Vitocal 200G - Warmwasser Soll wird nicht erreicht

[DerAndi]

Hallo zusammen,

vor ein paar Tagen wurde uns die Heizungsanlage vom Fachbetrieb übergeben.

Vitocal 200G BWC 201.B10, WW-Speicher Vitocell 100V (300l) mit einem Temperatursensor an der Einstecköffnung etwa auf halber Höhe, und ein Heizungspuffer mit 400l, hier aber nicht relevant, die Anlage ist aktuell im Sommerbetrieb (nur WW). Die elektrische Zusatzheizung ist deaktiviert.

Beim Beobachten der Werte im Betrieb fiel mir folgendes auf: Die Warmwasserbereitung (Zieltemperatur 52°C) bricht quasi jedes mal mit Fehler 07 Kältekreis, Nr. 10 und 20 ab. Also mit Regelhochdruck. Zu diesem Zeitpunkt war die an der Steuerung angezeigte WW-Temperatur bei ca. 47°C.

Bemerkenswert war hierbei, dass die Vor- und Rücklauftemperatur im Sekundärkreis recht nahe beinander lagen. Leider habe ich hier keine Bilder gemacht und kann keine genauen Werte liefern. Mein erster Eindruck war, dass die 70% Leistung der Sekundärpumpe bei der WW-Bereitung etwas zu hoch war, weswegen das Wasser kaum Zeit hat im Speicher seine Temperatur abzugeben.

Also habe ich den Paramter 6033 (Drehzahländerung Sekundärpumpe bei WW) von 70 auf 60 reduziert. Die Differenz von Vor- und Rücklauf im Sekundärkreis betrug nun etwa zwischen 5 und 8K, und in keinem Fall trat eine der oben beschriebenen Meldungen auf. Allerdings wurde die (angezeigte) WW-Zieltemperatur immer noch nicht erreicht, die Anlage schaltet ab. Ich habe noch ein wenig mit Parameter 6033 gespielt, ohne Erfolg. Ab ca. 65% tritt die oben beschriebene Meldung auf.

Beim letzten Versuch (6033: 55, erzwungene WW-Bereitung, also Zielwert WW-2 = 58°C) habe ich im Moment des Abschaltens folgende Werte, siehe Bild anbei. Die angezeigte WW-Speichertemperatur war in dem Fall bei 47°C.

Spaßeshalber habe ich in die Klemme oben auf dem Speicher ein handelsübliches Thermometer mit Außenfühler am Kabel geklemmt. Das misst ein paar Minuten nach Stop der WP eine Temperatur von rund 55°C. Aber diesen Wert "sieht" die Steuerung ja nicht.

Nun die Fragen:

- kann die Anlage die Temperaturen (52°C bzw. 58°C)  ohne elektr. Zusatzheizung grundsätzlich erreichen?

- Welches Abschaltkriterium hat die Anlage bzgl. WW-Temperatur, bzw. welches Kriterium hat in diesem Fall die WP abgeschaltet? (Die am Speicher gemessene Temperatur kann es kaum sein, die bleibt immer weit unter dem Soll)

- Die WP versucht nach Ablauf des Timers (Sperrzeit WW) immer wieder, die eingestellte Temperatur zu erreichen und sammelt dadurch unnötig Einschaltzyklen, während sich die angezeigte Speichertemperatur quasi kaum ändert. Wie kann das verhindert werden?

Vielleicht hat ja von euch jemand ein paar Anregungen oder Ansätze für die Sache.

Vielen Dank und schönen Abend 😉

[qwert089]

Hallo Andi,

könntest du bitte die S/N des Vitocell hier posten (7******) um zu sehen, ob der zu der 201.B10 passt.

VG Michael

[DerAndi]

Vitocell 100-V, Typ CVWB, SN 7720320200366123

Die 201.B10 hab ich aus dem Angebot des Installateurs, Rechnung kommt noch. Kann man das auch irgendwie verifizieren? In der Steuerung steht unter Systeminformation nur VC 200-G und dann die SN.

[qwert089]

Hallo,

Die Auswahl des WW Speichers entspricht der Empfehlung von Viessmann, die  Wärmetauscher Fläche für die Leistung aber an der oberen Grenze.

