COP/SCOP ermitteln? Was braucht es und gibt es?

Hi

da sich nun langsam die Betriebspunkte durch immer weniger Testen und Ausprobieren an der Daikin ATXD35 im Heizbetrieb einpendeln, würde mich interessieren wie man am geschicktesten ein Gefühl dafür rechnerisch ermitteln kann wie die Anlage läuft (COP/SCOP).

Dabei sollte klar sein, dass sowohl vorhandene Messergebnisse Messfehler enthalten und ich auch nicht wirklich ein Interesse daran habe nun endlos Aufwand für diese Ermittlung hinsichtlich neuer Sensoren zu betreiben.

Daher, was braucht es um schon ganz brauchbare Ergebnisse zu bekommen?

Ganz einfach wäre ja ein Rechner/Excelsheet, wo man seine Daten eintragen könnte.

Ich habe:

  • Außentemperaturen (Vom AG gemessen)
  • die elektrische Energieaufnahme
  • die Temperatur am IG
  • die Temperatur im Raum (Also die Zuluft zum IG)
  • Und der Durchsatz durch die Lüfterdrehzahl

Wie sind da Eure Erfahrungen und Einschätzungen. Geht das brauchbar mit überschaubarem Aufwand?

Thx!

1 „Gefällt mir“

Das ist das Hauptproblem, was du nicht so leicht umsetzen kannst. Brauchst also irgendwie einen Sensor dafür. Könnte sein, dass es über das Faikin-Modul abrufbar ist, dann wäre es nur noch eine Rechenaufgabe und Kalibrierung.

Wenn du einfach nur wissen willst, wie effizient die Anlage gerade in etwa läuft: Dafür brauchst du nur ein Thermometer für die Auswurftemperatur. Die korreliert sehr stark mit der Effizienz.

Was den Thread-Titel angeht: Nur den COP kannst du ermitteln und sowas wie eine Arbeitszahl für den Tag, Monat, Jahr, wenn du alles mitloggst. Einen SCOP kann man nicht ermitteln, dafür wird die Anlage ja durch ein bestimmtes Profil abgefahren, um eine vergleichbare Jahresarbeitszahl zu ermitteln.

Du meinst wenn ich die Anlage fest auf eine Stufe stelle oder sie wie heute Vormittag sehr konstant auf zB 940RPM läuft gibt es keine Referenz was das bei der Anlage für einen Luftdurchsatz bedeutet?

Ich hatte jetzt im ersten Schritt an so eine Situation gedacht:

Die Anlage läuft recht konstant mit 940RPM bei 590W über 1,5h. Um ein Gefühl zu bekommen, was das grob in der Situation bedeutet was dort an Wärmeleistung rauskommt.
Natürlich kenne ich die Heizlast des Gebäudes nicht.

Die angezeigte Temperatur am IG ist zu ungenau bzw ein Messpunkt an falscher Stelle?

War wohl etwas zu vereinfachend gedacht, dass ich mir aufgezeichnete Werte zu den Arbeitspunkte nehme und so einen SCOP grob ermitteln könnte. Wobei die Punkte in freier Wildbahn schon wirklich schwierig sind da sie bei mir kaum alle vorkommen (jedenfalls die Minusgrade):
grafik

Datenblatt der Inneneinheit besorgen, da ist Luftdurchsatz und Drehzahl angegeben. Daraus Ausgleichsgerade bestimmen, dann hat man mit der Fan Drehzahl den Luftdurchsatz.
Daraus ergibt sich mit Ansaug und Auswurftemperatur die Heizleistung.
COP = Heizleistung / elektrische Leistung.

SCOP wäre Jahreswirkungsgrad/JAZ. Dann müsste man dauerhaft die Heizleistung aufintegrieren, um an die Jahreswärmemenge zu kommen. Stromzähler zählt selber mit, der selbst gerechnete Heizleistungs WMZ muss es dann in Software machen.

Wenn du die Anlage auf einer Drehzahl halten kannst, dann fällt diese Variable ja raus und du kannst recht gut die Leistung ermitteln. Allerdings musst du es irgendwie kalibrieren. In den Datenblättern findest du oft den Volumenstrom, dann könntest du das als grobe Orientierung nehmen.

Genau genommen brauchst du die Ansaugtemperatur und die Auswurftemperatur. Die Differenz korreliert ja mit der Wärmeleistung. Statt Ansaugtemperatur kannst du evtl. auch die Temperatur vom Innensensor verwenden. Aber für Auswurftemperatur gibts ja keinen Sensor. Evtl. gibts einen Sensor für die Wärmetauschertemperatur, aber die wäre nicht so optimal.

SCOP: Der wird über ein bestimmtes Profil ermittelt. Es wird sozusagen ein Musterjahr durchfahren bzw. die Anlage bei bestimmten Temperaturen vermessen und dann auf ein Jahr hochgerechnet, also die typisch zu erwartenden Temperaturen über eine Heizsaison mit entsprechenden Zeitspannen.

