Ja das klingt plausibel als ideale Abschätzung. In der Realität wird das vermutlich durch weitere Zwischenprozesse nie erreicht werden können, aber sehr hilfreich.
Danke für die Zusammenfassung 
Interessant, bei dT < T1 rutscht man unter die 1, also die Grenze liegt bei T2 = 2*T1 
Die Kaskadierung müsste die Gesamtleistung steigern (zum einen durch den steigenden Stromeinsatz, aber auch durch das geringere dT das pro WP benötigt wird) aber den Wirkungsgrad senken, da man mehr Verlustbehaftete Prozesse hat.
Leistungszahl != Wirkungsgrad (ich sags im Video zwar auch oft anders, aber absichtlich damit es leichter zu verstehen ist)
Viele Grüße
Andreas
[...]
Die Kaskadierung müsste die Gesamtleistung steigern (zum einen durch den steigenden Stromeinsatz, aber auch durch das geringere dT das pro WP benötigt wird) aber den Wirkungsgrad senken, da man mehr Verlustbehaftete Prozesse hat.
Leistungszahl != Wirkungsgrad (ich sags im Video zwar auch oft anders, aber absichtlich damit es leichter zu verstehen ist)
Jaja... die Physik ist echt zu lange her 
hab den Text angepasst, das sollte jetzt stimmen.
Das mit der Kaskadierung ist nicht ganz so direkt zu berechnen. Die Idee wäre ja, die Gesamtleistungszahl zu steigern, bei gleicher Eingangsleistung. Die Woche ist bei mir etwas voll, vielleicht kann ich am Wochenende klar machen, was ich meine.
Also, ich hab nochmal nachgedacht: Normale Wärmepumpen schaffen ca 40° Celsius Vorlauftemperatur, haben einen COp-Wert von 4-5. Bei Hochtemperatur-Wärmepumpen werden i.d.R. 2 Pumpen in Reihe geschaltet und schaffen so, bei doppeltem Stromverbrauch, 70-80°Celsius und ein COP-Wert von gerade mal 2. ABER: die Physik lässt sich ja bekanntlich nicht austricksen. Bei 70°Celsius Vorlauf brauche ich ja aber nur DIE HäLFTE der Wassermenge um mein Raum auf gleiche Temperatur aufzuheizen. DAS wird nirgends berücksichtigt. WO liegt mein Denkfehler (ausser den höheren Verlusten an den Wasserführenden Leitungen, die das Haus aber auch beheizen)
Ich unterstütze beruflich momentan ein Forschungsprojekt mit Hochtemperatur Wärmepumpen für industrielle Anwendungen.
Da werden 120 auf 200°C gebracht bei einem cop von 4 und mit Wasserdampf. Der Verdichter dafür ist zweistufig.
Um das ordentlich zu berechnen sind aber Kreisprozess Rechnungen +cfd Simulationen nötig, mit einfachen Formeln ist das nicht sinnvoll möglich.
Viele Grüße
Andreas
Also, ich hab nochmal nachgedacht: Normale Wärmepumpen schaffen ca 40° Celsius Vorlauftemperatur, haben einen COp-Wert von 4-5. Bei Hochtemperatur-Wärmepumpen werden i.d.R. 2 Pumpen in Reihe geschaltet und schaffen so, bei doppeltem Stromverbrauch, 70-80°Celsius und ein COP-Wert von gerade mal 2. ABER: die Physik lässt sich ja bekanntlich nicht austricksen. Bei 70°Celsius Vorlauf brauche ich ja aber nur DIE HäLFTE der Wassermenge um mein Raum auf gleiche Temperatur aufzuheizen. DAS wird nirgends berücksichtigt. WO liegt mein Denkfehler (ausser den höheren Verlusten an den Wasserführenden Leitungen, die das Haus aber auch beheizen)
@Luxbee, ganz genau weiß ich nicht, wo du hier einen Denkfehler vermutest, aber möglicherweise ist es der, dass du denkst Wassermenge sei gleich Wärmemenge.
Angenommen dein Haus braucht 10 kWh Wärme.
- Dann schaffst du die mit der Niedrigtemperaturwärmepumpe z.B. mit einem COP von 5 durch Einsatz von 2kWh Strom hinein.
