Überdimensionierte On/Off WP bändigen: Mein Weg zu nur 6 Starts am Tag

[boarder78]

Hallo zusammen,

ich möchte heute mal ein Konzept mit euch teilen, das mir in letzter Zeit extrem viel Kopfzerbrechen, aber am Ende auch den großen Durchbruch gebracht hat.

Das Problem: Ich habe eine massiv überdimensionierte On/Off-Wärmepumpe (CTC EcoHeat 10kw). Jeder, der so ein Monster im Keller stehen hat, kennt das Problem in der Übergangszeit oder in gut gedämmten Häusern: Das Ding ballert kurz los, wird die Wärme nicht schnell genug los, die Rücklauftemperatur schießt hoch und die Anlage schaltet ab (Takten des Todes). Teilweise hatte ich dutzende Starts am Tag, was weder für die Lebensdauer des Kompressors noch für die Effizienz gut ist.

Ich habe mich hingesetzt und eine eigene Steuerung entwickelt, die der WP die Führung komplett aus der Hand nimmt. Ich dachte, ich teile mal meine Herangehensweise mit euch, vielleicht hilft es dem einen oder anderen, der vor dem gleichen Problem steht.

Mein Konzept: Der Estrich als berechenbarer Akku

Statt die WP auf sture Vorlauf-Kennlinien oder einen kleinen Pufferspeicher reagieren zu lassen, habe ich angefangen, die physikalische Kapazität meines Hauses zu berechnen.

1. Die Live-Bilanz (Das Herzstück) Ich berechne dauerhaft eine thermische Bilanz in kWh. Ich nehme die aktuelle Bodentemperatur, die Raumtemperatur, die Estrich-Dicke (4cm) und die Fläche (180m²) sowie die spezifische Wärmekapazität. Das System weiß also nicht einfach nur "es ist zu kalt", sondern es weiß exakt: "Der Estrich und die Luft brauchen jetzt genau 14,5 kWh thermische Energie, um das Soll zu erreichen."

2. Prädiktive Wetterführung (Der 3-Stunden-Vorlauf) Da der Unterlagsboden extrem träge ist, bringt es nichts, die WP erst abzuschalten, wenn die Sonne schon durchs Fenster scheint – dann überhitzt der Raum unweigerlich. Meine Steuerung schaut deshalb über die Wettervorhersage ca. 3 Stunden in die Zukunft. Wenn ein hoher Solar-Ertrag vorhergesagt ist, blockiert das Skript die Wärmepumpe bereits im Vorfeld. Die "fehlende" Wärme wird dann pünktlich von der Sonne durch die großen Südfenster gratis nachgeliefert. Zusätzlich wird nachts über einen Sensor ein "Wind-Chill-Faktor" auf die Heizlast gerechnet.

3. Der erzwungene Dauerlauf (Takt-Streckung) Wenn mein Haus z.B. 12 kWh Wärmebedarf meldet (und in den nächsten 3 Stunden keine Sonne kommt), erlaube ich der WP den Start. Der Trick: Ich verfälsche über Modbus die Soll-Verschiebung extrem nach oben (ich simuliere der WP, dass es eiskalt ist). Dadurch wird die Rücklauf-Abschaltgrenze der WP künstlich so weit nach oben gedrückt, dass sie gar nicht mehr wegen Übertemperatur abschalten kann. Die WP muss laufen! Und zwar genau so lange, bis mein Skript errechnet hat, dass die 12 kWh im Estrich "eingelagert" wurden. Erst dann schießt meine Logik die WP wieder hart ab.

Das Ergebnis & Der visuelle Beweis: Um zu zeigen, dass das nicht nur in der Theorie funktioniert, habe ich euch mal zwei Screenshots aus meinem Stromzähler-Portal angehängt. Der Unterschied im Stromverbrauch ist 1 zu 1 sichtbar:

• Bild 1 (Vorher): Das klassische Takten. Überall kurze, abgehackte Strom-Spitzen (Haifischzähne) über den Tag verteilt. Die WP springt an, würgt sich selbst ab und geht wieder aus.
• Bild 2 (Nachher mit meiner Logik): Wunderschöne, durchgehende Strom-Blöcke. Die Wärmepumpe läuft hier einmal sauber und effizient für mehrere Stunden am Stück durch und speichert die Energie im Unterlagsboden.

Ich liege jetzt bei ca. 6 sauberen Kompressor-Starts pro Tag statt ständigem An/Aus. Das Haus ist durch die Trägheit des Estrichs trotzdem perfekt temperiert. Abends wird geladen (Niedertarif), tagsüber hilft die Sonne (Solar-Pause).

