Die Wärme kommt aber nicht über den Äther in den Keller. Sondern über der darüber liegenden Erwärmung der Wohnung. Wenn du also 5kWh entnimmst, müssen wieder 5kWh dort rein. Woher die nun kommen ist egal.
In zwei anderen Foren hatte ich mal geschrieben, dass theoretisch Wärme von außen über die Kellerwände und den Boden in den Keller kommen. Das wird bei Grabenkollektoren auch gemacht. Die Frage lautet: Wieviel Wärme kommt dann noch von den Wänden und der Bodenplatte täglich rein pro m²?
Worüber Leute auch gerne stolpern: die Wärme muss nicht vom Erdreich fließen, damit man Wärme entnehmen kann. Bei der Höhle reicht es, wenn weniger Abwärme von der Gefriertruhe ins Erdreich abfließt, beim Keller, wenn die Wärme, die auch schon ohne Wärmepumpe in den Keller geflossen ist, daran gehindert wird ins Erdreich weiter zu fließen.
Wenn du also 5kWh entnimmst, müssen wieder 5kWh dort rein.
Du musst in Flüssen in Watt denken. Wenn da ohne Brauchwasser Wärmepumpe 200 Watt in den Keller fließen, also etwa 5 kWh am Tag, reicht es, wenn die nicht mehr weiter ins Erdreich fließen sondern in die Brauchwasser Wärmepumpe.
Alles andere gleich, sind die Flüsse in Watt proportional zur Temperaturdifferenz.
Wenn also die Temperatur im Keller ohne Brauchwasser Wärmepumpe 12 Grad ist, das Erdreich bei 10 und der Wohnraum bei 20, kannst du bei einem Temperatur Abfall durch die Wärmepumpe um 1 Grad und bisher 200 Watt die neuen Flüsse überschlagen. Für Haus zu Keller nimmt der Fluss zu um 9/8, steigt also auf 225 Watt. Der Fluss Richtung Erdreich ist wieder proportional zur Temperaturdifferenz, der fällt von 200 Watt auf die Hälfte (1 Grad Temperaturdifferenz zwischen Keller und Erdreich statt 2 Grad). Es fließen nur noch 100 Watt ab. Die Brauchwasser Wärmepumpe kann 125 Watt entnehmen und davon müssen nur 25 Watt im Erdgeschoss zugeheizt werden.
Naja dann ist die Kellerdecke nicht gedämmt und das EG leitet zuviel Wärme in den Keller ab. Das ist deswegen noch viel schlimmer, weil dann damit auch noch das Erdreich und der Boden erwärmt werden und nicht nur der Keller und dessen Umgebungsluft.
Du gehst also davon aus, dass du 5kWh Verlust vom EG in den Keller hast, und diese 5kWh pumpst du dann wieder weg. Das KANN man so sehen. 😉 Es ändert letztlich aber an den COP-Werten nichts, hatte ich ja ausgerechnet. Der COP ergibt sich dann aus den beiden Wärmepumpen-COP und nicht nur aus der der BWWP.
Die Wärmepumpen Kaskade gibt ganz richtig bemerkt ähnliche Werte, wie wenn man direkt die Außenluft abgreift.
Um so besser die Kellerdecke gedämmt ist, um so geringer ist aber der Anteil der Wärmepumpen Kaskade, sprich der Anteil der Wärme, die von der Klimaanlage geliefert werden muss.
Interessant finde ich noch die Frage, ob und in wie fern man die saisonale Speicherung nutzen kann / sollte. Ganz einfach ist es natürlich die Kellerfenster im Sommer regelmäßig auf Kippe zu stellen. Da sieht die Brauchwasser Wärmepumpe trotz Umluft warme Außenluft im Sommer, aber auch die Bodenplatte wird im Sommer dann wärmer und es wird Wärme im Erdreich unter der Bodenplatte für den Winter gespeichert.
Das ist fast no regret mit der kleinen Ausnahme, dass warme Luft oft auch sehr feucht ist. Wenn man keinen Schimmel im Keller will, muss man dann vielleicht ab und zu etwas zusätzlich entfeuchten (die Brauchwasser Wärmepumpe holt auch ganz ordentlich Wasser aus der Luft).
