Inhalt Schnellübersicht (von unten):

• Ausgangssituation (2020)
• Ölbrenner-Steuerung optimiert (2021-12)
• E-Heizstab 4.5kW bei Solar-Überschuß im Pufferspeicher (2022-02)
• Split-Klimageräte als "Wärmepumpe für Arme" (2022-08)
• E-Heizstab im Pufferspeicher wird nun stufenlos geregelt (2022-11)
• Warmwasser-Zirkulation von "intelligent" auf "Motion Detection" umgestellt (2023-03)
• Stromspeicher 7.7 kWh installiert (2023-05)
• Warmwasser E-Durchlauferhitzer 3kW installiert (09/2023)
• Verbrauchszahlen der letzten Jahre

Die komplette Wärmeversorgung über den 1.500l Brauchwasser-Pufferspeicher hat den Nachteil, dass dieses große Puffer-Volumen ganzjährig auf 50-60°C für die Warmwasser-Versorgung gehalten werden muß. Für die Heizung wäre oft eine viel geringere Temperatur ausreichend.
Deshalb wurde nun ein 3 kW Elektro-Durchlauferhitzer + Zweiwegemischer zur direkten Beheizung vor den 200l Warmwasserspeicher installiert.
Damit konnte die Brauchwasserspeicher-Mindesttemperatur wie folgt gesenkt werden:

• Absenkung der Puffer-Mindesttemperatur im Sommer auf 37°C (Nacht) - 41°C (Tag), ausreichend für Fussbodenheizung
• Absenkung der Puffer-Mindesttemperatur im Winter auf 45°C (Nacht) - 49°C (Tag), (automat. Außentemp.-Regelung geplant (^*)) - jeweils mit einer Hysterese von 10°C, siehe "Ölkessel"
• a) Pufferspeicher beheizt Warmwasserspeicher, wenn Puffertemp. > Warmwassertemp.
• b) E-Durchlauferhitzer beheizt Warmwasserspeicher, wenn a) nicht erfüllt und Photovoltaik-Überschuss vorhanden
• c) nach max. 72 Stunden wird das Warmwasser auf >60°C Legionellentemperatur erwärmt durch a) oder b) oder Ölbrenner

Ziel dieser Maßnahmen:

• Ölofen: kein Betrieb von Mai - Sept. 2023, weniger Betrieb in den restlichen Monaten
• Solarthermie springt durch niedrigere Puffertemperatur eher an und liefert mehr
• wesentlich höheres Wärmevolumen kann durch Solarthermie im Puffer gespeichert werden (seltener Überhitzung)
• maximale Nutzung des Photovoltaik-Überschusses

^*) Nach 5 Monaten Test: Puffertemperatur 02/2024 umgestellt auf automatische Steuerung nach Außentemperatur.
  Mindesttemperatur (Nacht) bei Außentemp= -20°C -> 50°C ...bis... +40°C -> 30°C (linear)
  Formel: Puffertemperatur = Aussentemperatur * (-1) / 3 + 43K
  Mindesttemperatur (Tag) = Mindesttemperatur (Nacht) + 5K

Stromspeicher Li-Fe-Akku BYD HVS 7.7 kWh am Fronius Wechselrichter installiert.
Damit läßt sich (Stand Sommer 2023) der Strombezug vom Netz nahezu auf 0 senken.
Durch unsere Ost+Süd+West-Ausrichtung der PV-Anlage ist unsere Solar-Stromerzeugung (im Sommer) von 6 - 21 Uhr ausreichend.

Der Akku entlädt sich nachts durchschnittlich auf ca. 30% (Mai 2023).
Stand August 2023: selbst im Sommer ist der Akku aber gelegentlich nachts leer. Die 7.7 kWh sind also eher knapp.

Einen Tag ging im Mai die Kapazität nach einem schlechten Sonnentag bis auf 6% zurück und wir hatten nennenswerten Netzbezug.
Ab September kam das natürlich öfter vor.
Das Problem ist weniger die ungenügende Akku-Kapazität, sondern die Sonne reicht nicht für die Ladung.

