Experimente zur Heizlastanalyse

[jensdecker]

Hallo,

ich spiele gerade auch etwas privat mit KI und hab mir dafür auf der Home Assistant instance einen MCP Server installiert (der sich dort umsehen oder für mich Änderungen durchführen kann) und mit der claude code CLI kommuniziert, die unter WSL2/Ubuntu auf meinem Desktop NUC läuft. Claude Sonnet 4.6 als Modell.

Bin mal wieder das Thema Heizlastanalyse angegangen, die ich zuletzt vor so etwa 12 Jahren mal recht manuell für unsere Gastherme gemacht habe. Leider hab ich noch unsere beiden Splitklima Geräte noch nicht via OneCTA in HA integriert, was ggf. deren Abschätzung zur Wärmeleistung liefern würde, aber so kann ich mit meiner Datenbasis zumindest die Stromverbräuche analysieren.

Diesmal einfach (in Fortsetzung einer Session in der ich schon Daten aus HA und seiner InfluxDB abgerufen und die eine oder andere Änderung inkl. configuration.yaml refactoring gemacht habe)

Please download the daily energy consuming for "Splitklima Arbeitszimmer" and "Splitklima Wohnzimmer" from Home Assistant for the time between 1 October 2025 until 31 March 2026. In addition check the internet for daily average temperatures for Bremen, Germany. Store the values into a sqlite file in a new folder heat_demand_analysis. Then create a Jupyter script to plot the sum of both daily energy consumptions as a function of the average temperature and do a linear regression for it.

Danach noch zwei prompts um eine unpassende Beschriftung der Colormap zu ändern, Werte unter 0.3 kWh/Tag optional auszuschließen und noch den Bedarf bei NAT mit einzuzeichnen.

Plots daraus für beide Daikin Perfera zusammen und separat:

Im Wohnzimmer (offen zur Küche) niedrigere Grenztemperatur durch entsprechende weitere Einträge als im Arbeitszimmer, aus dem heraus ich mit einem Turmlüfter und einem Deckenlüfter im DG die restlichen Räume beheize.

Die Splitklima unten wurde nach Bedarf (primär meiner Frau) angeworfen, oben lief sie in der Kernzeit der Heizperiode durch. Mit oder ohne Einschluß der Tage mit sehr geringem Bedarf ergibt sich in Summe eine Grenztemperatur von 11.6 bzw. 12.2 Grad, 16.3 bzw. 16.4 kWh/Tag bei NAT und eine Steigung von 0.757 bzw. 0.781, also nicht sonderlich kritisch. Mit einem angenommen COP von 4 bzw. 3.5 bzw. NAT ergibt sich aus der Regression 2.7 bzw 2.4 kW Heizlast fürs Haus aus dem einen Datenpunkt mit etwa 21 kWh/Tag 3.5 bzw. 3.1 kW Heizlast. Was in der Auswertung fehlt ist der Heizlüfter im Bad, der früh sporadisch lief (Bedeutung siehe meinen Thread mit den monatlichen Verbrauchszahlen).

Ich liebe die Möglichkeiten, die sich mit diesen LLM ergeben und daß ich meine Ideen nicht mehr selber codieren muß ...

[oliverso]

Was kostet dich denn der Spaß bei Claude?

Oliver

[jensdecker]

Habs erstmal für einen Monat gebucht, 21€

[juergenac]

Hallo Jens,

habe Deinen Beitrag interessiert gelesen.
Helf mir bitte mal auf die Sprünge: Heizlast hat die Einheit Watt bzw kW.
Du verwendest oben aber Energie in kWh.
Auch die Wärmepumpengrafiken zeigen ähnliche Grafiken wie Du, nur mit kW an der Ordinate.
Für Auslegungspunkte sind die Grafiken nicht zu gebrauchen.
Du müsstes ja eigentlich die Kennlinien von Deinen Wärmepumpen drüber legen und schauen, ob die geplanten Daten mit den realen Daten sich überdecken. Passen aber Einheiten-mässig nicht.