- Die Hochtemperaturwärmepumpe kann dir dann auch ohne Probleme 10 kWh Wärme reinpumpen, hat dabei aber nur einen COP von 2 und braucht 5 kWh Strom.
Dabei ist es dann ersteinmal egal, wieviel Wasser dafür bewegt wird (Umwälzpumpen brauchen auch Strom, aber das ist nicht ganz so viel und ich vernachlässige es mal ganz dreist). Die Wärmemenge, die reinkommt ist gleich, der dafür eingesetzte Strom aber nicht.
Hilft das dem Verständnis?
Was ich noch nicht ganz verstanden habe ist die Tatsache das es "immer" heißt, ab Temperaturen über 40° verschlechtert sich der COP/SCOP Wert und die Anlage frisst dann Strom ohne Ende. Wie schaffen es dann moderne Hochtemperaturwärmepumpen dennoch einen hohen SCOP Wert zu haben (meiner Meinung ab 4 ist alles ok) obwohl die wie zum Beispiel hier mit 55° arbeiten, bei einem SCOP von 4,5.
Quelle: https://lambda-wp.at/luft/
Was macht die Hochtemp-WP anders um mit vergleichbaren guten SCOP Werten auf so hohe Temperaturen zu kommen wie normale Wärmepumpen bei 35-40°? Ist das dann technologischer Fortschritt beim Kompressor oder das Kältemittel?
Ich habe einen Altbau der mit 55° VT klarkommt, aber jeder mit dem ich bisher gesprochen habe (Energieberater, Heizungsbauer, Hersteller) rät erstmal pauschal von Wärmepumpen ab, ich find es echt schwierig mir da eine fundierte Meinung zu bilden.
Ein Scop von 4,5 bei 55° klingt doch ganz passabel oder? Was heißt die Angabe 180% im Datenblatt (ist das der Haken?)
Ich unterstütze beruflich momentan ein Forschungsprojekt mit Hochtemperatur Wärmepumpen für industrielle Anwendungen.
Da werden 120 auf 200°C gebracht bei einem cop von 4 und mit Wasserdampf. Der Verdichter dafür ist zweistufig.
Um das ordentlich zu berechnen sind aber Kreisprozess Rechnungen +cfd Simulationen nötig, mit einfachen Formeln ist das nicht sinnvoll möglich.
Das klingt sehr spannend. Für die Betrachtung, was theoretisch möglich ist, braucht man aber keine Kreisprozesse und cfd Simulation denke ich. Für den Temperaturbereich (120 auf 200 °C) ist das Limit für den COP einer Wärmepumpe bei COP <= 393 / 80 = 4,91
Ich hab jetzt mal ein bisschen herumgerechnet und ich glaube Aussage 1 aus meinem Post oben
1. Das theoretische Limit hier lässt sich nicht überwinden, auch wenn ich mehrere (oder im Grenzfall unendlich viele) WP hintereinander kaskadiere.
hält:
Angenommen ich kaskadiere zwei Wärmepumpen. Dann habe ich folgende Entropieänderungen:
Delta S_1 = -Q_1/T_1 + Q_2/T_2
Delta S_2 = -Q_2'/T_2 + Q_3/T_3
Wobei ich einfach ein neues Wärmereservoir mit T1<T2<T3 angenommen haben. Die Gesamtentropieänderung ist dann
Delta S = Delta S_1 + Delta S_2 = -Q1/T1 + (Q_2-Q_2')/T2 + Q_3/T_3
Als zusätzliche Bedingung muss man jetzt eigentlich voraussetzen, dass Q_2' = Q_2 ist, denn sonst entnehme ich dem Zwischenreservoir nach und nach Wärme, oder heize es auf, sodass am Ende T_2 entweder gleich T_1 oder T_3 ist. Dann bin ich aber wieder bei dem Ausgangspunkt für eine Wärmepumpe ohne Kaskade. Also kann ich auch mit einer Kaskade nicht über das theoretische Limit im COP einer einzelnen Wärmepumpe kommen.
