"Die Möglichkeit zur dezentralen Wärmeproduktion reduziert Wärmeverluste in den Leitungen."
Den wichtigen Punkt möchte ich gerne gesondert hervorheben. Zentrale Warmwasser Bereitstellung hat oft enorme Leitungsverluste.
Gerade bei geringem Warmwasser Bedarf hat da eine dezentrale Aufstellung direkt im Bad enorme Vorteile gegenüber einem Speicher im Keller.
Aber nicht vergessen, dass der Wärmefluss vom EG genauso steigt, wenn der Keller 1 Grad niedrigere Temperatur hat. Mein Bauch sagt mir, da gibts einen Denkfehler...
@win Ich nehm an deswegen wird die Kellerdecke gedämmt?
Denkfehler will ich nicht ausschließen - ist nicht mein Gebiet.
Aber angenommen die Kellerdecke hat ebenfalls einen Uwert von 1.7 und ich erhöhe dT um +1 K. dann sind das bei den 40 qm Grundfläche knapp 70w, die wieder oben drauf kommen. Immer noch eine Differenz von 100w - 2.4 Kwh am Tag.
Ich sehe da auch keinen Denkfehler. Wenn gleichermaßen ungedämmt ist, also Keller nach außen und Kellerdecke zu Wohnraum, und die Wärmekapazität des Kellers vernachlässigt wird, verteilt sich das etwa nach Fläche und die ist nach außen größer weil zur etwa gleichen Fläche nach oben (Kellerdecke zu Kellerboden) nach außen noch die Wände dazu kommen. Das gibt aber wie ihr beide errechnet habt, eher ein Verhältnis ein Drittel Wärmenachlieferung aus dem Wohnbereich zu zwei Drittel weniger Verlust an den Boden und ein Drittel ist nicht wirklich als vernachlässigbar zu klassifizieren.
Vernachlässigbar wird es erst durch Dämmung der Kellerdecke und wenn der Wärmespeicher Kellerbauteile berücksichtigt wird.
KaiGo's Rechnung vernachlässigt, dass sich auch die Bodentemperatur etwas ändert und dass es nicht nur Wärmetransport über die Wand nach außen gibt. Kaum ein Keller ist fast luftdicht, da wird auch immer etwas Wärme über Luftaustausch verloren gehen.
Ich selber passe den Luftaustausch an, sobald es draußen wärmer ist als im Keller wird da von mir gelüftet, so dass die Wärmepumpe dann praktisch Außentemperatur sieht. Dass damit auch Feuchtigkeit in den Keller kommt bei schwülem Wetter ist egal, da die Brauchwasser Wärmepumpe den Keller netterweise entfeuchtet.
Nehmen wir mal den Extremfall: Außentemperatur in Erde und Luft 10 Grad. Erdgeschoss 20 Grad. Ich entziehe nun dem Keller-Raum kontinuierlich geregelt so viel Energie, dass er sich auf 10 Grad einschwingt. Man hätte dann den Fall, dass es Null Verluste nach draußen gibt. Man fängt sozusagen die komplette Energie, die vom Erdgeschoss kommt, wieder im Haus auf. Das wäre dann sehr viel besser, als würde man gar keine Energie entziehen, dann würde die Energie vom Erdgeschoss nämlich zu 100% nach außen verschwinden.
So in diesem Sinne wäre der Effekt einfach verständlich und grundsätzlich verifiziert. Die Frage wäre dann lediglich noch, ob die Zahlen stimmen und der Effekt so stark wirksam wird, wie im Video beschrieben. Also das selbst bei nur 0,5 - 1 Grad Temperaturabsenkung ein Großteil der Energie durch die eingesparten Verluste nach außen kommt.
Hab ich da Denkfehler oder seht ihr das stimmig?
Man muss mit und ohne Brauchwasser Wärmepumpe vergleichen.
Wenn der Abwärme freie Keller gut isoliert ist zum Wohnraum und Wohnraum und Außenluft wären permanent bei 20 und 10 Grad, würde sich ein Gleichgewicht eh in der Nähe von 10 Grad einstellen. Bei doppelter Wärme Übertrager Fläche und fünf Mal so hohem Wärme Übergangs Koeffizienten in W/m2 K, also etwa bei 11 Grad.
