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Ermittlung des Volumenstroms bei WW-Bereitung mit Heizstab

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28.12.2023 0
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Hallo,

ich spiele gerade mit der WW WW [Warmwasser]-Bereitung und probiere manuelle HUP Drehzahlen im niedrigen einstelligen Bereich aus. Dabei interessiert mich die AZ. Weil aber der Volumenstrommesser unter 5 l/min keine zuverlässigen Werte mehr liefert, wollte ich heute mittels Heizstab, Spreizung und Stromzähler, den Volumenstrom rückrechnen.

Es gilt Heizleistung = 4190/60 * Spreizung * Volumenstrom [l/min]

Im Reinen Heizstabbetrieb entspricht die Heizleistung der elektrischen Leistung der WP WP [Wärmepumpe] (Annahme). Die Spreizung wird durch RL RL [Rücklauf] und VL VL [Vorlauf] (nur am BT2!!!) erfasst. Leider liegen sowohl der BT12 als auch mein PT1000 Sensor in Strömungsrichtung vor dem Heizstab, weswegen ich sie für die Messung nicht verwenden kann. Es folgt also:

Volumenstrom = Pel / (4190/60 * (VL - RL))

Folgendes Setup habe ich gewählt:

Menü 4.1: "Nur Zusatzheitzung"
Menü 7.1.5.1: "max. eingestellte Stromleistung = 3 kW"
Menü 7.1.2.2: manuelle Drehzahl 1 - 20

Ablauf

Ich wollte eine WW WW [Warmwasser]-Bereitung triggern und alle 5 Minuten die manuelle Drehzahl der HUP um 1% erhöhen. Das ganze sollte von 1% bis 22% gehen, weil ungefähr da 5 l/min erreicht werden. Ich habe mir in HomeAssistant ein kleines Skript dafür geschrieben, weil das ganze fast 2h dauern würde.

Erste Überraschung war, dass ich die WW WW [Warmwasser]-Bereitung nicht wie gewohnt über das Register für "mehr Brauchwasser" triggern konnte. Geht das nicht im reinen Heizstabbetrieb? Ich musste an der WP WP [Wärmepumpe] die Starttemperatur für WW WW [Warmwasser]-Bereitung hoch ändern, damit es losging.

Hier der Verlauf der elektrischen Leistung:


2023/20231228230191.png

Da gab es gleich die nächste Überraschung. Der Heizstab startet nicht direkt mit der gewünschten, maximalen Leistung, sondern erhöht alle 3 min um 500W. Kann man das irgendwo ändern?

Außerdem sind es am Ende nicht die gewünschten 3 kW, sondern ca. 3,17 kW. Mache ich hier was falsch? Ich schaue mir direkt die Leistungswerte des Stromzählers an. Muss ich das noch verrechnen?

Hier der Temperaturverlauf:


2023/20231228762634.png

Heute kann sich die Frau nicht über zu kaltes Wasser beschweren. Leider kann ich die ersten 20min nicht verwenden, weil sich hier ständig Wechsel der HUP Drehzahl und Anstieg der elektrischen Leistung überlagern, sodass sich keine konstante Spreizung einstellt. Also für GP1 = 1-4% muss ich das ganze noch mal wiederholen, wenn es mich reizt.

Auswertung

Für die halbwegs stabilen Betriebspunkte habe ich eine Excel befüllt.


2023/20231228476208.png

BF1_wp ist der Volumenstrom der Nibe. BF1_comp ist der berechnete Wert. In der letzten Spalte, habe ich vom Vorlauf (BT2) 4K abgezogen. Ein Vergleich mit einem extra PT1000 Sensor am VL VL [Vorlauf] hat an anderer Stelle gezeigt, dass meine Nibe VL VL [Vorlauf]-Sensoren zu hohe Werte anzeigen. In dem Temperaturbereich der hier gezeigten Messungen liegt die Abweichung bei ca. 4K. Grafisch sieht das wie folgt aus:


2023/20231228314891.png

Das Diagramm ist leider noch etwas ernüchternd. Mir fehlen wichtige Stützstellen zwischen 16% und 22%. Die würden mir zeigen, wie gut die theoretisch zuverlässige 5 l/min Stelle von den Kurven getroffen wird. Ich habe in rot eine lineare Extrapolation angedeutet. Bei ca. 20-22% müssten die Kurven 5l/min zeigen. Das trifft am ehesten auf die blaue Kurve, also auf die Nibe Werte zu. 

Schlussfolgerungen

Was heißt das jetzt? Sind die Nibe-Werte gar nicht so schlecht? Stimmt meine elektrische Leistung nicht? Machen mir die Werte der Temperatursensoren einen Strich durch die Rechnung?

Ich will mich noch nicht festlegen und die bisherigen Ergebnisse in Ruhe bewerten. Ich werde wohl noch mal eine Messung durchführen. Trotzdem wollte ich den aktuellen Stand mit euch teilen. Vielleicht hat ja jemand einen Verbesserungsvorschlag.



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