Also ist mein Fazit dann, dass du in der Praxis wahrscheinlich mit einer Kaskade Vorteile erzielen kannst. Das zu modellieren ist sehr aufwändig. Aber du kannst trotzdem nicht über das theoretische Limit einer einzelnen "perfekten" Wärmepumpe kommen im COP.
Was ich noch nicht ganz verstanden habe ist die Tatsache das es "immer" heißt, ab Temperaturen über 40° verschlechtert sich der COP/SCOP Wert und die Anlage frisst dann Strom ohne Ende. Wie schaffen es dann moderne Hochtemperaturwärmepumpen dennoch einen hohen SCOP Wert zu haben (meiner Meinung ab 4 ist alles ok) obwohl die wie zum Beispiel hier mit 55° arbeiten, bei einem SCOP von 4,5.
2022-04-08 12_20_28-Clipboard.png
Quelle: https://lambda-wp.at/luft/Was macht die Hochtemp-WP anders um mit vergleichbaren guten SCOP Werten auf so hohe Temperaturen zu kommen wie normale Wärmepumpen bei 35-40°? Ist das dann technologischer Fortschritt beim Kompressor oder das Kältemittel?
Ich habe einen Altbau der mit 55° VT klarkommt, aber jeder mit dem ich bisher gesprochen habe (Energieberater, Heizungsbauer, Hersteller) rät erstmal pauschal von Wärmepumpen ab, ich find es echt schwierig mir da eine fundierte Meinung zu bilden.
Ein Scop von 4,5 bei 55° klingt doch ganz passabel oder? Was heißt die Angabe 180% im Datenblatt (ist das der Haken?)
Der SCOP verschlechtert sich immer mit steigender Vorlauftemperatur. Die Werte von 40°C bis 55°C für den Vorlauf sind in etwa der Bereich, wo man noch einen SCOP von 4 erreichen kann, deswegen werden die Zahlen meiner Meinung nach immer wieder genannt. Die Werte aus dem Screenshot sind ja auch mit der Norm versehen, wie sie berechnet werden. Bei zum Beispiel 55°C Vorlauf und -10°C Außentemperatur liegt der COP (ohne S!) für die Lambdas ja auch deutlich unter 3. Diese Werte hat man aber nicht immer. Der SCOP gewichtet das ja über einige Außentemperaturen (welche genau müsste in den Normen stehen und auch mit welchem Gewicht). Bei höheren Außentemperaturen braucht man in der Regel ja weniger Vorlauftemperatur und der COP steigt ja auch mit steigender Quelltemperatur (siehe die Formeln weiter oben).
180% ist der Werte für eta_s https://www.geothermie.de/bibliothek/lexikon-der-geothermie/e/etas.html - ganz grob gesagt ist gesamtgesellschaftlich alles über 100% gut. Mit steigendem Anteil an erneuerbaren Energien am Strommix, verliert der Wert für mich an Bedeutung.
Wenn du in deinem konkreten Fall mit VL bis 55°C auch das Haus bei tiefsten Wintertemperaturen warm bekommst, dann sollte eine HT-Wärmepumpe funktionieren. So zumindest das was ich bisher dazu gelesen habe und was mir ein etwas erfahrenerer Heizungstechniker mitgeteilt hat (baut seit 15-20 Jahren Wärmepumpen ein). Leider haben die Lambdas gerade schon mindestens 9 Monate Lieferzeit, also die nächste Heizperiode wird nichts damit.
Was genau sie anders machen kann ich dir leider nicht sagen, sie beschreiben es als 3K-Technik. Wobei das 3k vermutlich für 3 Kelvin Temperaturdifferenz steht (wahrscheinlich zwischen dem Kältemittel under Außenluft). Die meisten anderen WP brauchen da wohl ein höhere Differenz um der Umgebungsluft Wärme zu entziehen und das macht die Lambdas dann effizienter (aber hier rate ich mit sehr viel Halbwissen :))
Und das mit der fundierten Meinung kann ich sehr gut nachvollziehen. Ich habe mal in der Physik in der Forschung gearbeitet und lese mich seit mehr als einem Vierteljahr sehr intensiv in den ganzen Bereich ein und bin immer noch unschlüssig, was genau ich machen soll :/