Bei Absenkung um 1 Grad steigt dann der Wärmefluss aus dem Erdgeschoss um etwa 10% und der Fluss nach draußen fällt um 100%.
Wenn dagegen der Keller extrem gut nach draußen isoliert ist und überhaupt nicht Richtung Wohnraum und dann ohne Abwärme und ohne Brauchwasser Wärmepumpe ein Gleichgewicht von 19 Grad herrschen würde, gestaltet es sich genau umgekehrt und bei einem Grad weniger durch die Wärmepumpe würde ca. 90% vom Erdgeschoss nachgeliefert werden.
KaiGo kommt auf weniger als die 10%, weil er auch noch die Wärmekapazität des Kellers berücksichtigt, ein Teil der entnommenen Wärme wurde im Sommer saisonal in den Bauteilen des Kellers eingespeichert und wird sozusagen aus dem Beton Wärmespeicher entnommen.
Der Keller von KaiGo ist nicht das ganze Jahr gleich warm, der ist im Sommer bei fast 20 Grad und im Winter um die 10. Er hat dazu eine Graphik gemacht, kann er, weil er die Temperatur im Keller mit Temperaturfühler aufzeichnet.
Und auch beim Beton Wärmespeicher muss man mit / ohne Brauchwasser Wärmepumpe vergleichen. Der Keller wird auch ohne Brauchwasser Wärmepumpe im Winter kälter, nur nicht ganz so viel wie mit Brauchwasser Wärmepumpe.
Müsste man mal ausrechnen, aber das wird so viel nicht sein, dass das sonderlich relevant ist. Lass es 50kWh sein, die da bei 10 Grad Differenz Winter/Sommer in den Mauern gespeichert ist. Bei einem Wärmebedarf von vielleicht 200 Tage * 5 kWh = 1000 kWh ist das wenig relevant. Zumal man nur einen geringen Teil davon wirklich für die Wärmepumpe nutzen kann. Viel davon fließt einfach nach draußen weg.
Um von 90% von 1000 kWh auf 97% zu kommen, bräuchte man etwa 70 kWh und die Simulation geht nur über 60 Tage nicht 200. Also kann schon sein, dass das etwas optimistisch ist. Vielleicht ist bei der Berechnung der thermalen Masse auch wirklich eine unrealistisch hohe Annahme für das Gewicht der Bauteile getroffen worden.
Sehr bedeutend ist der Faktor eher nicht, da hast du schon recht, bedeutend wird das nur im relativen Sinne, wenn man schon das meiste anderweitig abgefrühstückt hat.
Hab mir jetzt nochmal das Video genauer angeschaut. Die BWWP entzieht täglich 4,8kWh an Wärme aus dem Keller. Ein großer Teil aus der 60-Tage-Simulation kommt dabei einfach aus der Speicherfähigkeit der Bausubstanz. Diese soll eine Wärmemenge von 61kwh pro Grad gespeichert haben. Das ist natürlich eine riesen Menge Energie. Ob das wirklich realistisch ist, müsste man nochmal nachrechnen.
Würde der Keller also über 60 Tage bei gleichen sonstigen Bedingungen durch regelmäßigen Energieentzug durch die BWWP um 1 Grad abkühlen, hätte man 61kWh aus dem "Wandspeicher" entzogen. Das wären dann 1kWh pro Tag.
In der Simulation sind es 2,9 kWh pro Tag, die aus dem "Wandspeicher" kommen müssen. Dafür müsste die Wand etwa 3 Grad abkühlen. In der Simulation sind es lediglich von 8,7 auf 8,2 Grad (Luft im Keller) (33:20 im Video). Das erscheint mir nicht stimmig. Bei 0,5 Grad hätte man nämlich nur 30,5kWh aus der Wand bekommen, also nur etwa 0,5kWh pro Tag.
Einen stark begünstigenden Einfluss hat der Temperaturbereich der Simulation. Durch Abkühlung der Kellerluft kommt man nahezu an die Temperatur des Erdreichs unter der Kellerplatte. Und damit reduziert sich der Energiefluss dort von Anfangs 100 Watt auf 0 Watt. Darüber hat man also schon 2,4 kWh pro Tag, die nun die Wärmepumpe konsumieren kann.
