Hoffentlich nicht, dass die maximale Lüfterstufe effizienter ist als Stufe 1-2.
Ja klar ist die effizienter. Hast du Zweifel?
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Hoffentlich nicht, dass die maximale Lüfterstufe effizienter ist als Stufe 1-2.
ich hab das mal bei mir getestet mit mehr luftstrom sinkt der energieverbrauch der klima
ist aber nervig laut, deswegen lass ich das auf hörbar aber nicht laut
Projekt 80kWh / 26kWp Inselanlage - SMA Sunny Island
Sind Photovoltaik-Inselanlagen meldepflichtig?
Warum braucht man keinen 3phasen Batteriewechselrichter?
-- Sammelthread PV Anlagen Beispiele Umsetzung --
Die "Energiewende" kostet eine Kugel Eis..... pro kWh am Stromzähler.
Hast du Zweifel?
Durchaus. Wenn wir mal Verluste außen vor lassen und die Energieerhaltung berücksichtigen, dann sinkt die Auswurftemperatur, weil bei hoher Lüfterstufe in derselben Zeit viel mehr Luft am Wärmetauscher vorbei geführt wird. Dieses mehr an Luft wird weniger stark erwärmt (s. Auswurftemperatur), der Wärmeenergiegehalt pro Kubikmeter Luft ist also geringer als bei niedriger Lüfterstufe und höherer Auswurftemperatur.
Die hohe Lüfterstufe kühlt also den Wärmetauscher stärker ab. Um die Luft weiter gleichmäßig zu erwärmen, muss der Wärmetauscher im IG auf ein höheres Wärmeniveau gebracht werden (= höhere Kompressorleistung am AG) oder der Umwelt muss mehr Wärme entnommen werden (= höhere Lüfterdrehzahl des AG). Solange der Wärmetauscher am AG der Umwelt noch mehr Wärme entnehmen kann, solange wird eine hohe Lüfterstufe etwas effizienter sein als eine niedrige, weil der höhere Stromverbrauch des Ventilators nicht groß ins Gewicht fällt.
Kommt der Wärmetauscher am AG allerdings an seine physikalischen Grenzen, muss der Kompressor die Mehrarbeit leisten.
Da kommt mir gerade ein Gedanke im Zusammenhang mit dem Vereisungs-Thread... Kann es sein, dass es zu mehr Vereisung kommt, wenn die Lüfterstufe der IGs hoch ist, weil die Klimasteuerung versucht, die größere Wärmeabgabe am IG erstmal über Umweltwärme zu kompensieren?
Daikin 3MXM40 mit 2 x Stylish (25, 20) und 1 x Perfera (20)
Daikin 2MXM40 mit 2 x Perfera (20, 20)
PV-Anlage mit 9,8 kW und 16,8 kWh BYD HVM
Vaillant ecoVIT VKK 226/2 mit 750l Schüco Solarspeicher und 11 qm Solarthermie
Smarthome, Überschussladung, Überwachung, Sicherheit per openHAB
Wenn das Innengerät mit niedrigerem Temperaturhub läuft, weil der Lüfter höher gedreht ist, steigt der COP. Der Wärmeenergiegehalt ist am Ende vom Raum abhängig und wie lange benötigt wird, um aufzuheizen. Wenn eine hohe Lüfterstufe aber dafür sorgen würde, dass mehr getaktet würde, dann könnte der COP schlechter werden weil beim Einschalten und hochlaufen wieder mehr Energie verwendet wird. Läuft die Anlage jedoch ununterbrochen ist eine niedrigere Innentemperatur der Innengeräte vorzuziehen.
Kommt der Wärmetauscher am AG allerdings an seine physikalischen Grenzen, muss der Kompressor die Mehrarbeit leisten.
Wann sollte das sein? Bei Maximalleistung bei NAT? Wie oft ist das?
Eine Split-Klimaanlage ist zwar ein komplexes System, aber auch sie kann die Grundlagen der Physik nicht aushebeln.
In einem stabilen System (Wärmezufuhr = Wärmeverlust) haben wir eine konstante Ansaugtemperatur der Umgebungsluft, eine konstante Ausblastemperatur, eine konstante Einlasstemperatur am Wärmetauscher, eine konstante Luftmenge und ein konstantes Verhältnis aus Umgebungswärme und elektrischer Leistung.