Ich wollte diese Logik einfach mal in die Runde werfen. Es war ein hartes Stück Arbeit, die Haus-Konstanten (Wärmekapazitäten) halbwegs sauber einzupegeln, aber der Aufwand hat sich definitiv gelohnt.

Wer von euch kämpft auch mit einer überdimensionierten On/Off-Anlage und wie habt ihr das Takten in den Griff bekommen? Habt ihr das stumpf über Sperrzeiten gelöst oder regelt ihr das auch dynamisch über externe Haus-Parameter?

Ich freue mich auf die Diskussion!

[goesserbier]

Spannender Ansatz, hast du eine Einzelraumregelung? Kannst du ein paar Details zu deiner Anlage geben? Puffer? Heizkreise? Warmwasser? Glg

[boarder78]

Hallo, goesserbier

freut mich sehr, dass dir der Ansatz gefällt! Hier sind die Details zu meinem Setup, die eigentlich auch genau erklären, warum ich diesen Weg der Zwangssteuerung gehen musste:

1. Einzelraumregelung (ERR) & Hydraulik: Die eigentliche Basis für dieses Konzept ist ein extrem sauberer hydraulischer Abgleich. Meine Raumregler sind zwar noch aktiv, fungieren aber nur noch als reiner Maximaltemperatur-Wächter (Kappungsgrenze). Sie greifen also nur im Notfall ein, um ein Überhitzen zu verhindern. Ansonsten sind die Heizkreise voll offen, damit die WP ihre Leistung über den sauberen Abgleich komplett in den 180m² großen Betonkern schieben kann.

2. Pufferspeicher: Die CTC EcoHeat hat einen integrierten 225-Liter-Speicher. Und genau da lag mein Hauptproblem: Bei einer massiv überdimensionierten 10 kW On/Off-Wärmepumpe ist dieses kleine Fässchen innert 10 Minuten vollgepumpt. Die Rücklauftemperatur schießt hoch und die WP schaltet sofort ab – das klassische Takten. Mein eigentlicher, gewollter "Pufferspeicher" ist jetzt rein der Unterlagsboden. Der kann problemlos 15 bis 20 kWh an Energie aufnehmen und wegspeichern.

3. Heizkreise & Mischer: Ich fahre das Ganze über einen gemischten Heizkreis. Und genau hier liegt bei solchen Anlagen oft der größte Flaschenhals! Wenn der Mischer stur auf seine flache Heizkurve regelt, drosselt er den Durchfluss. Die 10 kW der WP stauen sich dann in dem winzigen 225-Liter-Speicher und nach kurzer Zeit ist Schicht im Schacht. Durch meine Skript-Logik (extreme künstliche Anhebung der Soll-Verschiebung bei Freigabe) zwinge ich den Mischer quasi auf "Durchzug". Er macht voll auf und die Wärme rauscht ungebremst durch den kleinen Speicher direkt in den 180m² großen Betonkern. Der interne Speicher ist in diesem Moment nur ein Durchlaufposten.

4. Warmwasser (Mein PV-Joker): Hier fahre ich ein zweistufiges Kaskadensystem. Der 225-Liter-Speicher in der CTC Wärmepumpe dient lediglich der Vorwärmung (das macht die WP extrem effizient, da der Temperaturhub klein ist). Danach geht das vorgewärmte Wasser in einen massiven 500-Liter-Brauchwasserspeicher. Diesen 500L-Speicher heize ich dann mit einem Heizstab auf die finale Zieltemperatur – und zwar rein mit meinem PV-Überschuss! So läuft die WP extrem schonend und ich speichere massig PV-Energie in Form von kochend heißem Wasser für die nächsten Schlechtwetter-Tage ein.

Hoffe, das gibt dir einen guten Einblick. Wie sieht dein Setup aus? Kämpfst du mit ähnlichen Problemen?

[goesserbier]

Danke für deine detaillierten Ausführungen, hört sich auf jeden Fall spannend an.

Meine Anlage ist eine 12kw MTEC Solewärmepumpe und ein 1000 Liter Kombispeicher in dem ich auch einen 3,5kw Heizstab für PV Überschuss betreibe. Ich habe im Winter/Übergangszeit ebenfalls sehr viele Takte die ich versuche zu reduzieren, derzeit nur bedingt erfolgreich.

Würdest du deine Logik/Config zeigen? Glg

[<Andreas>]

Vielleicht erwägst du auch zuerst die Hydraulik anzupassen

Hört sich vielleicht wild an aber seperater Warmwasserspeicher und den Pufferspeicher dann weg oder im Heizungsrücklauf einbauen würde alleine schon massive Vorteile bringen

[boarder78]

Dein Setup (12 kW Sole + 1000L Kombispeicher + Heizstab) ist eigentlich hardwaretechnisch ein absoluter Traum! Dass du trotzdem mit dem Takten kämpfst, ist aber ein ganz klassisches Problem bei Kombispeichern.