Was auch noch wichtig ist: Das ist nur eine 60 Tage Simulation bei gleichbleibenden Bedingungen von 5 Grad Außentemperatur. Das ist natürlich weit weg von realistischen Verhältnissen in einem Winter. Auch wurde die Abwärme im Keller nicht berücksichtigt, also hier im Beispiel Gastherme, Waschmaschine, Trockner.
Ich habe mir jetzt die Stelle mit der Wärmekapazität auch noch mal angesehen und da hat er einen ziemlich schweren Fehler gemacht. 219 kJ sind keine 61 kWh, das sind nur 61 Wh. Dass der Effekt nicht völlig daneben ist, liegt nur an dem viel zu geringen Gewicht, da er nur 2 mm berücksichtigt hat. An der Stelle passt die Grenzschicht Betrachtung nicht, wenn man auf das langfristige Reservoir guckt. Da werden eher 250 mm passen (oder noch mehr, es gibt auch Innenwände). Dummerweise kürzen sich die beiden Fehler nicht raus, da bleibt immer noch fast ein Faktor zehn falsch übrig und jetzt wo ich mir die Tabelle nochmal angesehen habe, sehe ich das auch klar in den Ergebnissen. Dass die Temperaturkurven ungefähr stimmen, ist also wohl eher Zufall.
Da war ich eindeutig nicht kritisch genug.
Und es fehlt ebenso der Luftaustausch, der Keller ist nicht luftdicht, sowohl gegen Wohnraum als auch nach außen.
Im Englischen gibt es den Spruch Don't throw the baby out with the bath water.
Deswegen, trotz nötigem mea culpa hier (ich habe mir die Details seiner Modellierung nicht genau genug angesehen, im neuesten Video spricht er auch von ein paar Klöpsen und sagt er müsste es eigentlich neu machen, also könnte es ihm inzwischen auch aufgefallen sein.)
die Grundlogik hängt nicht an der fehlerhaften Ausführung von KaiGo. Solange gut gegen Wohnraum isoliert ist, wird das meiste aus weniger Verlusten nach draußen kommen, ob über Wärmefluss durch die Wand oder Ablüften, und ein klein wenig Wärmekapazität ist eben doch da, die dann noch oben drauf kommt und aus 91% vielleicht 95% macht. Die Abwärme sorgt dabei dafür, dass das Temperatur Niveau im Keller nicht so weit fallen muss und hilft dabei über die Leistungszahl der Wärmepumpe. An den mit/ohne Wärmepumpe Flüssen ändert die Abwärme wenig, bei der Wärmeleitung durch Wand/Boden ist da nur das Verhältnis des Produktes von U Wert und Fläche relevant, bei Luftaustausch wieviel kälter und trockener die Abluft nach draußen mit Wärmepumpe als ohne ist.
Das kürzt sich raus. Wenn Du wegen Abwärme im Keller 18 Grad hast oder ohne nur 11, wenn die Brauchwasser Wärmepumpe in beiden Fällen um 2 Grad runterzieht, hast Du halt bei Außentemperatur 10 einen Vorzeichenwechsel beim Fluss nach draußen, bei 2,5 W/m2 K und 100 m2 nach draußen und 0,5 W/m2 K und 50 m2 zum Wohnraum, errechnen sich die mit/ohne Flüsse aber abhängig von der 2 Grad Differenz, nicht dem absoluten Temperatur Niveau.
Nach draußen geht in beiden Fällen um 2,51002=500 Watt zurück und die Flüsse vom Wohnbereich nehmen um 0,5502=50 Watt zu.
Das Vorzeichen ändert sich dabei bei 11 Grad von plus 250 nach minus 250 Watt. Bei 18 Grad, die auf 16 runtergekühlt werden, geht der Fluss halt von 2000 auf 1500 Watt zurück.
Wenn man die ganze Sache mit dem Energiespeicher Wand mal rauslässt, bricht die ganze Berechnung ziemlich in sich zusammen.