Ich habe dann mal meine Hausdaten für 2025 in ähnlicher Darstellung gebracht. Auch in kWh, weil ich die Tagesdaten auch nur in kWh vorliegen habe. Wirklich interessant wäre zu sehen, ob meine Punktewolke auf der Heizlastgeraden liegen.

Hast Du eine Idee, wie ich von Tagen kWh auf Leistung kW komme?

Ich haben dann auch mal die Tages-kWh durch eine so beliebige Zahl geteilt, dass die am Referenzort (-7Grad) die 14,1kW kreuzen und an der Abszisse bei 15Grad. Das wäre ein Faktor von 14 Stunden bezogen auf 24 Stunden.

Vielleicht hat jemand anderes auch eine Idee dazu.

[jensdecker]

Hallo Jürgen,

peinlich, peinlich, daß ich die Beschriftung der Grafiken nicht überprüft und korrigiert habe. Da müßte bei mir auf der y-Achse auch kWh/Tag stehen, so wie bei der legend zum Wert bei der NAT. Von kWh/day zu kW ist einfach: 1 kWh/day = 1kWh/(24h) = 1/24 kW = 41.7 Watt.
In den Plots hab ich zunächst natürlich nur die elektrischen Leistungen (und leider keine Kennlinie mit den temperaturabh. COPs um das in Wärme umzurechnen) und um die Heizlast bei der niedrigsten anzunehmenden Temperatur zu erhalten, müßte ich den COP meiner Splitklimageräte zumindest bei dieser Temperatur kennen bzw. eigentlich zeitaufgelöst die elektrische Leistung mit dem jeweiligen COP der aktuellen Temperatur multiplizieren und das aufsumieren, um die thermische Energie zu bekommen. Schätzungsweise hab ich da halt mal mit einem mittleren COP von 4 bzw. 3.5 gerechnet. Der Unterschied zwischen dem einen Datenpunkt und der Regressionsgerade könnte darauf hindeuten, daß der COP in dem Bereich schon einiges niedriger ist als bei vielleicht -5 Grad. Aber das ist alles letztlich Kaffeesatzlesen. Mit einem Wärmemengenzähler bist Du natürlich fein raus und hast ja direkt die thermische Energie. Echt übel, daß das mit den Legionellenvorschriften bei Euch dazu führt, daß 14 MWh zum Heizen benötigt werden, aber 17 MWh im Jahr für WW verjubelt werden müssen ...

@juergenac

Ich haben dann auch mal die Tages-kWh durch eine so beliebige Zahl geteilt, dass die am Referenzort (-7Grad) die 14,1kW kreuzen und an der Abszisse bei 15Grad. Das wäre ein Faktor von 14 Stunden bezogen auf 24 Stunden.

Das verstehe ich jetzt im Kontext Deiner Grafik nicht so richtig. Die rote Linie kreuzt ja bei etwa 10 Grad und bei -10 Grad hast Du grob 240 kWh/Tag, d.h. 10 kW. Bei -7 Grad vielleicht 190/24 = 8 kW. Die 14.1 kW bei -7 Grad und 15 Grad kommen aus einer theoretischen Berechnung für eine anvisierte WP?

[juergenac]

@jensdecker sorry, hab gerade viel um due Ohren.

Das Du mit kWh die Tagesenergie meintest, war mir klar.

Aber ich glaube nicht, dass man einfach von der Tagesenergie [kWh] mit dem Teiler 24Std auf die Heizlast in [kW] kommt.
Die Heizlast ist ja definiert als Leistung die man benötigt, um ein Haus von der Referenztemperatur (bei mir -7Grad) auf 20 Grad aufzuheizen.
Anders herum: bei mir ist die Gebäude-Heizlast (von einem Ingenieurbüro berechnet) bei 14,1kW. Mit 24 Stunden multipliziert wären dass dann 338,4 kWh.
Die habe ich nie! In den tiefen Temperaturtagen komme ich auf ca. 200kWh/Tag.

Von Interesse, und Du hast mit Deiner Grafik mein Interesse geweckt, wäre zur Erkenntnis zu kommen, ob die theoretische Heizlast mit den praktischen Werten übereinstimmt.