Verändere ich nun den Parameter "Luftmenge" und ich möchte, dass die Raumtemperatur gleich bleibt, ändert sich nichts an der benötigten Wärmeenergie, um die Raumverluste auszugleichen. Das AG muss also die identische Wärmemenge produzieren. Wo soll sich nun ein Spareffekt einstellen? Doch höchstens im Verhältnis elektrischer Energie zu Umweltwärmeentnahme. Da sich das Verhältnis vom Anwender aber nicht direkt beeinflussen lässt, sieht es mehr nach Zufall aus, dass die Vertreter der These "hohe Lüfterstufe = bessere Effizienz" immer eine geringere Leistungsaufnahme festgestellt haben.
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Die Wärmezufuhr findet aber auf einem anderen Niveau statt. Das ist wie mit einer Brauchwasserwärmepumpe anstatt 45°C eine Endtemperatur von 60°C einstellen. Das hatten wir nämlich hier im Forum einmal. Dort wurde von immensen Verlusten gesprochen. Im Endeffekt war es aber daran geschuldet, dass zwar zum erhitzen des Wassers von 10°C auf 65°C ein COP erreicht werden kann, der gemittelt bei um die 3 liegt, wenn man aber nur Energieerhaltung betreibt ist der COP schlechter. Weil das Niveau höher ist.
Deswegen versucht man bei Wärmepumpen mit Fußbodenheizung auch, die Vorlauftemperatur zu senken und den Durchfluss zu erhöhen und nicht die Vorlauftemperatur zu erhöhen und den Durchfluss zu senken.
Wo du Recht haben könntest wäre das modulieren des Außengerätes. Das wird wohl von jedem Gerät anders durchgeführt werden. Das sieht dann nach Zufall aus, liegt aber am Hersteller der Geräte....
Verändere ich nun den Parameter "Luftmenge" und ich möchte, dass die Raumtemperatur gleich bleibt, ändert sich nichts an der benötigten Wärmeenergie, um die Raumverluste auszugleichen. Das AG muss also die identische Wärmemenge produzieren. Wo soll sich nun ein Spareffekt einstellen? Doch höchstens im Verhältnis elektrischer Energie zu Umweltwärmeentnahme. Da sich das Verhältnis vom Anwender aber nicht direkt beeinflussen lässt, sieht es mehr nach Zufall aus, dass die Vertreter der These "hohe Lüfterstufe = bessere Effizienz" immer eine geringere Leistungsaufnahme festgestellt haben.
Die Effizienz steigt, wenn der Temperaturhub sinkt. Das gilt für jede Wärmepumpe. Je höher der Temperaturhub, um so mehr muss der Verdichter leisten, die Effizienz sinkt.
Das ist auch der Grund, warum bei höheren Außentemperaturen der COP so stark steigt.
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Die Wärmezufuhr findet aber auf einem anderen Niveau statt.
Ich glaube, da liegt der Kardinalfehler. Vielleicht sollten wir erst einmal klären, warum die Ausblastemperatur sinkt? Nach Deiner und auch @win Auffassung liegt es an einer besseren Effizienz.
Ich denke folgendes:
Wenn ich mit langsamem Lüfter die Raumluft innerhalb von 60 Minuten einmal komplett am Wärmetauscher vorbeiführe und dadurch eine konstante Raumtemperatur erreiche, muss ich bei Verdopplung des Luftdurchsatzes innerhalb von 30 Minuten die Hälfte der Wärmeenergie vom Wärmetauscher auf die Luft übertragen und auch nur die Hälfte des Wärmeverlustes ausgleichen. Das heißt, die Ausblastemperatur ist niedriger, weil dieselbe Luftmenge weniger Wärmeverluste ausgleichen muss. In 60 Minuten muss ich trotzdem auch bei hoher Lüfterstufe die Wärmeverluste von einer Stunde ausgleichen.
