besser zu verstehen, habe ich mir inzwischen ein Set mit fünf digitalen Temperaturfühlern gekauft und den Pufferspeicher vermessen. Aktuell im Winter habe ich oben etwa 75 °C, in der Mitte ca. 50 °C und unten 25–30 °C. Die Schichtung funktioniert also wirklich sehr gut und genau die möchte ich natürlich nicht zerstören.

Mein Pufferspeicher besitzt außerdem zwei Solar-Wärmetauscher, einen im oberen und einen im unteren Bereich. Deshalb verstehe ich auch deinen Hinweis, dass die Solarthermie einen möglichst kühlen unteren Speicherbereich benötigt. Wobei die Solarthermie im Winter bei meiner Anlage ohnehin nur an wenigen sonnigen Tagen einen nennenswerten Beitrag liefert und hauptsächlich außerhalb der Heizperiode für die Brauchwassererwärmung genutzt wird.

Deshalb glaube ich inzwischen selbst, dass es keine gute Idee wäre, den gesamten unteren Speicherbereich auf 50 °C anzuheben.

Meine eigentliche Überlegung war eher, das kalte Wasser dort zu entnehmen, wo sich auch der Holzofen bedient – also ganz unten im Speicher – und das erwärmte Wasser im mittleren Bereich einzuspeisen. Dort habe ich noch einen freien Anschluss oberhalb der Rücklaufanhebung der Wolf-Therme. In diesem Bereich liegen ohnehin etwa 50 °C an, deshalb hatte ich gehofft, dass die Schichtung dadurch möglichst wenig beeinflusst wird.

Je mehr ich darüber nachdenke, desto mehr glaube ich allerdings, dass das den unteren Speicherbereich für den Holzofen wahrscheinlich gar nicht wärmer machen würde. Direkt unter dem geplanten Einspeisepunkt entnimmt die Rücklaufanhebung der Wolf-Therme das Wasser wieder aus dem Puffer. Vermutlich würde das von der Wärmepumpe erwärmte Wasser also überwiegend direkt von der Therme genutzt und aufgrund der vorhandenen Schichtung gar nicht bis in den unteren Bereich gelangen, aus dem sich sowohl der Holzofen als auch die Wärmepumpe bedienen würden.

Mein Hauptziel ist nach wie vor, den Flüssiggasverbrauch zu reduzieren. Aktuell liegen wir bei rund 2.100 Litern Flüssiggas pro Jahr plus etwa 7 Ster Brennholz. Der Flüssiggaspreis ist bei mir innerhalb kurzer Zeit von etwa 1.200 € auf rund 1.800 € pro Jahr gestiegen. Da ich außerdem an meinen Liefervertrag gebunden bin, wäre ich schon zufrieden, wenn ich den Gasverbrauch deutlich reduzieren könnte.

Ich habe außerdem eine kleine Wärmepumpe gefunden, die Gelbi D 4.2. Die kostet aktuell rund 1.900 €, weshalb ich überhaupt angefangen habe, über so eine Lösung nachzudenken.

Mich interessiert deshalb deine Meinung: Würdest du in meinem Fall die Wärmepumpe trotzdem eher direkt als Grundlastträger für die Heizung einbinden, oder siehst du auch eine Möglichkeit, sie sinnvoll mit dem Pufferspeicher oder sogar nur zur Unterstützung des Holzofens einzusetzen?