Was ich auch mache mit meinem Überschuss Strom im Sommer: nichts an die Wäscheleine, das kommt da alles in den Wärmepumpen Trockner im Keller. Ich hab's ja, die Wäscheleine ist für Strom Mangelzeiten 😉
Wenn man mit (Halb) Insel nun überhaupt nicht weiß, wohin mit dem Strom und überlegt, ob man den jetzt abregelt, frage ich mich in wie weit es lohnt, den eigentlich unbeheizten Keller, der nur als Lagerraum und Waschküche und dergleichen benutzt wird im Sommer etwas aktiver hoch zu heizen. Wie gut ist die saisonale Speicherung des Erdreiches unter der Bodenplatte? Wenn man sonst abregelt, wäre gegebenenfalls schon 5% Speicherwirkungsgrad OK, wenn das Invest klein genug ist oder gar schon vorhanden (Elektrisches Heizgerät), aber vielleicht sind es auch nur 0,5 oder 0,05%? Irgendwelche Ideen, wie man das einfach abschätzen kann?
Habt ihr bei der Wärmepumpen-Kaskade berücksichtigt das sich der COP der LLWP auf einen Hub auf 20 Grad Innentemperatur bezieht?
Um das Zimmer auf 20 Grad zu bekommen, muss die Flüssigkeit in der Klimaanlage sogar eine noch etwas höhere Temperatur haben als 20 Grad und die Brauchwasser Wärmepumpe sieht im Keller vielleicht nur 11 Grad. So weit der Nachteil der Kaskade. Vorteile liegen darin, dass die beiden Kaskaden Schritte unabhängig voneinander sind und nur ein Außengerät mit moderatem Hub gebraucht wird. Mit Monoblok draußen kann da Wasser einfrieren und du hast Verluste über die Leitungen. Mit Monoblok drinnen muss kalte Luft über einen Luftkanal durch einen Mauerdurchbruch und noch kältere Luft wieder nach draußen. Die Kanäle müssen auch gut isoliert sein, sonst verliert man da wieder kräftig.
Wenn du ein Gerät machst für Raumheizung und Warmwasser passen die Hübe nicht zusammen. Bei Warmwasser braucht man weniger Watt und relativ viel Temperaturerhöhung, bei der Raumwärme ist es umgekehrt.
Wenn man das trennt und mit Klima heizt und auch ein Split System für die Brauchwasser Wärmepumpe nimmt, hat man das extra Außengerät mit Notwendigkeit für einen Kälteschein.
Mit Umluft und Monoblok drinnen muss man sich überhaupt keine Gedanken machen über einfrieren oder Auftau Zyklen und kann an richtig kalten Tagen den Wärmespeicher Erdboden etwas nutzen und an milden und warmen Tagen kann man die Wärme einfach über das Fenster reinlassen.
Der Monoblok drinnen entfeuchtet außerdem, was ein großer Vorteil sein kann.
https://www.quatt.io/all-electric
Zur Kaskade auch noch das interessante System hier aus den Niederlanden.
Die Quatt ist eine Monoblok Hybrid Wärmepumpe. Sie steht draußen und es wird Wasser durch die Mauer zirkuliert. Bei Stromausfall und niedrigen Temperaturen wird die Außeneinheit automatisch entleert. Das ist ausgeklügelt, damit da nicht unnötig die Außeneinheit abgetrennt wird und sie sicher nicht zufriert.
In den Niederlanden gibt's die für etwa 2800 Euro nach Subventionen und das kann man in 20 Euro Raten bezahlen. Die Subvention ist ein Fixbetrag, der zwar von Pumpe zu Pumpe variiert (je nach Leistung, Art des Kühlmittels), aber nicht von den lokalen Gegebenheiten abhängig ist. Das hilft beim klein halten der Bürokratie und macht günstige Pumpen besonders wettbewerbsfähig. Am Anfang konnte Quatt die Hybrid Wärmepumpe für unter 2000 Euro in den Markt drücken und es gab trotzdem die volle Subvention von 3000 Euro oder so ähnlich. In Deutschland mit Prozentsatz als Förderung hätten die das nicht gekonnt (niedrigerer Preis = Kürzung der Förderung in Deutschland). Pech hat bei dem System mit fixer Förderung in den Niederlanden, wer besondere Umstände hat und deswegen mehr zahlen muss und das nicht extra gefördert bekommt.