Wenn ich die Luftmenge im IG gegen unendlich erhöhen würde, würde die Ausblastemperatur immer näher an die Lufttemperatur angeglichen und bei einem stabilen System nur noch an der millionsten Nachkommastelle abweichen. Trotzdem müsste ich immer noch denselben Wärmeverlust ausgleichen.
Wärmeverluste ausgleichen kann ich nur, indem ich Wärme zuführe. Wenn sich die Zusammensetzung der Wärmeenergie aus elektrischer Leistung und Umweltwärme nicht massiv ändert, verbrauche ich nicht weniger elektrische Energie.
Die wirklich interessante Frage ist also: Ändert sich die Wärmeaufnahme über den Wärmetauscher am AG, wenn ich am IG die Lüfterstufe ändere?
Deswegen versucht man bei Wärmepumpen mit Fußbodenheizung auch, die Vorlauftemperatur zu senken und den Durchfluss zu erhöhen und nicht die Vorlauftemperatur zu erhöhen und den Durchfluss zu senken.
Interessante Erklärung. Tatsache ist aber, dass der Energiebedarf, um einen Liter Wasser um 1K zu erwärmen, immer bei 1,16 Wh liegt, egal ob ich von 10 auf 11 oder von 59 auf 60°C erwärme. Und die Senkung der VL-Temperatur zusammen mit der Erhöhung des Durchflusses macht man deshalb, weil man Spannungsrisse im Fußboden durch zu große Temperaturunterschied an Vor- und Rücklauf vermeiden möchte, weil die "Wärmetauscherfläche" einer Fußbodenheizung ungleich höher ist als bei einem Heizkörper und weil 50°C Vorlauftemperatur in der Fußbodenheizung weder für den Bodenbelag noch für die Füße wirklich gesund wären.
wenn man aber nur Energieerhaltung betreibt ist der COP schlechter. Weil das Niveau höher ist.
Der COP ist in dem Beispiel schlechter, weil die Wärmedämmung des Brauchwasserspeichers zu schlecht ist und die Temperaturdifferenz von Umgebung und BW-Speicher zu groß. Hätte ich einen perfekt gedämmten 300l Wasserspeicher, kostet mich jedes K Temperaturerhöhung 348 Wh. Egal, ob ich den Speicher von 30 auf 40, 50 auf 60 oder 70 auf 80°C erhitze.
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Die Effizienz steigt, wenn der Temperaturhub sinkt.
Ich denke, der Temperaturhub sinkt nicht, nur weil die doppelte Luftmenge mit derselben Energie erwärmt wird. Das hat zwangsläufig ein sinken der Ausblastemperatur zur Folge, obwohl der Wärmetauscher immer noch mit derselben Heißgastemperatur versorgt wird.
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wenn man aber nur Energieerhaltung betreibt ist der COP schlechter. Weil das Niveau höher ist.
Der COP ist in dem Beispiel schlechter, weil die Wärmedämmung des Brauchwasserspeichers zu schlecht ist und die Temperaturdifferenz von Umgebung und BW-Speicher zu groß. Hätte ich einen perfekt gedämmten 300l Wasserspeicher, kostet mich jedes K Temperaturerhöhung 348 Wh. Egal, ob ich den Speicher von 30 auf 40, 50 auf 60 oder 70 auf 80°C erhitze.
Er hat recht, der COP wird an beiden Enden ruiniert, an der Quelle, wenn man die Wärme nicht schnell genug liefert, an der Senke, wenn man sie nicht schnell genug abholt.
Der Kompressor braucht mehr Druck für dieselbe Energiemenge. Das Optimum zu finden ist nicht leicht, bei dem der Kompressor und die Windmühlen (bei Wasser die Pumpen) das beste Verhältnis von eingesetzter Elektroenergie zur erzeugten Wärmemenge bringen.
Ich habe ne WP mit Konstanter Quelle, bei mit konstanter Modulation laufendem Kompressor braucht er mehr Energie je höher die Zieltemperatur ist,
das sieht man, es ist kein esoterisches mehr. Das siehe man bei jeden Grad. Es hat nichts mit der Wärmemenge zu tun, die ist beim mir konstant.
Im Moment überheize ich meine Hütte etwas, der COP ist dadurch mies, aber wenn die WP taktet ist er auch mies.
