Gefrierschrank als "Heizung" missbrauchen

Wärme - Klimatisierung - Dämmung Heizen, Kühlen, Klima, Warmwasser
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Liebe Forums-Mitglieder,

bin neu hier, aber schätze die Beiträge von Andreas Schmitz auf Youtube sehr, da ich sie zumeist als sehr technisch fundiert aber gleichzeitig praxisnah empfinde. Daher würde ich auch auf das Forum extrapolieren und hoffen, dass hier entsprechende Schwarm-Intelligenz mit ähnlichem Mindset vertreten ist :wink:

Folgende Frage / Sachverhalt:

Wohne in einer Neubau-Eigentumswohnung, die bzgl. der Isolierung und Ausbau, eigentlich alle Voraussetzungen für eine Beheizung mittels Wärmepumpe(n) erfüllen würde. Dennoch wurde ein Gas-BHKW verbaut. Prinzipiell fand ich die Idee recht charmant über Split-Klimaanlagen mit Heizfunktion eine zusätzliche Möglichkeit der Beheizung, gerade für die Übergangszeit Frühling/Herbst zu schaffen. Nun haben aber ja auch Split-Klimaanlagen ein paar Nachteile, wie die bauliche Veränderung, die meines Wissens nach im Wohneigentumsrecht nicht privilegiert ist. Sprich - Ich sehe schon die Rufe im Sinne: "Hässlich, laut, Außengerät belästigt Miteigentümer usw." - Mobile Monoblockgeräte mit Schlauch sind wahrscheinlich auch nicht die beste Variante und haben einen niedrigen "Women Acceptance Factor" ;).

Daher kam ich auf folgende Idee (CAVE: vielleicht Schnapsidee):

Könnte man nicht unter gewissen Umständen einen (zusätzlichen) Gefrierschrank als Heizung/Wärmepumpe zweckentfremden. Hierzu könnte man den Gefrierschrank im Prinzip doch einfach mit Wasser befüllen. Der Gefrierschrank würde dann doch im Wesentlichen als Wärmepumpe fungieren und die im Wasser enthaltene thermische Energie (über die Kühlrippen am Rückteil) an den zu beheizenden Raum abführen. Hinzu käme, dass Wasser noch eine nicht ganz zu vernachlässigende Menge an Kristallisations-Enthalpie (m.E. 90Wh pro Liter) beim gefrieren abgeben würde, die dann ja auch als Wärme im Raum landet. Ich könnte so also das Problem des "Luft-Luft-Wärmetransports" einer Klimaanlage der zwangläufig irgendwie durch die Hauswand ("bauliche Veränderung") oder Fenster ("Schlauch") läuft, durch einen Wärmetransport über die Wasserleitung ersetzten. Wasser (inkl. darin enthaltene thermische Energie) kommt über die Wasserleitung rein, Eisbrocken werden dann einfach rausgeschmissen und draußen in der Versickerung schmelzen gelassen.

Jetzt würden mich eure Meinungen hierzu interessieren:

Prinzipiell machbar, oder eher Schnapsidee ;)? Wahrscheinlich wäre die Leistung relativ begrenzt, man müsste schon einen Gefrierschrank wählen, dessen Kompressor auch eine vernünftige Anschlussleistung hat (>>300W wenn es sowas überhaupt gibt). Dann ist da noch die Frage welche Leistungszahlen Gefrierschränke eigentlich entwickeln (Konservativ wahrscheinlich nur so um die 2?). Aber rein von der Idee her sollte von der Abwärme/Heizleistung her doch weniger Energie benötigt werden als z.B. mit einem Infrarot-Panel oder klassischen Radiator? Und ja, ich weiß, dass es praktisch ausgeschlossen ist eine Wohnung komplett mit einem Gefrierschrank zu heizen, geht mir eher um den Grundgedanken :wink:

Vielen Dank für eure Meinungen und viele Grüße

David

PS: Auf die Idee gekommen bin ich eigentlich über eine Klimaanlage (mit Heizfunktion), die tatsächlich ohne Schlauch angeboten wird (emerio PAC-127560). Hier wird tatsächlich ein Wasserspeicher genutzt um die Wärme zu übertragen. Ist nur leider nicht ganz praxistauglich, da wenn das Gerät nur innen steht, man quasi einen schleichenden thermischen Kurzschluss hat, wenn man das Eis (im Heizmodus) oder das heiße Wasser (im Kühlmodus) nicht nach außen abführt. Letzteres würde zwar gehen, ersteres aber leider nicht.

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Der Trick ist der zeitliche Versatz des thermischen Kurzschluss. Tagsüber Büro kühlen -> Wärme im Wasserbehälter speichern -> nachts Fenter auf, Wasserwärmespeicher abkühlen
Der Tiefkühlschrank muss seinen Abwärmeschlage in einen (isolierten) Wassereinmer tauchen. Den Wasser muss du dann abends nach draußen stellen und de-islolieren.

Also Wärme in Eimer nach draussen tragen und dafür ewig viele kWh verrbrauchen ist mMn mehr ein Versuchslabor für Grundschüler.

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Prinzipiell so machbar. Aber recht ineffizient und viel zu wenig Leistung. Eine Wärmepumpe wird um so ineffizienter, je größer die Temperaturdifferenz ist. Wenn du also auf -18 Grad Wasser abkühlst, hast du bei 22 Grad innen 40 Grad Differenz. Da erreicht man vielleicht noch einen COP von 2, wenn überhaupt. Hat man ja bei Split Klima auch, wenn die Luft draußen -18 Grad hat.

