Wärmepumpe im Altbau

[reko]

vor 34 Minuten von oktavian:

Kurzfristig tut sich nur noch ein bisschen bei der JAZ.

Wärmepumpen und Kühlschränke sind lange bekannt. Man weiss wie man gute Wärmepumpen baut. (Mein Thermodynamik-Prof hat sich 1978 eine Wärmepumpe in sein Haus einbauen lassen). Man braucht z.B. Wärmetauscher mit geringen Übergangstemperaturdifferenzen. Die sind nur leider teurer - wir z.B. bei Lambda mit 3K statt üblicher 10K - ist dann doppelt? so teuer.

[slowandsteady]

Den Carnotzyklus kann man nicht überlisten. Den theoretisch maximal moeglichen "Wirkungsgrad" (ist physikalisch kein Wirkungsgrad, bessere Formulierung ist "Leistungszahl") kann man leicht ausrechnen: Braucht man T_h 55 Grad (=Vorlauf 50 Grad) und T_k 0 Grad (=Aussentemperatur 5 Grad), dann ist die maximale Arbeitszahl T_k/(T_h - T_k) oder (in Kelvin gerechnet!) hier 273/(328-273) = 4.9. Da wird sich auch nichts mehr ändern und Wärmepumpen sind IMHO auch ausgeforscht / ausgereift. Vielleicht werden Sie durch Skaleneffekte und wegfallende Förderung billiger, aber letztendlich ist der Carnot-Zyklus das theoretische Maximum.

[reko]

vor 2 Stunden von slowandsteady:

Braucht man T_h 55 Grad (=Vorlauf 50 Grad) und T_k 0 Grad (=Aussentemperatur 5 Grad),

Die 5 Grad Zuschläge sind sehr gering und nur von den besten Wärmepumpen erreichbar. Auch wenn Lambda 3 Grad bewirbt ist das nicht die ganze Wahrheit. Es sind mehrere Wärmeübergänge die eine Temperaturdifferenz benötigen. Außerdem sobald man ein reales Kältemittel ausgewählt hat, hat man weitere unvermeidbare Verluste. Es ist kein reiner Carnotprozess mehr, es gibt Strömungs- und Verdichterverluste. Die durch Umweltvorschriften erzwungenen neuen Kältemittel verhalten sich hier eher ungünstiger, andernfalls hätte man sie früher nicht verworfen. Weder Propan noch CO2 sind neu, die kannte man schon bevor man Fluor/Chlor-Kohlenwasserstoffe entwickelt hat. Sehr gut ist eines der ersten und in der Industrie gebräuchliche Kältemittel - Ammoniak, das will aber niemand im Privatbereich haben.

Ich habe mich gegen Propan als Kältemittel entschieden, weil der nach außen geführte Heizwasserkreislauf bei mir ungünstig ist und die Brandvorschriften eine entferntere, noch ungünstigere Aufstellung erzwungen hätte. Wäre R32 verboten wäre meine WP-Heizung schlechter.

Der Trend zur geringeren Kältemittelmenge bedingt leider, dass man für den gleichen Wärmetransport eine höhere Strömungsgeschwindigkeit braucht und damit mehr Verluste hat.

[oktavian]

vor 3 Stunden von slowandsteady:

4.9. Da wird sich auch nichts

Und welche WP am Markt erreicht dabei 4,9? Das Vereisungsproplem hätten kalorische WPs nicht. Wir sind längst nicht am theoretischen Maximum. 

 

@rekowas hast du denn so bei Minustemperaturen mit Eisbildung erreicht COP und wie wäre der theoretische Wert gewesen?

Ist 40 Grad Vorlauf mit Warmwasser oder nur Heizung? Für Heizung würde es bei uns reichen. 

 

vor einer Stunde von reko:

Der Trend zur geringeren Kältemittelmenge bedingt leider, dass man für den gleichen Wärmetransport eine höhere Strömungsgeschwindigkeit braucht und damit mehr Verluste hat.

Richtig. Oder es kommt irgendwann die WP ohne Kältemittel. Muss man derzeit optimieren zwischen Wirtschaftlichkeit und Umweltschädlichkeit des Kältemittels. Bei Propan könnte man von der Umwelt ruhig "voll" laden, aber das ist leider explosiv. Längere Leitungen haben dann auch Nachteile bei der Effizienz, aber ist zumindest leiser. Wie wurde das denn alles optimiert/berechnet bei Auswahl der korrekten WP? So genau arbeitet bei uns keiner meines Wissens nach. 

 

[reko]

vor 1 Stunde von oktavian:

@rekowas hast du denn so bei Minustemperaturen mit Eisbildung erreicht COP und wie wäre der theoretische Wert gewesen?

Ist 40 Grad Vorlauf mit Warmwasser oder nur Heizung? Für Heizung würde es bei uns reichen. 