Warum taktet deine 12 kW Anlage trotz 1000L Puffer? Ein 1000L Kombispeicher stellt der Wärmepumpe für das Heizen meistens gar nicht die vollen 1000 Liter zur Verfügung. Oft ist das obere Drittel (ca. 300L) heiß für Warmwasser reserviert. Das untere Drittel ist oft für Solarthermie oder den kalten Rücklauf. Übrig bleibt für die Heizung nur der mittlere Bereich (vielleicht 300-400 Liter). Wenn deine 12 kW Sole-WP jetzt anspringt, hat sie diese 400 Liter Wasser extrem schnell aufgeheizt – vor allem, wenn dein Mischer zum Hausgarten gerade drosselt, weil die Heizkurve sagt "mir reicht eigentlich lauwarm". Die Hitze staut sich im Puffer, der Sensor meldet "Speicher voll" und die WP schaltet ab.

Wie du das mit meiner Logik löst (Die "Config"): Ich habe die Logik komplett extern in JavaScript (ioBroker) geschrieben, weil mir die Loxone-Bausteine dafür zu starr waren. Das Skript überschreibt via Modbus die interne Regelung der WP.

Hier ist die gedankliche "Config" bzw. der Ablauf, den du in Loxone (mit Formel-Bausteinen) oder in einem Skript nachbauen kannst:

Schritt 1: Vergiss die Wassertemperatur – berechne den Estrich! Du brauchst die Raumtemperatur, die Bodentemperatur, die Fläche (m²) und die Dicke deines Estrichs. Daraus errechnest du dynamisch: Thermische_Bilanz_kWh = (Ist_Temp - Soll_Temp) * Wärmekapazität_Estrich Ergebnis: Dein System weiß jetzt, dass der Fußboden z. B. exakt 18 kWh schlucken kann, bevor der Raum überhitzt.

Schritt 2: Der Zwangs-Start (Mischer aufreißen) Sobald das Haus z. B. 10 kWh anfordert, schicke ich der Wärmepumpe nicht einfach nur ein "Ein"-Signal. Ich sende ihr über Modbus eine extreme Sollwert-Verschiebung (bei mir +15). Warum? Weil das den Heizkreismischer zwingt, zu 100 % aufzufahren! Die WP ballert ihre 12 kW jetzt nicht mehr in die mittlere Zone deines Kombispeichers, sondern die Leistung rauscht durch den Puffer direkt ins Haus. Der Kombispeicher wird zum reinen Durchlaufrohr.

Schritt 3: Das Live-Tracking Während die WP läuft, zähle ich die produzierte Wärmeenergie live mit. Energie_geladen = Laufzeit * (Leistung_WP * COP) (oder über einen Wärmemengenzähler).

Schritt 4: Der harte Stopp Sobald die Variable Energie_geladen den zuvor berechneten Wert von 18 kWh erreicht hat, entzieht mein Skript der WP gnadenlos die Freigabe. Der Kompressor wird zwangsabgeschaltet.

Zusammenfassung für dein Setup: Du musst es schaffen, dass deine 12 kW bei einem Start nicht in den Kombispeicher prallen, sondern ungebremst in den Fußboden fließen. Versuch mal, testweise bei einem Takt den Mischer für die Fußbodenheizung manuell komplett auf 100 % (offen) zu zwingen. Du wirst sehen, dass dein Takt plötzlich 3-mal so lange dauert!

[goesserbier]

Herzlichen Dank für deine Infos, die Speicherung der Wärme im Estrich macht absolut Sinn.

Hast du in jedem Raum einen zusätzlichen Sensor für die Bodentemperatur bzw. wie hast du das realisiert?

[<Andreas>]

Cooles Projekt, es sind echt eine menge Wärmepumpen verbaut die üerdimensioniert sind, und das ist eine gute Strategie die Auswirkungen abzufedern

[boarder78]

Hallo zusammen,

erstmal vielen Dank für das tolle Feedback! Es freut mich echt, dass das Thema hier auf so viel Resonanz stößt.

@goesserbier zur Bodentemperatur: Da es sich bei mir um eine Nachrüstung handelt und ich keine Kabel mehr in den Estrich legen konnte, habe ich das denkbar einfach gelöst: Ich habe einfach einen kabellosen Funk-Sensor (Shelly) flach auf den Boden gelegt. Aber hier ist mein eigentlicher Trick: Ich habe ihn ganz bewusst an eine Stelle gelegt, wo tagsüber die Sonne auf den Boden scheint! Das ist mein physischer Fallback für die Wetter-API. Wenn der Wetterdienst fälschlicherweise knallende Sonne vorhersagt, wir aber im dichten Nebel stecken, heizt sich der Sensor am Boden nicht auf. Mein Skript merkt also sofort, dass die "Gratis-Sonne" fehlt, übergeht die Vorhersage und heizt ganz normal weiter.

