Hallo Ralf,
vielleicht habe ich mich dort zu kompliziert ausgedrückt. Die Sache ist tatsächlich einfacher als sie vielleicht aussieht. Die Formel ist eine reine Wärmemengenumrechnung mit einem Faktor, eine einfache lineare Gleichung, daher kann man die Wärmemengenumrechnung mit dem Energieinhalt von Wasser auch weglassen und das so einfach prozentual berechnen, wenngleich ich das weniger hilfreich finde als die Einheit [kWh], denn die verrät ja bei gegebener Entnahmeleistung [kW] sofort, wie lange das noch geht.
Die
maximale Temperatur ist entweder von dem Wärmeerzeuger fix gegeben oder kann auch wie bei uns flexibel sein, die Solarthermie würde es bis zum Siedepunkt im Schichtspeicher schaffen, wenn wir dort nicht vorher regelungstechnisch eingreifen würden. Unsere "Maximaltemperatur" in der oberen Schicht darf wegen der Trinkwassererwärmung nicht unter 47°C fallen und erreicht je nach Verhältnissen bis zu 94°C, mehr wollen wir uns dem Siedepunkt nicht nähern, das ist bei der Wassermenge nicht so lustig.
Die
minimalen Temperaturen stehen durch die Verbraucher fest, das ist bei Dir wie bei uns. Ich habe einfach die Kurve kopiert und mit unterschiedlichen Mindesttemperaturen untereinander gelegt.
Hier kann man schön erkennen, welches der "kritische" Verbraucher aktuell ist: Nach dem Duschen heute morgen die Trinkwasser-Erwärmung, da steht noch ca. 1 kWh zur Verfügung, das reicht nur noch für eine kurze Dusche. Mit kleinen Komforteinbussen würde aber auch noch 45°C reichen, da ist also noch etwas Puffer. Daher würde ich für die Analyse die Grenze immer ein bisschen höher legen, kalt Duschen macht einfach keinen Spaß. Nebenbei sieht man auch sofort, dass diese hohen Temperaturen nur in den 2-3 obersten Schichten vorkommen, nur die roten.
Ist es nicht so offensichtlich wie beim Trinkwasser-Wärmeverbrauch, der im wesentlichen morgens oder je nach Lebensgewohnheit abends stattfindet, wird es bei der Heizung ein wenig kniffliger. Schaut man hier auf die weiter oben im Thread erklärte Leistungsanzeige, sieht man dass die Fußbodenheizung aktuell x kW verbraucht.
Das lässt sich aus der Leistungsmessung deshalb so einfach ermitteln, weil dieser Verbraucher praktisch unverändert 24h durchläuft, während andere Erzeuger / Verbraucher nur zeitweise in Betrieb sind. Daher kommt man schnell an diese Zahl. Um 0.00h heute Nacht waren ca. 45kWh über 30°C gespeichert, es ist einfacher Dreisatz um zu wissen, wieviele Stunden man damit bei gegebenen FBH-Verbrauch auskommt.
VORSICHT: Alle wärmeren Verbraucher, wie hier die Trinkwasser-Erwärmung, müssen hiervon natürlich abgezogen werden. Aber erstens ist das im Vergleich der FBH sehr wenig und zweitens fast jeden Tag gleich, es sei denn die ganze Familie duscht mit Kindern.
Warum ist da noch so? Nun, wir betrachten die Wärmemenge über 30°C, das schließt natürlich auch die Wärmemenge für die Handtuchheizkörper (laufen gerade nicht) und die Trinkwasser-Erwärmung mit ein. Das bedeutet nichts anders, als die Fußbodenheizung natürlich die gesamte Wärme im Schichtspeicher nutzen kann die über 30°C ist. Dann trocknen halt keine Handtücher mehr und wir duschen kalt. Umgekehrt geht das nicht, mit 30°C von der FBH will ich nicht unter die Dusche. Da ein richtiger Schichtspeicher keine Trennplatten oder andere Trennungen der Volumina hat, geht das alles komplett fließend ineinander über, das ganze Schichtspeichervolumen steht für alle zur Verfügung, nur die Temperatur und damit die Einschichtungshöhe "regelt das". Das ist ja der große Vorteil, weil die gespeicherte Energie innerhalb der Temperaturgrenzen beliebig genutzt werden kann. Im Sommer ist tatsächlich der ganze Schichtspeicher von oben bis unten über 90°C heiß, da kommen wir durch jede Schlechtwetterperiode über 2 Wochen lang und könnten Nachbarn auch noch Duschen lassen.
Jetzt noch Deine zwei anderen Themen.