Die Quatt kann im Prinzip auch als reine Wärmepumpe eingesetzt werden. Für die all electric Variante hat die Firma sich ein System mit Kaskade ausgedacht. Es gibt keine Brauchwasser Wärmepumpe mit Außeneinheit. Stattdessen wird eine Wasser Wasser Wärmepumpe in Kaskade geschaltet.
Das hat Nachteile, eine Brauchwasser Wärmepumpe separat wäre billiger. Der Vorteil hier bei der Kaskade ist, dass flexibler gespeichert werden kann. Die Quatt Außeneinheit kann für ganz kalte Tage mild warmes Wasser einspeichern und dann die Wasser Wasser Wärmepumpe das Temperaturniveau in der Spitzenleistungs Phase anheben und so eine hohe Vorlauftemperatur erreichen. Da geht es insbesondere um eine niedrigere Belastung des Stromnetzes meinem Verständnis nach.
Ein bisschen ist das bei der Kombination Klimaanlage plus Brauchwasser Wärmepumpe auch so, weil der Keller und besonders das Erdreich unter dem Keller als Wärmespeicher funktioniert und damit die nötige Spitzenlast an den kältesten Tagen gedämpft wird.
Mit "Monoblock" beziehe ich mich ja explizit auf die Bauform der BWWP in Abgrenzung zur Split-BWWP und nicht die Monoblock im Sinne der "grossen" Luft-Wasser Wärmepumpe.
Mit den 20 Grad möchte ich darauf hinweisen, dass man bei der Kaskaden-Rechnung die Temperatur berücksichtigen sollte. D.h. wenn erst die LLWP den Raum auf 20 wärmt, hat im nächsten Schritt die BWWP einen höheren COP als bei 10 oder 11 Grad.
Ich habe auch nicht nur die Keller-Installation betrachtet, sondern die Installation im beheizten Bereich, wie z.b. der Waschküche o.ä. (es macht natürlich keinen Sinn den Keller nur zu beheizen, damit die BWWP besser läuft.
Aber ich verstehe nun Deine Überlegungen: im unbeheizten Keller wird die BWWP gedanklich zur "Erwärmepumpe" mit der Aussenwand als Kollektor mit der Raumluft als Übertragungsmedium. Damit es wirklich Erdwärme ist, muss dann die Kellerdecke gut isoliert sein.
Man könnte die Monoblock-BWWP auch als Teil der kontrollierten Wohnraumventilation mit Wärmerückgewinnung betreiben. Oder aber gezielt einen Raum kühlen, z.b. die Speisekammer. Alles abhängig von der Verrohrung. Daher kann es sinnvoll sein Umschaltventile zu verbauen, die man je nach Bedarf umstellt.
Ich habe mich selber für eine BWWP in Splitausführung entschieden, also mit Aussengerät, da die bei uns in der Waschküche im Erdgeschoss steht (wir haben keinen Keller) und ich nicht will, dass die an der LLWP schmarotzt. Meine Anlage läuft bis minus 15 Grad im Kompressorbetrieb.
Ich sehe mehrere Aussengerät übrigens als Vorteil an, da mit jedem Aussengerät die Verdampfer-Fläche wächst.
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Das hatte ich schon einmal in Betracht gezogen. Und zwar sollte man die BWWP bzw. diese kleinen, die man überall hinbauen kann und dazu einen Tank extra anschließen, ins Badezimmer einbauen. Nehmen wir an man geht duschen. Dann hat man das Bad wärmer als normal beheizt. Zusätzlich ist der Raum feucht. Nach dem Duschen schaltet man die BWWP ein. Also wird der Raum bzw. Raumluft abgekühlt und die Feuchte entzogen. So kann man mehr oder weniger Wärmerückgewinnung machen.
Bei mir kann ich das Ganze natürlich noch weiter treiben. Das Abwasser kann ich in meinem Keller in einem Raum in einem Tank "speichern". Dann mit einer Umwälzpumpe durch einen Radiator mit Lüfter pumpen und dann die BWWP einschalten. Damit sollte ebenfalls viel möglich sein. Wobei dann könnte man auch direkt eine Wärmerückgewinnung mit einem Plattenwärmetauscher... ich hör schon auf.
