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?
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.
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.
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.
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.
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.
Für die theoretisch maximal möglichen Carnot Zahlen kürzt sich das wenig überraschend ziemlich genau raus, da ist es relativ egal, ob man von 283 Kelvin erst auf 293 Kelvin anhebt oder direkt auf 328 Kelvin geht.
Der Carnot COP für 20 auf 55 Grad Celsius ist etwas über 9, der für 10 auf 55 Grad etwas über 7 und der von 10 auf 20 Grad fast 30.
Mit Carnot Zahlen, also den theoretisch maximal möglichen COP Zahlen, kommt man entweder auf etwa 0,7 kWhel in einem Schritt oder 0,2 + 0,5 kWhel in zwei Schritten für 5 kWhth, die hochgepumpt werden.
Das ist alles noch komplexer. Überlege mal wieviel Luftdurchsatz so eine BWWP hat und eine LLWP. Das Erste was bei einem Kellerraum kühler wird ist die Luft. Danach geben die Wände ihre "Wärme" ab. Aber auch das dauert. Ich würde behaupten, dass die Luft eher immer weiter abkühlt weil die Wände die Energie nicht so schnell an die Raumluft abgeben können. Da entstehen Luftschichten weil Luft ein guter Isolator ist. Nun wird die Luft dort verwirbelt, mit etwas Glück passiert das also schneller als bei ruhenden Luftschichten. Die LLWP macht dann genau dasselbe rückwärts. Lädt den Raum mit 5kWh auf (die Endtemperatur ergibt sich dann anhand der erwärmten Masse und nicht bei 20°C Lufttemperatur, die würden sich nachher wieder abkühlen wenn die Wände die Wärme aus der Luft absorbiert haben).
Du hast also nicht 20°C Lufttemperatur und 20°C Wand/Decke/Bodentemperatur. Sondern eben soviel, wie diese 5kWh bedeuten im Speichermedium. Die 20°C Lufttemperatur sind danach wieder weg. Dann sind wir bei 12-13°C (auch Wände/Decken/Boden). Beim Anlaufen der BWWP kühlt zuerst die Luft ab, dann wird den umliegenden Wänden wieder die Wärme entzogen bis auf 10°C, in meinem Beispiel 5kWh.
Beim Fall, wo man die Klimaanlage direkt neben der Brauchwasser Wärmepumpe hängen hat, vermute ich, dass es auch in der Praxis wenig Unterschied macht beim Energieverbrauch in Deutschland.
In Singapur hat man es da viel besser und muss nicht viel überlegen. Da freut man sich einfach, dass die Brauchwasser Wärmepumpe ganzjährig die Klimaanlage entlastet und möglichst viel von der lästigen Wärme und Feuchte den Abfluss runtergespült werden kann
Ich stelle mir das so vor: bei normalen LLWP gibt es welche mit guten und welche mit schlechtem COP. Die mit gutem COP haben große Verdampferfläche draussen, einen gut konstruierten und dimensionierten Kompressor und einen grossen Wärmetauscher drinnen.
Vergleiche ich solch eine Anlage mit dem Innenleben einer BWWP, denke ich schon, dass diese LLWP einen besseren Wirkungsgrad hat.
Versteht mich nicht falsch. Ich finde das Konzept der Monoblock BWWP super und für viele Situationen ist dies sicherlich der richtige Weg.
Für mich neu in dieser Diskussion war die Überlegung, dass eine BWWP aus dem Erdreich um den Keller herum Energie nutzen kann. Da habe ich meinen Horizont erweitert.
Hier in Schweden wird für die meisten Fälle übrigens empfohlen einen Keller moderat zu heizen, auch im Sommer.
