Hochtemperatur-Wärmepumpe

Hallo Luxbee,

wir haben bei unserer Heizung einen großen Pufferspeicher der von der Heizung oder ab jetzt eigentlich komplett über Solarthermie beheizt wird.

Wir bekommen Strom auch nur über Sonne, wieso nutzt du nicht die Sonne um direkt das Wasser zu erwärmen. Hier hast du quasi keine Verluste, und die letzten Tage sind unsere 1000 L bis zu 75° hoch gegangen.
Ich halte diesen Weg für wesentlich effektiver und den Strom kannst du bestimmt auch anderweitig verbrauchen.

Wärmepumpe deshalb, weil man mit 1kwh Strom 3-5 (je nach Gerät) kwh Wärme bekommt (im Niedertemperaturbereich).

Warmwasserpufferspeicher klingt erst mal gut, macht aber nur Sinn bei einem Schichtspeicher. Und da gibt es mir zu wenig Anbieter.
Ausserdem würde ich Warmwasser dann lieber mit Parabolspiegel erwärmen. Bei Selbstbau kosten die fast nix. Allerdings gibt es da zu wenig belastbare Daten. also muss ich erst mal selbst bauen und ausprobieren.

Also ich hatte auch mit einer Wärmepumpe bei 55° Vorlauftemperatur geliebäugelt. Da bei mir echt kompliziert mit fußbodenheizung usw. Wäre. Lange Rede kurzer Sinn. Habe mich davon abgewendet. Da real die arbeitswerte wirklich niedrig sind. Vielleicht 2,5 realistisch. Und dann lohnt sich auch mit Solarstrom (wobei da im Winter nicht viel kommt) einfach nicht mehr. Von 75° vorlauftemperatur gabz zu schweigen

Es gibt spezielle Niedertemperaturheizkörper.
Oder man probiert einfach mal aus, wie weit man mit dem Vorlauf runter kommt ohne zu frieren.
Obwohl es dafür aktuell schon fast zu warm ist.

Die gibt es. Aber dabei is man finanziell schon sehr stark belastet, da komme ich persönlich finanziell mit Split bzw. Multisplit Klimas bedeutend besser klar. Und das bei dann auch noch bessererem COP . Aber wie gesagt, dass is meine meinung und die Gegebenheiten bei mir. Bei jemand anderem kann das schon wieder anders aussehen.

Ich glaube auch nicht, das es immer so hohe VL Temperaturen sein müssen bei Heizungen, nur weil die bei der alten Heizung gefahren werden müssen die nicht überall sein... da würde ich erst mal die VL temp. runter regeln und schauen wo das min. ist, dafür aber Dauerlauf und kein Sprint.
Das mit den Split Geräten hat ja bei den immer wärmer werdenden Sommern auch noch Vorteile, die können Problemlos kühlen... hätte ich wohl heute auch so bei Neuplanung umgesetzt, PV dazu passt super. Erzähl mir aber jetzt keiner mit FBH kannst auch kühlen... das ist das letzte, ein kalter Fußboden.

Also ja, man könnte sicherlich die temperatur runter fahren. Aber in einem wirklich kalten Winter benötigt man die schon. Habe bei mir die alten "Gussheizkörper" installiert und mein 22 Jahre alter Gasbrenner hat die immer ordentlich bei 75 Grad befeuert. Ich habe mal im Verlauf des Winters im ersten Jahr in meinem Haus versucht wie die auf 55 respektive 65 grad reagieren...da ich damals schon die Idee hatte vielleicht is da etwas einsparpotential drin. Aber sobald die Außentemperatur nur die 0 grad unterschreitet hat man mit den Körpern keine chance mehr. Und es is mir im Nachhinein auch klar wieso. Mein 24 Quadrat Wohnzimmer benötigt aufgrund meiener ungefähren Berechnung bei 100kw/qm und Jahr etwa 2400w heizleistung. Die Installierten Gussheizkörper haben laut Plan den man im Netz finden kann irgendwas um die 2700w heizleistung bei 75 Grad vorlauftemperatur. Wenn man sich die Daten für die Dinger bei 55 Grad votlauftempatur anschaut fällt die heizleistug gleich um ein vielfaches...hab jetzt nicht die daten im kopf, aber ich lege mal rund die Hälfte also irgendwas bei 1200 oder 1300 in die Waagschale. Das reicht natürlich hinten und vorne nicht aus um den 24quadratmeter Raum zu heizen. Und so is es auch bei den neueren Standardheizkörpern. Die können ebenfalls für den Raum bei 55 grad ausgelegt sein und je nach Größe z.B. 2400watt heizleistung erreichen um mein Wohnzimmer zu befeuern, legt man da dann nur 35 Grad vor, dann müsste man die Dinger im Grunde genommen so groß dimensionieren, dass die halbe Wohnzimmerwand mit heizkörper(n) zugepflastert sein müsste. Und da kommen dann die ganz speziellen aktiven heizkörper in Betracht. Diese sind mit einer Lüftung ausgestattet und meiner Recherche nach recht teuer (obwohl mir schon jemand irgendwelche günstigen Hersteller aus Italien oderso empfohlen hat) und dann wird es bei mir im Haus schon im Vergleich zu splitklimas teuer. Neue Heizkörper und gleich die verrohrung mit, weil man ja die alten im Erdreich verlegten Rohre nicht mehr mit nutzen möchte (schon aus Effizienzgründen) , dann neue Wärmepumpe und so weiter....das übersteigt meiner Ansicht nach die Kosten und auch den installationsaufwand von splitklimas. Und man kann natürlich immernoch seine alte Anlage drinn lassen, um sich davon zu überzeugen, ob es denn ausreicht absolut nur mit splitklima und Brauchwasserwärmepumpe klar zu kommen. Das werde ich so machen und dann vermutlich in 2 oder 3 Jahren die alte gasanlage raus reißen...alleine die Grundgebühr für den gasanschluss und den Schornsteinfeger kann man sich dann auch noch sparen.