..,-
Also für mich ist es einleuchtend, dass die Effizienz am besten ist, wenn man die vorhandene Wärme vom Innengerät bestmöglich abtransportiert, also maximale Lüfterdrehzahl.
Weiterer Vorteil ist, die Luft wird maximal weit in den Raum gepustet.
Und bei meinen Messungen war es immer so, dass die Stromaufnahme sofort steigt, wenn man die Lüfterdrehzahl reduziert.
Nicht erst, wenn das Luftvolumen im Raum ausgeglichen ist oder durch "Zufall".
Das war reproduzierbar.
Also 2 Gründe die für maximale Drehzahl sprechen
Grüße Jochen
Panasonic VZ9
Ich denke, der Temperaturhub sinkt nicht, nur weil die doppelte Luftmenge mit derselben Energie erwärmt wird. Das hat zwangsläufig ein sinken der Ausblastemperatur zur Folge, obwohl der Wärmetauscher immer noch mit derselben Heißgastemperatur versorgt wird.
Die Temperatur des Wärmetauschers sinkt ganz deutlich und das ist der Gewinn. Deshalb muss der Kompressor für die gleiche Wärmeleistung weniger arbeiten.
Das ist ein ganz zentraler Punkt bei Wärmepumpen bei der Effizienzoptimierung, dass man den Temperaturhub zwischen äußerem und innerem Wärmetauscher so klein wie nur möglich bekommt. Bei LWWP ist das noch viel offensichtlicher, weil man es hier direkt an der Vorlauftemperatur sieht. Geht die hoch, sinkt der COP, so die Theorie und wurde auch unzählige Male im Internet aus praktischen Erfahrungen geteilt. Die ganzen LWWP Optimierer kämpfen um jedes Grad bei der Vorlauftemperatur. Und gerade die Leute mit Fußbodenheizung sind da ganz vorne mit dabei, weil man hier die Vorlauftemperatur durch die große Fläche sehr weit absenken kann.
Wenn ich die Luftmenge im IG gegen unendlich erhöhen würde, würde die Ausblastemperatur immer näher an die Lufttemperatur angeglichen und bei einem stabilen System nur noch an der millionsten Nachkommastelle abweichen. Trotzdem müsste ich immer noch denselben Wärmeverlust ausgleichen.
Wärmeverluste ausgleichen kann ich nur, indem ich Wärme zuführe. Wenn sich die Zusammensetzung der Wärmeenergie aus elektrischer Leistung und Umweltwärme nicht massiv ändert, verbrauche ich nicht weniger elektrische Energie.
Genau, und wenn du die Luftmenge ins unendliche erhöhen würdest und wir die Leistung des Lüfters vernachlässigen, bist du dort im Optimum für die Wärmepumpe, weil die dann nur noch bis auf Zimmersolltemperatur hochpumpen muss. Damit ist der Verdichter im Optimum, weil er mit minimalen Druck das Ergebnis erreichen kann. Für jedes Grad mehr am Wärmetauscher muss er den Druck erhöhen, was mehr elektrische Leistung nötig macht.
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Auch noch interessant für diesen Zusammenhang ist der Carnot-Wirkungsgrad:
https://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad
https://home.uni-leipzig.de/energy/energie-grundlagen/13.html
Daran siehst du schon, dass der Temperaturhub entscheidend für den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist.
Der praktisch erreichbare Wirkungsgrad liegt eher so bei 50% des theoretischen Maximums.
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Der COP ist in dem Beispiel schlechter, weil die Wärmedämmung des Brauchwasserspeichers zu schlecht ist und die Temperaturdifferenz von Umgebung und BW-Speicher zu groß. Hätte ich einen perfekt gedämmten 300l Wasserspeicher, kostet mich jedes K Temperaturerhöhung 348 Wh. Egal, ob ich den Speicher von 30 auf 40, 50 auf 60 oder 70 auf 80°C erhitze.
Richtig. Du benötigst dieselbe Wärmemenge, aber wenn du den Speicher auf 30 aufheizt benötigt die Wärmepumpe weniger Strom, also hat sie einen höheren COP. Je höher die Temperatur wird die gefordert ist, desto schlechter der Wirkungsgrad, umso mehr elektrische Energie benötigt die Wärmepumpe.