In obiger Grafik (eigentlich die gleiche Datenwolke), habe ich die theoretische Heizlastkennlinie eingezeichnet (so wie bei eine WP-Auslegung) und solange die kWh durch eine Stundenzahl geteilt, bis die in etwa übereinander liegen. Die Stundenzahl war dann 14 Stunden. Also Ptag = Etag / 14h.

Bringt das neue Erkenntnisse?

[jensdecker]

@juergenac

Aber ich glaube nicht, dass man einfach von der Tagesenergie [kWh] mit dem Teiler 24Std auf die Heizlast in [kW] kommt.
Die Heizlast ist ja definiert als Leistung die man benötigt, um ein Haus von der Referenztemperatur (bei mir -7Grad) auf 20 Grad aufzuheizen.
Anders herum: bei mir ist die Gebäude-Heizlast (von einem Ingenieurbüro berechnet) bei 14,1kW. Mit 24 Stunden multipliziert wären dass dann 338,4 kWh.
Die habe ich nie! In den tiefen Temperaturtagen komme ich auf ca. 200kWh/Tag.

OK, ich denke, daß ist einfach der Unterschied zwischen Theorie und Praxis. Hab jetzt keine Details zu Deinem Haus präsent, die sicherlich hier im Forum zu finden wären. Könnte mir vorstellen, daß einfach ältere Bauteile, speziell Wände, nicht genau bekannt waren bzgl. U-Wert, die Lüftungsverluste geringer sind, Ihr zumindest teilweise mit weniger als Standardtemperatur auskommt etc. Ich würde die Gerade bei Dir in der zweiten Grafik auch deutlich steiler zeichnen und die Datenpunkte nahe bei Null ignorieren. Dann kommt der extrapolierte Werte auch einen Tick höher. Laß Python doch einfach ne Regressionsgerade rechnen unter Ausschluß der Datenpunkte unterhalb 10 kWh/Tag.

[juergenac]

Na, die berechnete Heizlast wurde sehr gut ermittelt, da ich alle Bauteile genau kenne.

Der untere Punkt bei 15Grad ist ja der, den man auch bei WP annimmt.
Trotzdem war noch ein Fehler in der Grafik: die schneidet jetzt bei -10Grad die Ordinate, anstatt bei -7 Grad. Damit wird die Gerade schon steiler und der “Stundenteiler” ging auf 13 Stunden runter.

Aber hilft mir diese Diskussion überhaupt weiter? keine Ahnung

[uschi]

@juergenac

Die Heizlast ist ja definiert als Leistung die man benötigt, um ein Haus von der Referenztemperatur (bei mir -7Grad) auf 20 Grad aufzuheizen.

Vielleicht hast Du dich nur falsch ausgedrückt … aber bevor sich jemand darauf einläßt:

Heizlast (vor allem bei WP) bedeutet eher bei -7 die Gebäudetemperatur auf 20 Grad zu halten.

Zum Aufheizen (in welchem Zeitraum?) benötigt man u.U. ein mehrfaches an Leistung, was eine WP völlig überdimensionieren würde.

[juergenac]

schon klar

[jensdecker]

@juergenac

Na, die berechnete Heizlast wurde sehr gut ermittelt, da ich alle Bauteile genau kenne.

Der untere Punkt bei 15Grad ist ja der, den man auch bei WP annimmt.
Trotzdem war noch ein Fehler in der Grafik: die schneidet jetzt bei -10Grad die Ordinate, anstatt bei -7 Grad. Damit wird die Gerade schon steiler und der “Stundenteiler” ging auf 13 Stunden runter.

Die Heizlastberechnung nach DIN etc. ist aber halt trotzdem ein standardisiertes Verfahren, von dem man nicht erwarten kann, daß es bei jedem perfekt paßt. Welche Raumtemperatur habt Ihr typisch in der Heizperiode? Alle Räume entsprechend der Rechnung beheizt? Wenn Du die Zahlen Deines WMZ mit den eingekauften kWh Brennwert Gas vergleichst, welche Effizienz kommt da raus, ggf. da etwas nicht plausibel? Wie hoch sind die Lüftungsverluste angesetzt, seid Ihr da ggf. sparsamer als der DIN-Norm Mensch?