Einen erheblichen Anteil der Warmwasser-Kosten verursacht (u.a. laut Akkudokter A.Schmitz) die WW-Zirkulation.
Meine bisherige "lernende" Zirkulationssteuerng aktiviert(e) die Pumpe entsprechend den Entnahmezeiten vom Vortag.
Das funktionierte bei unseren wechselnden Verbrauchszeiten eher schlecht und führte zu Pumpenlaufzeiten von ca. 600 Minuten pro Tag.
03/2023: Umbau auf Bewegungserkennung. Bei Bewegung im langen Flur vor dem Bad wird die Zirkulationspumpe für 3 min. aktiviert. Nach max. 5 min. Zirkulation wird die Pumpe für 5 min. deaktiviert, weil die Leitungen dann schon warm sind. Daraus resultiert bei spürbar gestiegenem Komfort aktuell selbst am Wochende eine Zirkulationszeit von unter 150 Minuten pro Tag.

Zwischenbilanz: Der E-Heizstab mit 4.5 kW ist im 1500l Pufferspeicher wenig effektiv.
Wegen der deutlich gestiegenen Energiepreise möchte ich trotzdem möglichst jeden Solar-Überschuß selbst verbrauchen.
Einspeisung macht wenig Sinn.
Da der Heizstab bisher nur in 2 Stufen zugeschaltet wurde, blieb viel Solarüberschuß ungenutzt (im linken Bild grau).
Im Winter fürchte ich, dass der Überschuß oft nicht zum Einschalten der 1.Schaltstufe genügt.

Eigenverbrauch (gelb) mit Heizstab über Relais	Eigenverbrauch (gelb) mit Heizstab stufenlos über Thyristorsteller

 

Deshalb habe ich nun die 2x Relais gegen einen 3phasigen Thyristorsteller getauscht und regele stufenlos (0-10V).

Die Klimageräte behalten aber Priorität gegenüber dem Heizstab, denn sie sind (2022) viel effizienter.
Dafür läßt sich der Heizstab flinker dem Solarüberschuß nachregeln.

Recherche Nachrüstung Luft-Wasser-Wärmepumpe zum Anschluß an den vorhandenen Heizungskreis: ca. 35.000 EUR -> wirtschaftlich Unsinn.

Die Ideen von Andreas Schmitz inspirieren mich: Split-Klimageräte haben das gleiche Wirkprinzip wie große Wärmepumpen und sind durch den fehlenden Wasser-Wärmetauscher oft noch effektiver.
>>Hier meine Erfahrungen mit Split-Klimageräten<<.

2022-08: Inbetriebnahme erstes Split-Klimagerät 12.000 BTU, 3.5kW Wärmeleistung
2022-09: Inbetriebnahme zweites Split-Klimagerät 12.000 BTU, 3.5kW Wärmeleistung
Preis: ca. 550 EUR zuzügl. Einbau pro Gerät.
Die elektrische Leistungsaufnahme liegt bei 200W bis 1300W je nach angeforderter Heizleistung.
Nebenbei kühlen die Geräte im Sommer.

Die Klimageräte sollen je nach Preisentwicklung vorrangig als Solarüberschuß-Heizung genutzt werden.
Ich arbeite tags viel zu Hause und kann alle Zimmer "vorheizen".
Abends soll vorläufig die Ölheizung (mit Unterstützung durch Solarthermie und E-Heizstab) mit genutzt werden.
Die folgende Tabelle zeigt, dass die günstigere Variante je nach Tagespreis erheblich schwankt.
Unbestritten am Günstigsten ist immer das Heizen (tagsüber) mit Solar-Überschuß.