Luxbee, die aktuell beste mir bekannte LWWP https://lambda-wp.at/wp-content/uploads/2021/07/Technisches-Datenblatt_EU-L.pdf erreicht für 70 Grad nur einen COP zwischen 2 und 3.

Effizienter ist es hier die Vorlauftemperatur irgendwie abzusenken.

@horst horstmann hast du mal geschaut, welche Abmessung moderne 33er HK mit der gleichen Leistung haben? Bei den meisten Heizkörperversendern kann man das nachschlagen, z.b. https://www.heizungsdiscount24.de/heizkoerper/kermi-ventilheizkoerper-heizkoerper-x2-profil-v-typ-33-600x900-mm-h-x-l.html haben bei
Systemtemperatur 70/55°C: 1617 Watt
Systemtemperatur 55/45°C: 1035 Watt

Im Haustechnikdialog.de sind einige unterwegs, die gute Erfahrung mit solchen Heizkörpern und dann aktiver Unterstützung durch Ventilatoren darunter gemacht haben, auch als Nachrüstsatz oder Eigenbau.
Ich bin selbst aber auch immer noch nicht 100% entschieden, wie es bei uns weiter gehen wird.

Die Wärmeleistung der HK sollte proportional zur Temperaturdifferenz sein, also bei
75 grad VL und 20 Raum 55 Grad Differenz
55 Grad VL und 20 Raum 35 Grad Differenz
Nicht ganz das doppelte an Leistung , aber grob 60 Prozent mehr.

Mit diesem "Pimoen" der normalen heizkörper mittels PC Lüfter hab ich auch anfangs drüber nachgedacht. Es wäre mir aber zu unsicher das aus zu testen. Problem is halt im Altbau, dass man trotzdem gerade bei größeren Räumen ziemlich große heizkörper benötigen würde...bei 24 Quadrat mal eben schnell 2400W Heizleistung...und das für 35° Vorlauftemperatur zu berechnen hab ich nix wirklich gefunden.

Ich glaube nicht, dass die Heizleistung sich proportional zur Temperatur verhält. Alleine die Konvektion bricht doch ziemlich zusammen bei tieferen Temperaturen.
Wie sich das mit der Wärmestrahlung verhält ... bin ich mir nicht sicher.

Das vermute ich ja auch...und hatte ja mal den test mit meinen Gussheizkörpern gemacht. Bei 65 grad und etwas unter 0 Grad Außentemperatur....bekam man die wohnung noch etwas warm, allerdings nicht so angenehm wie bei 75...und bei 55 war es dann aus...hatte damals allerdings keine Ventilation um die heizkörper, was bei den gusskörpern auch wirklich kaum Sinn macht glaube ich.

Vielleicht hilft dir das auch wenn hier kein Gussheizkörper aufgeführt ist.
https://www.heima24.de/shop/images/files/editor/file/category/khk_wattleistungen.pdf
Anm.: Mir ist es hier mal um eine Abschätzung gegangen da ich mich mit ähnlichem Beschäftige und überwiegend Typ 11 Heizkorper habe.
Vom Ölkessel fahre ich mit 55°C in den Pufferspeicher und von dort mit so 50°C in die Heizkorper.
Was man noch wissen solte ist dass die Angaben zur Heizleistung je nach Hersteller schwanken

Dazu dann noch der Beitrag https://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/51042/Normale-Heizkoerper-mit-35-Vorlauftemperatur- und dieser hier https://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/44704/Waermeleistung-von-Heizkoerpern-umzurechen

Wenn ich nen Typ 11 mit 600mHöhe und 1m länge habe so hat der 744/477W (bei 70/55°C Vorlauf) -> ca. 450W Heizleistung bei meinen 50°C Vorlauf (mit Sicerheit da der Leistungsverlust großer ist)
Hält man sich an die Faustformel dann hat man bei 35°C Vorlauf nur mehr ca. 30% der Wärmeleistung wie bei 55°C -> Wenn 30%=450W wie viel sind dann 100% -> 1500W
Sprich ich brauche einen heizkörper der bei 55°V Vorlauf im Datenblatt nicht 450W sondern 1500W stehen hat.