Wie geschrieben bei der BWWP. Eigentlich sollte die BWWP mit einem COP von 3 laufen. Da aber nur der letzte Hub nach oben erwärmt wird, kommt dabei 2 oder sogar darunter heraus. Würde man den Speicher vollständig leeren und von Kaltwasser 10°C auf die Endtemperatur erwärmen, kommt man dann auf einen COP von 3. Am Anfang sehr hoch, am Ende sehr niedrig.
Auch noch interessant für diesen Zusammenhang ist der Carnot-Wirkungsgrad:https://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad
https://home.uni-leipzig.de/energy/energie-grundlagen/13.html
Daran siehst du schon, dass der Temperaturhub entscheidend für den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist.
Vielen Dank für die Links. Das hilft mir insoweit weiter, als dass ich nun erklären kann, warum wir über verschiedene Dinge sprechen. Ich spreche nicht über den reinen Wärmeerzeugungsprozess innerhalb des geschlossenen Kältekreislaufs einer Split-Klimaanlage. Bezogen darauf ist alles was Du und die anderen Diskussionsteilnehmer geschrieben haben, vollkommen korrekt.
Ich war aber gedanklich beim Heizen eines Raumes und versuche meinen gedanklichen Ansatz mal durch eine fiktives Fallbeispiel klar zu machen:
Gegeben sei ein Raum mit einem Rauminhalt von 50m³ Luft, der bei einer konstanten Außentemperatur einen Wärmebedarf von 500W hat. Installiert ist eine LLWP, die unter den gegebenen Bedingungen mit einem COP von 4,0 und einer elektrischen Leistungsaufnahme von 125W die mittlere Temperatur des Wärmetauschers im Innengerät auf einem konstanten Wert hält. Das Luftvolumen, das am Wärmetauscher vorbei geführt wird, liegt bei 500m³/h.
Damit dieses Fallbeispiel sinnvoll wird, müssen wir uns über folgende Dinge einig sein:
- Ausblastemperatur ist nicht gleich der Temperatur des Wärmetauschers
- Dem Raum müssen, egal welche Einstellungen geändert werden, immer 500W Wärmeenergie zugeführt werden
Um die Zahlen meines fiktiven Beispiels vergleichbar zu machen, rechne ich das ganze mal runter. Jeder m³ Raumluft verliert pro Stunde 10Wh Wärmeenergie. Da die Raumluft 10 Mal pro Stunde am Wärmetauscher vorbei geführt wird, muss jedem m³ Luft am Wärmetauscher 1Wh Wärmeenergie zugeführt werden. Die spezifische Wärmekapazität von Luft sagt, dass man 0,33Wh/m³ benötigt, um die Temperatur um 1K zu erhöhen. Also muss die Raumluft am Wärmetauscher um 3K erhöht werden, um die benötigte Wärmemenge in den Raum zu bringen.
Jetzt stellen sich folgende Fragen:
- Welche Temperatur muss der Wärmetauscher im IG haben, damit der vorbeigeführten Luft die benötigte Wärmeenergie zugeführt werden kann?
- Wie verändert sich die Temperatur des Wärmetausches im IG, wenn ich den Luftvolumenstrom verdopple?
- Bei doppeltem Luftvolumenstrom kommt jeder m³ Raumluft nun 20 Mal am Wärmetauscher vorbei. Theoretisch eine Erhöhung der Lufttemperatur um 1,5K. In welchem Verhältnis kann die Temperatur des Wärmetauschers am IG gesenkt werden? Darf sie überhaupt niedriger sein?
- Wie viel Wärmeenergie wird der Raumluft bei doppeltem Luftvolumenstrom und unveränderter Wärmetauschertemperatur zugeführt?
- Wie verändert sich die Ausblastemperatur bei Verdopplung des Luftvolumenstroms und
a) angepasster Wärmetauschertemperatur
b) unveränderter Wärmetauschertemperatur? - Und die entscheidende Frage: Was ist der Sweetspot von Luftvolumenstrom und Wärmetauschertemperatur bei vorgegebener zu übertragender Wärmemenge?
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