>>, weswegen das Wasser kaum Zeit hat im Speicher seine Temperatur abzugeben.

Also habe ich den Paramter 6033 (Drehzahländerung Sekundärpumpe bei WW) von 70 auf 60 reduziert. 

Das ist leider genau der falsche Ansatz. Je höher die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz des

Wärmetauschers ist, desto mehr Leistung kann er an das Brauwasser abgeben.

Stell das  bitte in die andere Richtung --> teste 85% evtl auch mit 100%.

Dann kann er mehr Leistung abgeben,  die Vorlauf Temperatur sinkt und es sollte keine HD-Störung mehr geben.

Die Max zulässige Vorlauftemperatur, auch bei WW Bereitung ist 60 Grad, du hast aber 64,9 Grad.

VG 

[DerAndi]

Hallo Michael,

vielen Dank für die schnelle Antwort. Ich werde mal mit höheren Werten bei Paramter 6033  ausprobieren, was passiert.

Du schreibst, die max. zulässige Vorlauftemperatur ist 60°C. Das scheint aber kein Abschaltkriterium zu sein. Welche Logik hat die Pumpe in meinem Beispiel abgeschaltet?

Bei einer Vorlauftemperatur von 60°C wird es auch schwierig, eine WW-Temperatur von 58°C zu erreichen, nehme ich an.

[qwert089]

Hallo Andi,

der Hochdruckschalter hat sie abgeschaltet. Bei wie viel Bar der genau auslöst weiß ich nicht. Das kann   @Flo_Schneider sicher beantworten.

Nein 58 Grad schafft sie nur mit dem Heizstab.

Versuche lieber durch regelmäßigen Verbrauch des WW die Legionellen Konzentration nach unten zu bringen.

Ab 50 Grad vermehren sie sich sowieso nicht mehr.

VG  

[DerAndi]

So. Erster Versuch war mit 85% bei Parameter 6033. Die WW-Bereitung hat bei 48°C an der Anlage angezeigten Wert (und ~56° mit meinem Thermometer am Speicherkopf) abgeschaltet und direkt die Hochrduckwarnung geschmissen (Kältekreis 07, 10 und 20). Zieltemperatur waren 52°C.

Die Abschaltung erfolgte bei 43,5bar. Den Wert habe ich schon mehrfach beobachtet, offensichtlich ist das die Schwelle.

Ich finde es bemerkenswert, dass eine Anlage mit knapp 10kW Leistung es nicht mal bis 52°C schafft. Andere Hersteller scheinen hier mehr zu können. Ein Kollege kommt ebenfalls mit Erdwärmesonde und ohne Zusatzheizung auf Mitte Speicher deutlich über 55°C.

Legionellen sehe ich bei dem 300L-Speicher nicht so als Problem, eher die große Badewanne 😉

Würde die selbe WP mit einem größeren Speicher (und damit auch größerem Wärmetauscher) eine höhere Temperatur erreichen? Das Problem scheint ja eher der Wärmetransport ins Warmwasser zu sein, als die Leistung der Wärmepumpe selbst.

Der nächste Versuch ist aufgegleist, ich habe 100% Pumpendrehzahl und 50°C als Zielwert eingestellt.

[qwert089]

Morgen Andi,

>>an der Anlage angezeigten Wert (und ~56° mit meinem Thermometer am Speicherkopf) 

heisst das, das Wasser kommt sowieso mit 56 Grad aus der Leitung? Das passt doch dann.

Vielleicht hat der HB den Speicher Sensor nur zu tief am Speicher montiert.

Der beladene Speicher hat einen Temperatur Gradienten von oben nach unten.

Dann müsste man den Sensor nur höher setzen.

VG Michael

[DerAndi]

Hallo Michael,

der WW-Auslass ist nen ticken niedriger als die Position meines Thermometers, welches oben auf den Speicher klemmt (siehe Bild, mit abgenommener Isolierung.) Aber ich schätze die Temperatur wird sich da nicht groß unterscheiden. Insofern würde das passen, ja.