@Andreas zum Thema Überdimensionierung: Danke dir! Du sprichst mir absolut aus der Seele. Das Problem ist leider oft hausgemacht in der Branche. Ich schätze, dass meine Anlage locker 40 % überdimensioniert ist, wenn nicht sogar noch mehr! Ich habe mir meine Logs aus dem Januar angesehen: Sogar bei Außentemperaturen von -7 °C hat das Ding vorher gnadenlos getaktet! Wenn eine WP bei Minusgraden ihre Leistung nicht ins Haus bekommt, weißt du, dass der Heizungsbauer einfach das größte Modell aus dem Katalog bestellt hat. Dass man diesen Hardware-Mismatch mit reiner Software-Logik (Haus als Akku) so elegant glattbügeln kann, hat mich selbst total fasziniert.

[<Andreas>]

besonders bei Software kann man bei Wärmepumpen noch einiges machen, Hardwaretechnisch sind außer noch größere Wärmetauscher nicht mehr die großen Sprünge zu erwarten

Wenn man sich die Heizflächenauslegung, Hydraulik, Auslegung von Wärmepumpen im Neubau ansieht muss man eine Top Anlage wirklich suchen, ist schade da tief Technologie an dich wirklich toll ist und sich nicht jeder mit Software helfen kann

Genauso wie wir bei den E-Autos Reichweitenangst haben, zittern wir bei Wärmepumpen das bloß das Haus nicht kalt bleibt

Ich hab eine die bis zu 1,5 kW runter modulieren kann, und was soll ich sagen es ist zu viel 😬, die untere Modulationsgrenze ist wichtiger als die obere ☝🏻

[boarder78]

da das Thema Überdimensionierung und Modulationsgrenze hier so spannend diskutiert wird, habe ich mir jetzt mal die Mühe gemacht und meine realen Daten der letzten Monate komplett ausgewertet.

Ich habe aus dem ioBroker die echten Werte des Wärmemengenzählers (produzierte thermische Energie) mit den durchschnittlichen Außentemperaturen der jeweiligen Tage verknüpft. Ausreißer (durch "Spielen" an der Heizung oder extreme solare Gewinne) habe ich mathematisch bereinigt und daraus eine lineare Heizlast-Kurve für mein Haus (180m² Estrich, Ziel 21,5°C) errechnet.

Das Ziel war es, genau zu berechnen: Wie viel kW thermische Dauerleistung hätte eine perfekt durchlaufende Wärmepumpe gebraucht, um mein Haus 24 Stunden lang warm zu halten?

Hier ist die Tabelle mit den harten Fakten:

Außentemperatur	Benötigte Energie pro Stunde (Dauerleistung)
-10 °C	6,24 kW
-8 °C	5,70 kW
-6 °C	5,16 kW
-4 °C	4,63 kW
-2 °C	4,09 kW
0 °C	3,55 kW
+2 °C	3,01 kW
+4 °C	2,47 kW
+6 °C	1,93 kW
+8 °C	1,39 kW
+10 °C	0,85 kW
+12 °C	0,31 kW

(Die Werte ab ca. +14 °C gehen gegen Null, da ab hier die normale Hauswärme/Sonne fast komplett ausreicht).

Was wir aus diesen echten Daten lernen können: Meine verbaute CTC Wärmepumpe hat eine Leistung von 10 kW. Wie die Tabelle schonungslos zeigt, brauche ich selbst bei klirrend kalten -10 °C Außentemperatur kontinuierlich nur gut 6 kW! Das bedeutet, meine Anlage ist selbst am kältesten Tag des Jahres noch massiv überdimensioniert.

Noch krasser wird es in der normalen Übergangszeit (z. B. bei +6 °C). Hier brauche ich keine 2 kW Dauerleistung. Das heißt, wenn meine 10 kW Maschine hier anspringt, produziert sie in einer Stunde fünfmal so viel Wärme, wie das Haus in diesem Moment eigentlich braucht.

Wer diese Zahlen sieht, versteht sofort: Hardwaretechnisch ist man hier absolut machtlos. Die Maschine muss takten, wenn man sie nach Standard-Heizkurve betreibt. Die einzige Chance, das Material zu schonen und vernünftige Laufzeiten zu bekommen, ist es, die Mischer aufzureißen, die Leistung massiv in den Estrich zu pressen und die Anlage danach softwaretechnisch für Stunden wegzusperren.

Gibt einem echt zu denken, wenn man die eigenen Hausdaten mal so ungeschönt vor sich sieht!