Also wird der Raum bzw. Raumluft abgekühlt und die Feuchte entzogen. So kann man mehr oder weniger Wärmerückgewinnung machen.
Vor allem interessant, wenn die Alternative das buchstäblich Wärme zum Fenster rausschmeißen ist, sprich nach dem Duschen steht das Fenster auf Kippe, um die feuchte Luft los zu werden.
Also wird der Raum bzw. Raumluft abgekühlt und die Feuchte entzogen. So kann man mehr oder weniger Wärmerückgewinnung machen.
Vor allem interessant, wenn die Alternative das buchstäblich Wärme zum Fenster rausschmeißen ist, sprich nach dem Duschen steht das Fenster auf Kippe, um die feuchte Luft los zu werden.
Wobei ein Bayernlüfter im Bad ideal wäre.So kann man die Wärme nutzen und die Feuchte loswerden. Das ist so wie das Wasser in der Badewanne lassen bis es Raumtemperatur hat.
Lüfter mit Wärmerückgewinnung ist bei uns im Bad eingebaut (allerdings eine andere Marke). Wir haben den 2016 gekauft und sind damit soweit zufrieden. Das waren 400 Euro plus der Mauerdurchbruch für die Installation, die ich selber gemacht habe. Auf der Bayernlüfter Seite steht ein Preis von 599 Euro für ein Einzelgerät.
Ich habe trotzdem etwas überlegt mit der Kelleraufstellung, weil die Leitungsverluste da bei uns ziemlich hoch sind. Am Ende hat der begrenzte Platz in Bad und Küche und die einfache Integration mit der Gasheizung im Keller (in Kaltwasser Zulauf der Gasheizung) den Ausschlag gegeben.
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Exkurs Leitungs- und Standby Verluste. Ein Teil der Energie, die ins warme Wasser geht, geht in Warmwasser Leitungen und als Verlust aus dem Speicher verloren. Das kann ziemlich viel sein (also größer 50%), gerade bei langen Leitungswegen und moderatem Wasserverbrauch, der in kleinen Schüben kommt.
Von daher können Durchlauferhitzer überraschend effizient sein im Vergleich zu einem zentralen System mit Speicher, gerade wenn der weit weg in einem unbeheizten Keller steht.
Und wenn man die Wahl hat zwischen Brauchwasser Wärmepumpe direkt neben Bad/Küche und Gasheizung mit Warmwasser Speicher im unbeheizten Keller gilt auch, man spart Verluste ein. Der Tank im beheizten Raum kühlt langsamer aus und zumindest im Winter ist die Verlust Wärme da deutlich nützlicher als im Keller.
Wenn die BWWP mit COP 2 dem Raum 5kwh Energie entziehen, wird die BWWP aber kurz danach nicht mehr mit COP 2 arbeiten können, da dann diese 5kwh Energie nicht mehr für die BWWP nutzbar sind. Der COP der BWWP würde mit zunehmend fehlender Wärmeenergie im Raum immer weiter abnehmen.
Diese Energie wird dann z.b. von einer LLWP wieder aufgefüllt.
Jetzt vergleicht man, was einen höheren Gesamtwirkungsgrad ergibt, die BWWP nimmt Aussenluft, oder eine LLWP arbeitet der BWWP zu: angenommen die Aussenluft hat 10 Grad und ich stelle die Zieltemperatur der LLWP auch auf 10 Grad, dann läuft die LLWP gar nicht (es wird kein Strom hinzugezogen). Und die BWWP läuft angenommen mit COP2.
Wenn ich aber die LLWP auf 20 Grad stelle, dann erhöhe ich im Innenraum die Temperatur auf 20 Grad mit einen hohen COP (z.b. COP5) und es wird für die BWWP sehr vorteilhaft mit der Innenluft zu arbeiten.
In Deiner Berechnung gehst Du davon aus, dass die BWWP mit COP2 durchläuft, obwohl die LLWP den Energievorrat für die BWWP mit noch höherem COP vorbereitet. Ich würde davon ausgehen, dass sich dadurch der COP der BWWP erhöht.