Der HB hatte keine andere Wahl für die Platzierung des Sensors, die ist baulich fix vorgegeben, siehe Bilder anbei. Der befindet sich auf Höhe des Rücklaufes vom Sekundärkreis.

Möglicherweise müsste man hier über das Messkonzept nachdenken. Denn wie findet der Normalo-Verbraucher raus, dass er am Display der Steuerung irgendwas in der Gegend um 48°C (Ergebnis meines Rumprobierens steht noch aus) einstellen muss, damit die Anlage zum Einen um die 55°C am Auslass des Speichers macht; und zum Anderen, was mindestens genau so wichtig ist: nicht unnötig irgendwelchen Soll-Werten hinterherheizt, die sie ohnehin nicht erreichen kann.

[DerAndi]

Nachtrag: Der Sensor ist auf Höhe des Vorlaufs, nicht wie von mir oben geschrieben am Rücklauf, angebracht. "SPR" kennzeichnet das Klemmsystem für die Tauchtemperatursensoren.

[qwert089]

Hallo Andi,

der 300l hat wohl nur ein Klemmsystem? der 390l hat glaube ich 2 auf unterschiedlichen Höhen.

Hast du dein Zusatzthermometer mal in der das Klemmsystem gesteckt?  zeigen die in etwa das gleiche an?

Den Sensor der Vitocal kann man glaube ich kalibrieren.

an ELH1 könntest du noch einen Heizstab einschrauben. Die gibt es ab 150€

VG 

[DerAndi]

Hi Michael,

Ich denke wir sollten uns das mit der Temperaturmessung mal genauer anschauen, bevor wir mit dem Heizstab und Unmengen an Energie ein Problem erschlagen, dass es vermutlich gar nicht gibt 😉 Der Titel des Threads könnte man vermutlich so langsam in "Vitocell 100-V - ungeeignetes Temperaturmesskonzept" umbenennen. Warum?

Da ich immer mehr ins Zweifeln gekommen bin, habe ich mal genauer geschaut: Der Speicher hat ein Klemmsystem für den Sensor an der Rückseite. Siehe auch Vergrößerung des Aufklebers auf der Rückseite anbei. Das Thermoelement wird dabei mit einem kleinen Blech gegen die blanke Außenwand des Speichers gedrückt und mit einem Gewindestift aus Alu festgehalten. Es gibt Platz für 3 Elemente, also 3 ca. daumendicke Öffnungen in der Isolierung, um das Thermoelement einzuführen, bzw. für das Kabel. Und 3x eine Öffnung für den Gewindestift. Man kann ohne Probleme die blanke Speicheraußenwand sehen. Was passiert also?

Das Thermoelement klemmt zwischen Speicherwand und Halteblech. Es ist mit dem Speicher thermisch nicht besser gekoppelt als z.B. mit dem Halteblech oder dem Alustift. Der Stift ist am äußeren Ende schön warm, führt also Wärme von der Messstelle ab nach aussen. Zusätzlich findet durch die pro Thermometerplatz zwei übereinanderliegenden Öffnungen thermische Konvektion statt: der Sensor wird von der Aussenluft gekühlt. Mit dieser Anordnung kann die Speichertemperatur gar nicht zuverlässig gemessen werden. Der Sensor liefert einen Wert irgendwo zwischen Speicheraussenwand und der Temperatur des über den Alustift gekühlten Halteblechs. Je höher die Temperaturdifferenz zum umgebenden Raum, um so größer der Fehler.

Folgender Versuch hat diese Annahme bestätigt:

Angezeigte Speichertemperatur an der Steuerung: 42°C (und 53°C mit meinem Thermometer am Speicherkopf). In diesem Zustand habe ich per Aktuatortestprogramm das 3Wegeventil auf "WW" gestellt und die Sekundärkreispumpe auf "Max". Nach ca. 10 Minuten hatte sich die Temperatur von Vor- bzw. Rücklauf bei ca. 46°C eingependelt. Man kann davon ausgehen, dass das Wasser im Sekundärkreis nun die mittlere Temperatur des Wassers, welches den Wärmetauscher umgibt, angenommen hat. Die mittlere Temperatur von 46°C, von allen Wasserschichten unterhalb des aussen angebrachten Sensors. Das bedeutet, dass auf Höhe des Sensors eigentlich mindenstens 46°C gemessen werden müssten. Es ergibt sich also vorsichtig angenommen eine Differenz von 4K zwischen angezeigter und tatsächlicher Wassertemperatur. Oder anders formuliert, knapp 10% des Messwerts. Für eine moderne Heizanlage, die auf Effizienz getrimmt ist, finde ich das eher unzureichend.