Den COP kann man vergessen. Ich hab dafür weder das Meßequipment (kein echter Wärmemengenzähler, die Strommessung per App differenziert nicht ausreichend) noch reproduzierbare Testbedingungen. Die Eisbildung hängt von Tempratur und Luftfeuchtigkeit ab. Bei tiefen Temperaturen weit unter 0°C mit dann trockener Luft ist es kein Problem, aber bei kaltfeuchten Wetter zwischen 0 und 10°C. Ich habe einen großen Warmwasservorrat mit früher 50°C z.Z. testweise 40°C (gleiche Temperatur wie Vorlauf). Das reicht mir bereits. Beim Entkeimen sind es dann aber 65°C. Wenn das die Automatik zu einer für mich nicht nachvollziehbaren Zeit macht, befürchte ich dass sich jemand verbrüht.

vor 1 Stunde von oktavian:

Wie wurde das denn alles optimiert/berechnet bei Auswahl der korrekten WP?

Das wird nach persönlicher Einschätzung festgelegt. Man braucht ein Grundverständnis, dann ist eine gute Schätzung besser als eine schlechte Berechnung.

 

vor 1 Stunde von oktavian:

WP ohne Kältemittel.

Die gibt es im Prinzip (magnetokalorische Wärmepumpen, Peltierelemente). Die Effizienz ist aber deutlich schlechter als mit Kältemittel. Ein sehr gutes Kältemittel ist Wasser. Leider für den Temperaturbereich einer Heizung nicht zu gebrauchen. Man kann auch mit Wasserdampf und Zeolith eine Wämepumpe bauen.

[oktavian]

vor 2 Stunden von reko:

Den COP kann man vergessen. Ich hab dafür weder das Meßequipment

ich würde einfach mit der Gasheizung vergleichen unter ähnlichen Bedingungen in der Vergangenheit und dann meinetwegen 95% Wirkungsgrad annehmen. Also die Gas kWh*0,95 für den Wärmebedarf. Braucht man vergleichbare Tage/Jahre. Ist grob, aber das reicht.

 

vor 2 Stunden von reko:

Die gibt es im Prinzip (magnetokalorische Wärmepumpen, Peltierelemente). Die Effizienz ist aber deutlich schlechter als mit Kältemittel.

Elektrokalorische Wärmepumpen sollen effizienter werden als die jetzigen Wärmepumpen.

vor 2 Stunden von reko:

großen Warmwasservorrat mit früher 50°C z.Z. testweise 40°C (gleiche Temperatur wie Vorlauf)

ich dachte der Speicher sei meine Vorlauftemperatur. Also wenn ich 40 Grad Vorlauf zum Heizen brauche = Speicher auf 40 Grad heizen/halten in den Zeiten, in denen die Heizung läuft. Riesenspeicher macht vermutlich nur Sinn, wenn man Solarthermie/PV Überschuss hat, denn sonst ist meiner Meinung nach besser genau nach Bedarf möglichst klein zu bleiben.

[reko]

vor 5 Stunden von oktavian:

Elektrokalorische Wärmepumpen sollen effizienter werden als die jetzigen Wärmepumpen.

Das glaube ich erst wenn es mir bewiesen wird. Bisher gibt es keine praktisch einsetzbare elektrokalorische WP. Auch die Erzeugung eines elektomagnetischen Feldes hat Verluste und besser als der Carnotprozess kann es ohne Verletzung der heutigen Physik nicht werden.

Man muß eine bestimmte Menge Substanz einen Feld aussetzen und bekommt dann ein Temperaturänderung. Über die Wärmekapazität kann man Wärme entnehmen/zufügen. Dafür braucht man einen zyklischen Prozess und Temperaturgradienten wie bei gewöhnlichen KältemittelWP. Kältemittlel haben einen für WP sehr effizienten Phasenübergang der mit geringer Substanzmenge eine große Wärmemengen ohne Temperaturänderung binden/freisetzen kann.

Falls es elektrokalorische WP geben sollte, dann werden sie den Einsatzbereich zu sehr kleinen WP erweitern, die bisher unwirtschaftlich sind.

[oktavian]

vor 38 Minuten von reko:

Das glaube ich erst wenn es mir bewiesen wird

Fairer Punkt. Das ist nur simuliert worden und es gibt keinen kompletten Prototypen. Zumindest wird daran gearbeitet und es scheint Fortschritte zu geben. 

[satgar]

Genial gemacht.

 

 

Diese Art von System würde mir auch vorschweben bei einer Sanierung. Split Klimas, BWWP, viel PV auf dem Dach…Klasse. Selbst ohne Gas-Hybridlösung würde das funktionieren, wenn man passende Splitklimas mit hohem Leistungsband bei sehr kalten Temperaturen anschafft.