Bei 63m² Kellerfläche und einem U-Wert der Bodenplatte von 5,33 W/(m²K) ist das der stark dominierende Verlust. Lassen wir die Wände also mal ganz raus. Da fließen pro Grad Differenz 5,33 * 63 = 336 Watt ab. Das macht in 24 Stunden 8 kWh!
Die Kellerdecke liefert pro Grad Differenz 63m² * 0,22 W/(m²K) gerade mal 14 Watt! Selbst wenn die Luft im Keller auf die 8 Grad Erd-Temperatur absinkt, wären das gerade mal 12 Grad * 14 Watt = 168 Watt.
Das zeigt, dass die Temperatur im Keller ohne BWWP nicht mal 1 Grad angehoben werden kann durch die geringe Energie, die vom EG kommt. Die wird sich so um 0,5 Grad über 8 Grad einpendeln, wenn die BWWP nicht läuft. Dann geht 336/2 = 168 Watt weg und ungefähr 168 Watt kommen von oben. Gleichgewicht ist hergestellt.
168 Watt * 24 h macht 4kW, das reicht noch nicht ganz für die BWWP. Die Temperatur muss also tiefer als 8 Grad, so dass Wärme von außen nach innen kommt. So erreicht man tatsächlich, dass man die Abwärme, die sonst einfach nur nach draußen geht, vollständig für die BWWP genutzt wird. Ohne dass der Energieverlust im EG deutlich steigt.
Wenn die Bodenplatte genauso gut gedämmt wäre, wie die Kellerdecke, würde sich eine Temperatur ohne BWWP im Keller von 8 + 12/2 = 14 Grad einstellen. Also genau die Mitte EG-Temperatur und Erd-Temperatur. In diesem Fall kommen nur noch 0,22 W/(m²K) * 6 * 63 = 83 Watt vom EG, macht nur noch knapp 2kWh Wärme vom EG. Würde man hier dann eine BWWP betreiben, würde die Temperatur auf etwa 6 Grad sinken (Gleichgewicht hergestellt). Dann steigt aber der Energietransport vom EG von 83 Watt auf 194 Watt. Also 111 Watt mehr. Da sieht die Rechnung dann deutlich ungünstiger aus.
Du zeigst wirklich sehr schön eine weitere Schwachstelle des KaiGo Modells auf.
Ein U Wert der Bodenplatte von über 5 W/m2 K zusammen mit einer konstanten Temperatur der Erde dadrunter, das passt nicht zusammen. So viel Wärme bekommt man da nicht durchs Erdreich abtransportiert. Wenn der Keller im August bei 20 Grad ist und der U Wert so hoch, dann sind auch die ersten paar cm Erdreich unter der Platte bei fast 20 Grad Ende August.
Was dann wenigstens erklärt warum die Dynamik über Monate trotz Fehler um einen Faktor 1000 gar nicht so schlecht getroffen worden sein könnte. Da könnte glatt statt den 2 mm Grenzschicht, nicht 250 mm Bodenplatte sondern eher 2 Meter Erdreich relevant für die thermische Trägheit sein. Na ja, zwei Mal um einen Faktor 1000 daneben und man liegt zufällig wieder etwa richtig 
So viel zur thermischen Trägheit (doch wohl überraschend bedeutend) und bei den Flüssen hat sich grundsätzlich über die ganze Diskussion das gleiche konsistente Bild ergeben. Ist der Keller gut gegen Wohnraum und schlecht gegen den Boden isoliert, kommt die meiste Wärme für die Brauchwasser Wärmepumpe effektiv aus dem Boden (niedrigerem Wärmeabfluss Richtung Boden). Ist der Keller effektiv in der thermischen Hülle, also sehr gut nach außen und sehr schlecht gegen den Wohnraum isoliert, kommt die meiste Wärme aus der Beheizung des Wohnraums. Trotz einiger Piruetten, die wir hier bezüglich der thermischen Trägheit gedreht haben, steht diese Grundlogik bisher sehr grundsolide.
Bei der thermischen Trägheit wird man wohl oder übel für eine genauere Betrachtung den Wärmefluss und damit Temperatur Gradienten im Erdreich irgendwie mit modellieren müssen. Dürfte vage ähnliche Bilder wie die für unbebauten Boden geben:
Mir hat die gedankliche Umkehrung beim Verständnis geholfen. Wenn man die "gepumpte" Energiemenge zum Heizen des Kellers verwenden würde, sagt einem die Erfahrung, dass der Keller trotzdem nicht zu einem wohltemperierten Wohnraum wird.