Hast du konkret dazu eine Meinung?

Viele Grüße und sorry für den Roman, aber als Ingenieur triggert mich sowas ganz hart 😉

[qwert089]

Hallo Andi,

dann würde ich mal mit Wärmeleitpaste probieren und die Konvektion mit Stopfwolle oder  Schaumstoff unterbinden. 

sonst würde ich den Anzeigewert etwas korrigieren.

VG

[DerAndi]

Hi Michael,

das Einstellen eines konstanten Offsets halte ich nicht für zielführend. Die Wassertemperatur im Speicher kann über das von mir gezeigte Vorgehen nur annähernd bestimmt werden, was eine Festwertkorrektur auch nur zur Schätzung macht. Der Messfehler hängt auch von der Aussen- und der Wassertemperatur ab, ist also nicht konstant. Wärmeleitpaste bekommt man da nicht wirklich hin, beim Einschieben des Sensors schmiert man die überall hin.

Ich habe angefangen mit Isolierung zu spielen und werde berichten.

[DerAndi]

So, nach ein wenig Rumbasteln und mit Werten spielen hab ich das Thema ausreichend ausgekundschaftet 😉

tl;dr: Die Anlage im beschriebenen Setup kommt sehr wohl auf 50°C Warmwasser (auch beim von ihr selbst gemessenen Wert), nur am Vitocell Speicher kann das nicht zuverlässig gemessen werden.

Die Langversion:

Der oben beschriebenen Vermutung mit dem schlecht isolierten Sensor bin ich nachgegangen. Bereits das Entfernen der Gewindestifte brachte unmittelbar eine Erhöhung der angezeigten Temperatur um 1K. Im nächsten Schritt habe ich die 3 Aussparungen für die Sensoren mit Schaumstoff ausgestopft und um den verbleibenen Stift (der den Sensor hält) mit einer kleinen Styroporkiste verkleidet. Das brachte nochmal 2 bis 3K. In Summe also die weiter oben vermuteten 4K Fehler.

Nun habe ich den WW-Sollwert wieder auf 50°C eingestellt und die Anlage ein paar Tage laufen lassen. Bei 50°C wurde erwartungsgemäß abgeschaltet, allerdings mit Drücken an der Hochdruckseite von ca. 43bar. Das liegt haarscharf an der Grenze zur Hochdruckabschaltung. In ca. 1/3 der Fälle wurde diese auch ausgelöst. Eine weitere Beobachtung war, dass nach dem Abschalten die angezeigte WW-Temperatur noch um 2 bis 3 K steigt. So wurde in meinem initialen Setup bei 50°C abgeschaltet, und nach ca. 15 Minuten wurden 52°C angezeigt. Mein Thermometer am Speicherkopf meldete dann sogar 54°C. Folglich kann der Sollwert reduziert werden.

Mittlerweile bin ich bei 48°C WW-Soll. Die Abschaltung erfolgt zuverlässig vor der Hochdruck-Schwelle und es werden immer noch gute 50°C erreicht. Allerdings habe ich dann die Hysterese von 5K (ALZ) auf 3,5K reduziert, denn bei einer Einschaltschwelle um die 43°C war es doch am Duschkopf bisweilen etwas zu kühl.

Fazit:

Der hier beschriebene Sachverhalt hat seine Ursache in der ungenügenden Isolierung des WW-Sensors am Vitocell Speicher. Die Anlage (Vitocal 200G BWC 201.B10, WW-Speicher Vitocell 100V (300l) ) an sich kommt auch ohne el. Zusatzheizung auf 50°C WW.