Unterschiedliche Rücklauftemperaturen
Bei einem
guten Schichtspeicher brauchst Du Dir hier kaum einen Kopf zu machen, da die Rückläufe grundsätzlich auf sinnvollen Höhen (= Temperaturnievaus) vorgesehen sind, d.h. das Wasser schonmal in der richtigen Höhe reinkommt. Jetzt übernimmt je nach Modell eine gut durchdachte Einschichtungsspirale den Rest und bringt das Wasser alleine durch den Dichteunterschied in die richtige Höhe. Das habe ich am Anfang des Threads schon anschaulich gezeigt.
Hydraulisch - d.h. mit Ventilen, Regelung und viel technischem Klim-Bim - ist das kaum vernünftig in den Griff zu bekommen, denn Ihr ahnt es schon, diese Vorgänge gehen gradgenau und jeden Tag anders und sie gehen zudem fließend ineinander über. Nicht nur die Temperaturen ändern sich, sondern auch die Volumenströme da Heizkörper oder Heizkreise weiter auf oder weiter zu geregelt werden. Das hintereinander in Serie zu schalten wird kaum vernünftig funktionieren, ohne dass es hier zu warm und dort zu kalt wird. Der ganze Sinn des hydraulischen Abgleichs ist ja, mit möglichst minimaler Vorlauftemperatur alle Räume wie gewünscht heizen zu können. Kommen jetzt weitere Randbedingungen dazu führt dies fast zwangsläufig dazu, dass manche zuviel und manche zuwenig bekommen mit dem Effekt dass die Vorlauftemperatur erhöht werden muss um die, die zu wenig bekommen, auch vernünftig zu versorgen - die ganze Effizienz ist dahin.
Bei aller Optimierungs- und Regelungswut bitte auch bedenken, es geht nicht nur besser, sondern ohne dass man es auf Anhieb merkt auch deutlich schlechter. Manches ist auf dem Papier einfacher und logischer als in einem realen hydraulischen System.
Deshalb ist es so wichtig,
einen wirklich guten Schichtspeicher zu haben. Der löst das alles von alleine ohne Klim-Bim. Das ist keine Werbung und ich nenne bewusst keinen Namen, das ist leider physikalische Realität. Und selbst sehr gute Produkte leben - wie oben beschrieben - mit diesen physikalischen Grenzen.
Holzofen mit wärmeren Wasser im Rücklauf
Jetzt kenne ich natürlich Dein Modell und den Aufbau nicht, aber Wasserwärmetauscher in Ofenanlagen werden normalerweise immer mit Rücklaufanhebung betrieben, um eine Versottung des Wärmetauschers durch Kondensatbildung zu vermeiden, um eine optimale Restverbrennung der Brandgase zu ermöglichen und den Kaminzug aufrecht zu erhalten. Das bedeutet, das Wasser fließt zunächst so lange im Kreis, bis eine Mindesttemperatur (bei uns 70°C) erreicht ist (und geht nicht in den Schichtspeicher). Erst dann macht ein Dreiwegeventil auf, aber nur soviel, dass diese 70°C immer gehalten werden. Schiebt der Ofen also richtig Leistung, versucht er die Wassertemperatur über 70°C zu erhöhen mit dem Effekt dass das Dreiwegeventil immer weiter aufmacht und kälteres Wasser dem Schichtspeicher entnimmt, bis wieder genau 70°C fließen. Das kann kurzzeitig auch mal höher liegen, aber nicht "weglaufen", denn das würde ja bedeuten dass bei maximaler Öffnung des Dreiwegeventils und maximalen Pumpenvolumenstrom in den Schichtspeicher die Wärme nicht mehr abgeführt werden könnte. Um ein Kochen und die damit einhergehende Explosionsgefahr zu verhindern, würde die Notkühlung greifen.
Fazit: Die Temperatur bleibt eigentlich ständig auf dieser eingestellten Temperatur, zumindest Schichtspeicherseitig. Beim Anzünden/Aufheizen kommt nichts, wenn was kommt ist es z.B. 70°C und bleibt auch 70°C. Es ist also egal, welche Rücklauftemperatur Du dieser Rücklaufanhebung vorsetzt. Kältere Temperaturen im Rücklauf Speicher-seitig würden nur zum Schließen des Dreiwegeventils führen, da mit höherer Temperaturdifferenz (Spreizung) die Übertragungsleistung höher würde und die Vorlauftemperatur sinken würde.
Ich hoffe ich konnte da ein wenig Licht reinbringen.
Schöne Grüße,
Jochen
Den TWS will ich dann natürlich auchbzunehnend einsetzen, zB iVm dyn. Stromtarifen und Wasser als Energiespeicher. Aber erstmal muss man sein System verstehen und die Kurven richtig interpretieren - wird wohl selten 2 ziemlich gleiche Systeme geben. aber da wir hier echt Fachleute haben wird vielleicht mehr gelernt als in den einschlägigen Heizungsbauerforen.