Dazu kommt meines Erachtens noch, dass die abgekühlte Raumluft im Keller einen Kaltluftsee bildet und der Wärmefluss auch deswegen überproportional aus dem Boden, also letztlich aus dem Erdreich erfolgt.
Eine exakte Simulation ist durchaus interessant, aber die kann man beliebig kompliziert machen. Andererseits liegen bereits genügend Praxiserfahrungen vor, die zeigen, dass es funktioniert.
Das ist so ein Problem mit den Praxiserfahrungen. Klar, die Stromrechnung wird in den meisten Fällen erwartbar sinken.
Aber keine Heizperiode ist wie die andere!! Woher soll man also wissen, wieviel Energie die BWWP dem brutto-Heizsystem (inkl. aller ungewollter Wärmeerzeugung im System Haus) entzieht, und wieviel es "gratis aus der Umgebung" bekommt.
Dazu kommt, dass meiner Beobachtung folgend die BWWP-Besitzer meist auch andere Maßnahmen setzen: Die Verminderung der WW-Temperatur beispielsweise, oder vermehrte (unbewusste) Sparsamkeit.
Hier eine valide Aussage zu treffen ist nicht seriös. (Und mein Verdacht, dass die Industrie genau das ausnützt, stützt sich darauf).
Man kann alles unendlich zerpflücken und verkomplizieren (und dabei dauernd in der Nase bohren während man sich selbst filmt).
Meine grundlegende Überlegung hingegen ist einfach und stimmig.
In wenigen Fällen, wie etwa jenem vom Zahntechniker und der Abwärme seiner Werkstatt, von der ich hier las, mag die Investition sich rentieren. Im Normalfall hege ich nach wie vor größte Zweifel. Und behaupte: Die Kohle ist fast immer an anderer Stelle besser investiert.
Ja, das sind flinke Systeme mit großer Übertragungsleistung. Wir behandeln hier aber eine lächerlich geringe Energiemenge in einem vergleichsweise riesigen und trägen System. Da hat eine Grenzschichtberechnung nichts verloren.
Aber ich bin es ohnehin leid, diese Videos weiter zu diskutieren. Weder Inhalt noch Form sind es wert.
Dieser Thread zeigt gut, dass man nicht einfach bequem irgendwelchen Videos oder Aussagen von Herstellern oder anderen Nutzern trauen sollte. Man sollte sich selbst die Mühe machen, um die Grundlagen zu verstehen. Dann lässt sich auch ohne viel Mathematik herausfinden, ob sich das in der eigenen Situation lohnt.
Ich sehe das viel optimistischer als du: Viele haben einen Keller und gerade die Kellerinstallation bringt oft auch im Winter gute Effizienz. Und zwar in zahlreichen Situtationen. Hat der Keller viel Abwärme durch z.B. Gasheizung, dann lässt sich diese nutzen. Ist der Keller recht kühl, wird die Abwärme des Erdgeschosses genutzt, und zwar zu einem großen Teil genau die gleiche Abwärme, die auch ohne BWWP nach unten fließt.
Und wie ich zuvor auch schon geschrieben hatte: Du hast dich nur auf den Winterfall fokussiert. Für eine sinnvolle Betrachtung muss man den Blick aufs ganze Jahr weiten.
Selbst wenn du über das ganze Jahr nur einen mageren COP von 2 hast inkl. der zusätzlichen Heizungswärme, kann sich das schon rechnen. Wenn ein 4-Personenhaushalt 800-1000 Euro für Warmwasser Elektro-Boiler bezahlen würde, spart sie 400-500 Euro pro Jahr! Eine Ariston Nuos gibts für 1200 Euro. Lass den Einbau 800 Euro kosten, dann sind es 2000 Euro. Amortisiert sich dann in 4-5 Jahren. Wo findet man sonst Einsparmöglichkeiten, die sich so schnell amortisieren?
Mir ist in diesem Zusammenhang der Unterschied zwischen Wärme und Abwärme nicht geläufig.