Danke. Am Lüfterstromdiagramm scheitert es schon, alleine die Tabelle über technische Daten zur ATXD35 konnte ich finden. Die Stufe "Hoch" beschreibt 11,5 m³/min und die Stufe "Mittel" 9,4 m³/min. Ich weiß, dass die Anlage 1050RPM kann, also würde ich mal grob von 10m³/min ausgehen bei den 940RPM.

Stimmt die Auswurftemperatur fehlt mir. Muß mal schauen ob ich das auf Basis ESP32 reingebastelt bekomme was in dem Luftzug funktioniert.

Den Luftdurchsatz könnte man erst mal in einem Plastiksackerl mit der Stoppuhr einfangen.
PE Schlauch, >0,5 m dm, so lang als möglich vor den Auslass kleben. Vorher leer drücken und abwürgen, Durchluß frei - Zeit bis fast voll, noch kein erhöhter Rückstau - rechnen.
Dann einen Strömungssensor reinsetzen, oder auch schon vorher, und umrechnen.

Habe das in einem anderen Zusammenhang mit Lüfter mal gemacht.

1 „Gefällt mir“

Mich interessiert es auch, zu welchem zeitpunkt meine Anlagen welchen cop haben. Ungefähr reicht, ich will das gar nicht auf die kommastelle genau haben.

Wenn ich vereinfacht an die sache ran gehe muss die leistung kwh über z.b. eine stunde genommen werden. Dazu muss noch die erzeugte wärmemenge ermittelt werden. Das könnte man doch über die temperaturdifferenz und den luftstrom machen. Temperatur angesaugte luft zu temperatur abgegebene luft. Die günstigen ble temperatursensoren kann man überall positionieren und abfragen. Es gibt einen parameter fanfrequenz. Ist das die drehzahl des lüfters innengerät ? Dann gibt es noch die aussentemperatur, die als faktor mit in die rechnung eingehen könnte. Wenn viele von uns sowas erfassen, müsste man doch mit vielen daten auf ne formel kommen, die das ungefähr abbildet. Über die daten eine formel entwickeln. Ich denke das bestimmt zu einfach, das ist halt meine erste idee. Wenn die hersteller cop faktoren vorgeben, müssen die auch ermittelt worden sein. Das könnte man auch iwie einfliessen lassen und eine formel erstellen, die einen ungefähren cop wert ausgibt. Ich hab ein rudel ble sensoren, ich kann welche mal an die filter oben legen und welche in den luftstrom stellen. Gucken, wie sich die temperaturen verhalten. Dazu gibt es noch die temperatur liquid. Je mehr daten man erfasst, desto eher kann man ne genauere aussage hin bekommen.

Es gibt die DS18B20 Sensoren. Ich hab 10 Stück parallel an einem esp 8266. Das geht gut und ist sehr günstig. Ich loge damit den warmwasserspeicher im keller, alle leitungen/Anschüsse rein und raus. Also vor- und rücklauf. Auch kaltwasser einlass und abgang. Auch die temperatur der zirkulationsleitung. Und natürlich die wassertemperatur im speicher, oben und in der mitte.

Das ist genau mein Punkt. Wo fangen recht geringe Messfehler und Ungenauigkeiten an und ab wo wird es einfach Unfug.

Die zeitliche Komponente ist in der Grundformel unerheblich. Das erkennst Du wenn Du dir die Einheiten ansiehst.
Der COP beschreibt die erzeugte Wärmeenergie [kWh] im Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Energie [kWh].

Die eingesetzte elektr. Energie ist vergleichsweise einfach zu ermitteln. Z.B. in den Hersteller-Apps oder einfach durch vorgeschaltete Messmöglichkeiten z.B. Shelly etc.

Schwieriger ist der Punkt Wärmeenergie. Grob gilt um 1m³ Luft um 1°C zu erwärmen braucht es 0,33Wh.

Somit fängt der "Spaß" an. Wieviel Luft zu welcher Temperatur ging rein und zu welcher Temperatur raus?

Die Luftmenge sehe ich noch relativ gut bestimmbar über die Nenndaten des Innengerätes, aber woher und wie nimmt man die Temperaturen.

Im ersten Gedanken, wollte ich die extern gemessene Raumtemperatur verwenden, da es für mich recht nah an der Temperatur der Ansaugluft sein sollte.

Was rausgeht, war ich mir ncht sicher, ob das die angezeigte Temperatur am IG ist, ansonsten müßte man halt messen. Ob das im Lufstrom so gut möglich ist, bin ich mir nicht sicher. Bei dem Aufbau halte ich es für recht nebensächlich ob ich nun mit DS18B20 oder SHT40 messe.

für weniger Messfehler 2-3 Sensoren am Auslassschlitz verteilen und Mittelwert bilden. Mit DS18B20 kommt es auf einen Sensor mehr oder weniger nicht an.