aktuelle Kosten	mein Preis (2022)	Kosten kWh (2022)	mein Preis (2023)	Kosten kWh (2023)	Preis (2024)	Kosten kWh (2024)
Heizöl (1l ≙ 10kWh Wärme)	81 ct / l	8,1 ct/kWh	97 ct / l	9,7 ct / kWh	98 ct / l	9,8 ct / kWh
Klimagerät (1kW Strom ≙ 4kW Wärme)	28.39 ct / kWh	7,1 ct/kWh	54 ct / kWh	13,5 ct / kWh	30 ct / kWh	7,5 ct / kWh
Klimagerät bei Solarüberschuss	Einspeisung: 12 ct/kWh	3 ct/kWh	Einspeisung: 12 ct/kWh	3 ct/kWh		3 ct/kWh

Die Wärmepumpe reagiert träge und häufige Schaltvorgänge schaden der Lebensdauer des Gerätes.
Deshalb sind die Wärempumpen nicht geeignet für genaue Solarübschuß-Steuerung.

Meine Solarüberschuß-Steuerung für das Klimagerät war anfangs noch sehr krude und ging über 4 Geräte und 2 Clouds.
Das war zu der Zeit noch kein Problem, weil das Klimagerät da auch bei gekauftem Strom die günstigste Heizung war. Das heißt, ich muß das Klimagerät eigentlich nicht bei fehlender Sonne herab regeln.
2023 steuert ioBroker die Geräte direkt über den Fronius Adapter (Smartmeter-Werte) und den Dimstal Adapter (Steuerung Klimagerät).
2024 nutze ich die Klimageräte wieder ganztägig nach Bedarf.
Die Raumluft wird in wenigen Minuten warm, das ist sehr angenehm.

Damit ändern sich alle Preiskalkulationen im Energiebereich deutlich.

Der Ölkessel ist erstmalig 4 Monate aus geblieben (Mai-August 2022),
die Warmwassererzeugung erfolgt nur über Thermie und E-Heizstab (bei Solar-Überschuß) im Pufferspeicher.

• Fronius Smartmeter erfasst Energiebilanz am Zähler
• SPS (Siemens Logo) erfasst Solarüberschuss über 3 Kontakte am Wechselrichter
• SPS schaltet den E-Heizstab in 2 Stufen per Schütz
  (je nach Puffertemperatur, Uhrzeit, Solarthermie bei genügend Stromüberschuß)

• Brenneransteuerung vom Ölkessel aufgetrennt und per SPS (Siemens Logo) geschaltet
• neue Sensoren für SPS an Solarthermie, Pufferspeicher und Brenner
• Brenner geht nur noch in Betrieb, wenn:
  - Puffertemperatur auf 43°C (Sommerbetrieb) abgesenkt.
  - Hysterese von 10 Grad eingerichtet. Der Kessel startete vorher deutlich zu oft.
  - kein Brennerstart (je nach Uhrzeit und Puffertemperatur), wenn die Solarthermie läuft
  - Legionellenschutz: nach spätestens 24 Std. fordert der Kessel einmalig 60°C.

Unser Ölverbrauch lag 2021 höher als im langjährigen Durchschnitt (Corona, siehe oben).
Einsparungen 2022 sind teilweise auch mit dem Pandemie-Ende verbunden.

Energieverbrauch und Kosten (Durchschnitt 2017-2020) siehe Tabelle oben.

Heizung-System:

• Ölheizung Vissmann, 21kW
• Solarthermie, 10x VISSMANN SV2A Flachkollektoren, 25 qm
  mit VIESSMANN Vitosolic 100 Elektron. Temperatur-Differenz-Regelung (Puffer <-> Dach)
• Pufferpeicher Cosmo CPU 1500l (Brauchwasser), wird befüllt von Ölheizung und Solarthermie
• 1 Heizkreis Altbau mit direktem Pufferanschluß
• 1 Heizkreis Neubau + 2x Fußbodenheizung Bad mit 3-Wege-Mischer
• 1 Warmasser-Speicher 200l mit Pufferanschluß
  selbstlernende Zirkulationspumpe (rund um die Uhr)

Photovoltaik:

• Ost: 5 kWp Heckert Solar 245/250 Wp
• West 5 kWp Heckert Solar 245/250 Wp
• Wechselrichter 8.2 kW Fronius Symo 8.2-3-M