Die Empfehlung wäre, ein Styropor-Formstück zu bauen, das nach der Montage der Temperatursensoren einfach eingesteckt werden kann und diese Stelle sauber isoliert. Das wäre doch was für den nächsten Praktikanten bei Viessmann in der Konstruktionsabteilung, oder nicht? 😉

Viele Grüße und vielen Dank an @qwert089 fürs Mitdiskutieren.

[qwert089]

Freut mich wenn du jetzt so für dich akzeptabel funktioniert.

@Flo_Schneider ist geplant an der offenen  Klemmkonstruktion für die Sensor etwas zu ändern??

VG 

[Flo_Schneider]

Hallo Michael,

ich gebe es einmal weiter, dass es beim Klemmsystem zu Temperaturverlusten und Temperaturunterschieden kommt. 

Viele Grüße
Flo

[Guennie]

Hallo,

Genau dieses "Problem" der fehlerhaften Temperaturmessung im WW Speicher war meinem Heizungsbauer bereits von anderen Anlagen bekannt, und bei mir damals bei der Installation das Ganze folgendermaßen gleich von vorhinein verhindert. (Siehe Fotos) In den nicht benutzten Flansch wurde eine entsprechende Tauchhülse eingeschraubt, und in diese Hülse dann der Sensor geschoben, und entsprechend gedämmt. Ergebnis: hier wird somit wirklich im Inneren des Speichers die echte WW Temperatur gemessen, und nicht irgend ein - wie bereits beschriebener "Ungefährwert".

Vielleicht kannst damit was anfangen......

lg

Guennie

[Guennie]

zum Thema VL und RL Temperatur in Bezug auf die WW Temperatur,

zum Vergleich wie sich das bei mir darstellt :

Die Beladung erfolgt ziemlich genau mit 4 K Spreizung

Der Puffersensor misst zum Abschaltzeitpunkt 55 °C, und Läuft mit dem Nachlauf der Sekundärkreispumpe noch etwas weiter bis auf 55,4 °C.

Der Sekundär VL hat 57,8 °C und der RL hat die 55,4°C des Speichers somit ist der WW-Speicher komplett "Durchgeladen".

Die kleine "Delle" in der VL Temperatur vor Beladungsende kommt daher, da ich den WW-Puffer anfangs

mit 60 °C Sollwertvorgabe hochlade (dadurch höhere Verdichter Leistung von 71%).

Ab einer Puffertemperatur von 50 °C reduziere ich den Sollwert auf 55 °C um ein Überschwingen am Beladungsende zu verhindern. Dadurch wird die Verdichter Leistung auf 35% reduziert, und somit auch etwas die Temperatur im Sekundär VL.

Sobald die 55 Grad erreicht sind reduziere ich den Sollwert auf 45 °C die Beladung ist beendet, und der Inhalt kann nun bis zu einer Puffertemperatur von 42 °C verwendet werden. Sobald der Puffer unter 42 °C geht, wird auf den nächsten PV Überschuss gewartet, dann startet die Beladung wieder.

Zusatzinfo: die Verbindungsrohre zw. Wärmepumpe (Sekundärkreis) und WW-Speicher sind alle in DN32 ausgeführt.

Bei der nächsten Ladung (morgen) werde ich mir mal noch den Druck im Kältekreis ansehen, wie hoch dieser wird.......

lg

Guennie

[Guennie]

....So wie gestern Vorangekündigt, habe ich heute mit dokumentiert, wie die WW Bereitung bei mir abläuft......anbei ein pdf dazu, was hier in der Anlage bei mir so vor sich geht....=;-)

lg

Guennie

[DerAndi]

Danke, spannend. Du nimmst also am Ende der Beladung über die Sollwertreduktion die Leistung der WP runter, damit die Speichertemperatur möglichst nahe an den max. Vorlauf kommt.

Das geht bei der 200G leider nicht, da die nicht geregelt werden kann. Meine einzige Stellschraube ist die Drehzahl der Sekundärpumpe bei WW-Bereitung, und die steht schon auf 100%. Die maximal erreichbare Speichertemperatur ist praktisch das Ergebnis der Wärmetransportleistung vom Verdichter in den Speicher, und das Abschaltkriterium die max. Vorlauftemp. bzw. die Hochdruckschwelle.