Nach meinem dafühalten ist das jetzt gut gerechnet und einige Sicherheiten drinnen und man solte sich noch ein paar Fragen stellen:
Wie viele Tage pro Jahr habe ich wo ich die maximale Heizleistung benötige?
Wie viele solche Tage folgen aufeinander?
Wie viel Speicherkapazität hat mein Haus (merkt man ja dass sich die Teamp nicht sofort ändert, wenn also mal die Heizleistung nicht mehr ganz ausreicht wird es nicht sofort kalt)?
Kann ich wenn es wirklich mehrere Tage extrem Kalt ist dazu Heizen (Kachelofen)?
Kann ich in solchen fällen nicht die Vorlauftemperatur um 2-3°C anheben? (das steigert die Leistung deutlich)

Ich bin für mich zum Schluss gekommen dass ich ggf auf Typ 22 bzw. 33 umsteige und oder je nach Einbaumöglichkeit auch auf einen höheren bzw. längeren Typ gehe.
Dan bin ich zwar unter der verdreifachten Nennleistung aber an den paar Tage pro Jahr lebe ich dann eben mit einem niedrigeren COP wenn ich die Vorlauftemperatur etwas erhöhe damit es kuschlig Warm bleibt.

Spannende Fragestellung, ich hab mich das mit den HT Wärmepumpen auch oft gefragt. Die werden ja fleißig angepriesen, aber grundsätzlich gilt ja: Je höher die zu erreichende dT (Temp. Differenz) ist desto ineffizienter die WP-
Bei HT kann ich mir kaum vorstellen, dass das noch wirtschaftlich ist.
Hat da von euch jemand Erfahrung oder kennt gute Beispielrechnungen?

So, jetzt am heimischen Rechner probiere ich nochmal ein bisschen ausführlicher zu schreiben.
Es gibt ein physikalisches theoretisches Limit an die Effizienz einer Wärmepumpe. Hier ist es eigentlich sehr anschaulich abgeleitet:
https://physics.stackexchange.com/questions/350074/is-there-some-theoretical-maximum-coefficient-of-performance-cop-for-heat-pump

COP <= T_1 / Delta_T

wobei T_1 die Temperatur der Wärmequelle (für uns hier die Außenluft) und Delta_T die Differenz der Wärmequelle und der Wärmesenke (für uns die Wassertemperatur) ist. Das ist schon vereinfacht, weil dazwischen noch das Kältemittel liegt, aber letztendlich ist hier ja nur eine obere Abschätzung für den COP das Ziel. Und dafür ist es einfach die Differenz von Außenluft zu Heizungsvorlauf.

Für die Werte, die hier mal diskutiert werden (75 Grad Vorlauf und -10 Grad Außentemperatur), ist das theoretische Limit dann

COP <= (273 - 10) / (( 273 + 75) - (273 -10)) = 263 / 85 ~= 3,09

Also ist das theoretische Limit für diesen Fall ein COP von etwa 3.

Ich habe jetzt nochmal den Ausschnitt von den Lambda Wärmepumpen angeschaut (am Ende des Dokuments aus meinem Post oben, leider kann ich hier gerade keine Bilder einfügen) - die sind bei 70 Grad Vorlauf und -10 Grad Außentemperatur bei einem COP von rund 2. Das ist schon relativ nah an dem theoretischen Limit von 3,29 für diese Werte.

Was passiert aber z.B. bei kaskadierenden Wärmepumpen, also zwei (oder mehr) WP die hintereinander geschaltet sind? Das muss ich nochmal im Detail betrachten, zwei Optionen sehe ich gerade, bin mir aber nicht wirklich sicher, welche richtig ist.

1. Das theoretische Limit hier lässt sich nicht überwinden, auch wenn ich mehrere (oder im Grenzfall unendlich viele) WP hintereinander kaskadiere.
2. Das Limit gilt nur für jede Wärmepumpe für sich und man kann die Gesamtleistungszahl des Systems durch Kaskadierung steigern. Selbst wenn das gilt, hat jede WP wieder reell einen Wirkungsgrad (nicht COP) kleiner als 1 und ich kann mir schwer vorstellen, wie das System insgesamt besser wird.

Im Moment tendiere ich zu 1. weil ich über den Weg des Wärmetransfers für die Abschätzung überhaupt keine Annahmen treffen muss für die Berechnung hier. Aber meine Zeit in der Physik ist schon ein wenig her... Ich probiere das aber mal in einer ruhigen Minute genau durchzurechnen.

Fazit bisher: Besser als einen COP von 3 wird man im tiefen Winter im Altbau mit HK nicht bekommen können.