1 „Gefällt mir“

AT, liquid und Hersteller COP haben damit nichts zu tun, es geht nur um den Luftdurchsatz und die Temperaturdifferenz der Luft am IG.
AT beeinflusst den COP, aber das ist genau das Ergebnis der Messung.
Leistung Lufterwärmung = Volumenstrom x Dichte x Wärmekapazität x deltaT
Leistung WP: Stromzähler
COP = Leistung Lufterwärmung / Leistung WP
Dichte und Wärmekapazität kann man in engen Grenzen als konstant annehmen.

1 „Gefällt mir“

Wie @thaistatos das schreibt, dann werden halt viele temperatursensoren rein gekloppt. Damit gemittelte temperaturen ermittelt. Selbst wenn der cop faktor niicht stimmt, kann man so doch den unterschied der effizenz der Anlage bei verschiedenen Aussentemperaturen sehen.

Ich sehe das nicht ganz so. Wenn ich meine eigenen cop faktoren bei verschiedenen Aussentemperaturen ermittle und dies mit dem cop faktor des herstellers vergleiche, kann ich eventuell einen korrekturfaktor mit rein nehmen, der meinen wert genauer macht. Die DS18B20 kosten net viel, lassen sich auch gut verbauen. Das wird auch schon im 10er set verkauft. Ich bestell mir das nochmal. Der weg ist das ziel. Ich sehe das als hobby. Wenn am ende nix brauchbares raus kommt, hab ich doch meine zeit (für mich) sinnvoll gestaltet.

Ich werde das über ne zeit mitteln, einfach weil es mich nicht interessiert, was in jeder minute für ein cop faktor vorhanden ist. Alle 5 bis 15 minuten reicht mir. Eigentlich muss es auch nur 1x erfasst werden. Der faktor sollte sich nicht laufend verändern, wenn die bedingungen gleich bleiben. Am ende könnte eine kleine tabelle stehen. Mit der kann dann home assistant einen aktuellen ungefähr richtigen cop faktor anzeigen.

Wenn ich den COP des Herstellers hätte, bräuchte man ihn nicht selber messen.
Es wird keine COP des Herstellers für genau den aktuellen Betriebspunkt geben.
Wenn es ungenau reicht: der COP ist immer 4,5, mit Genauigkeit +-3. :wink:

Ich messe z. B die Zufluss Temperatur, könnte man um Abgang erweitern.
Dann fehlt aber immer noch die Fördermenge des Kältemittels, glaube das Zeugs verhält sich auch nicht linear. An die Motordrehzahl bzw. Frequenz zu kommen wird schon gehen.

Am einfachsten ist immer noch den Verbrauch im Vergleich zum E Heizkörper bei jeweils gleichen Bedingungen , Temperatur, Feuchte, zu vergleichen. Dabei die jeweiligen Betriebswerte notieren und man kommt zu einer Kennlinie.

an Kältemitteldurchflüsse wird man als allerletztes kommen.

Lüfterfrequenz IG kann man per Faikin auslesen.

Der hersteller gibt was vor, was aber dem spritverbrauch vergleichbar ist, den die Autohersteller für ihre Autos angeben.
Am ende ist es auch egal, was es kostet, das wird bezahlt. Wenn das weniger ist, als mit dem alten heizsystem, spart man.
Ich hab home assistant als hobby entdeckt. Man kann immer mal gucken , was so in welchen berwich im haus los ist. Da wäre es nett, wenn ich bei den klimas einen cop wert grafisch hätte. Natürlich würde es auch reichen, wenn ich mir die tages leistung kwh angucke und die aussentemperatur. Über die änderung kann man auch auf den cop faktor schliessen. Gut, wenns kälter ist, muss man mehr heizen. Das liegt dann nicht nur am cop faktor, dass man mehr strom verbraucht. Ich mach mal paar ds18Ab20 in meine haupt klima rein. Dann sehe ich weiter.

Kältemittel Menge zwecks Vergleich.
Mittels Temperatur Differenz über x m im gleichen Raum.
Also eine Art Kältemittel Strom shunt, ginge sowas?
Sind halt 1/10 oder gar 1/100 Grad pro m.

Nein.

Ich verstehe im Moment nicht, wofür man den Kältemittel-Strom irgendwie messen will. Der ist doch völlig irrelevant.

Es geht doch um die Wärmemenge bzw. Heizleistung und da wurde beschrieben, was es dafür braucht und wie sich die berechnet. Und Heizleistung / Aufnahmeleistung = COP.

Die Außentemperatur braucht es für diese Berechnung nicht, aber natürlich will man wissen, bei welcher Außentemperatur man mit welchem COP rechnen kann und welchen Einfluss die hat. Deshalb gehört die mit dazu.

man kann die Bilanz am IG für das KM oder die Luft machen, es kommt aufs gleiche raus. Nur KM Bilanz ist noch schwieriger zu bestimmen als Luft.

Ja, man kann sich nachher den COP über der AT und der Heizleistung anschauen. Nur ist die AT nicht als Korrekturwert in einer Zauberformel enthalten.

1 „Gefällt mir“