Weiterhin werden die Wasserkosten zu groß sein. Und dann rechne mal aus, wie viel Wasser du täglich in den Kühlschrank bringen müsstest, damit die Heizenergie reicht.

Der Kompressor von typischen Tiefkühlschränken hat eine Aufnahmeleistung von 70 Watt. Da hast du dann 140 Watt Heizleistung vei COP 2. Und die Kompressoren sind nicht dafür ausgelegt, dauerhaft zu laufen. Das kann man mal machen, aber nicht über Wochen.

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Das würde prinzipiell schon funktionieren, aber wegen der geringen Kompressorleistung von Kühl- und Gefriergeräten (meist unter 100 W) bräuchtest Du schon mindestens 5 Geräte parallel, damit da nennenswert Wärme herauskommt.

Und der regelmäßige Austausch des Wassers (kaltes raus, warmes rein) ist natürlich auch viel Aufwand. Idealerweise sollte man es entfernen, ehe es gefriert, denn wie will man einen 100 kg schweren Eisblock ins Freie schaffen, zumal man den erst mal aus dem Kühlgerät herausbekommen muss...?

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Du unterschätzt wieviel Energie in der Phasenumwandlung steckt, wenn man die nicht nutzt macht das keinen Sinn.

1 Liter Wasser

von 20°C auf 0°C = 20 x 4,18kJ = 83,6kJ

von flüssig nach fest = 333kJ

von 0°C auf -18°C = 18 x 2kJ = 36 kJ

oder anders gesagt, nehme ich das Wasser als -18° Eisblock aus dem Schrank habe ich etwas die 5,4 fache Energie gewonnen gegenüber der flüssigen Entnahme.

Wenn, dann das Wasser in 5l Einheiten die man im gefrorenen Zustand nach draußen bringen kann. Das Ganze wird aber eher was für jemand der ein Hobby sucht. Bei einem modernen Gefrierschrank ist die Abwärme einfach zu gering, der ist nicht auf "Heizen" optimiert. Wenn dann müsste man vermutlich was auf Basis einer Solewärmepumpe bauen.

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Genau, Stichwort Schmelzenthalpie. Diese Energie sollte man unbedingt mitnehmen.

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[quote data-userid="8143" data-postid="141701"]denn wie will man einen 100 kg schweren Eisblock ins Freie schaffen, zumal man den erst mal aus dem Kühlgerät herausbekommen muss...?[/quote]Das ist doch ganz simpel: Mit Haartrockner vorher auftauen. ? ? ?

Daniel

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Herzlichen Dank euch für die ganzen - meist konstruktiven Antworten. Scheitert also an einigen Dingen, u.a. an der Praktikabilität und daran, dass Gefrierschränke eben eine viel zu kleine Leistung haben, da sie eben nicht zum schnellen Einfrieren sondern eher konstanten "kalt halten" gedacht sind. Aber es gibt ja auch Geräte für den Hausgebrauch, die dazu eher geeignet wären, z.B. Eiswürfelbereiter. Die Dinger sind kleiner als ein Gefrierschrank, haben in den gehobeneren Preissegmenten auch gerne mal eine Anschlussleistung von ~400W und 20-40kg Eis pro 24h. Plus: das erzeugte Eis lässt sich auch praktisch portioniert nach draußen bringen. (Im Gastro-Bereich gibt's natürlich auch ganz andere Leistungsklassen jenseits von 1kW). Frage mich aber immer noch, ob die Abwärme, die so ein Gerät zwangsläufig produziert, tatsächlich höher ist als der Verbrauch an elektrischer Leistung...

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Auch wenn das vielleicht auf den ersten Blick komisch ist, die Energie die zur Phasenumwandlung frei wird, kommt zum Stromverbrauch dazu, d.h. es wird mehr Wärme abgegeben als elektrisch verbraucht wird. Das gleich gilt übrigens für Lufttrockner die auf dem Wärmepumpenprinzip funktionieren, da wird das Wasser von von gasförmig zu flüssig umgewandelt, die haben ca. 1,6x mehr Heizleistung als elektrischen Verbrauch.

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Ein Luftentfeuchter kann ganz gut funktionieren, wenn Du da nicht nur die Konsenswärme nutzt, sondern auch noch die Raumtemperatur absenkst. Gerade Bad und Küche lüftet man viel und wenn das nur ist, um Feuchtigkeit abzutransportieren, spart man mit Luftentfeuchter gut.

440 Watt 80 kg Eis pro Tag (aus PDF Anleitung für 25 Grad Luft, 10 Grad Wassertemperatur)

Wir rechnen mit etwa 400 kJ/kg, also 32000 kJ pro Tag bei 80 kg Eis = etwa 9 kWh

440 Watt Verbrauch wären etwa 11 kWh.

Der COP liegt bei etwas unter 2.

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Ist das nicht umgedreht? Man heizt doch damit. Wasser im gasförmigen Zustand hat eine Menge mehr Energie, die abgegeben werden muss, um flüssig zu werden.

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@win Bei niedriger Luftfeuchtigkeit kann die Raumtemperatur etwas niedriger sein, ohne dass es Schimmel gibt. Das ist natürlich nur dann wichtig, wenn man gerne sparsamer heizen und lüften würde und da die Feuchtigkeit der Luft der kritische Punkt ist.

Man hat dann drei Wärmequellen:

  1. Der Strom für den Luftentfeuchter

  2. Die Kondenswärme

  3. Die gesparte Heizenergie, wenn das Bad / die Küche nicht so sehr gelüftet werden müssen

Und Punkt 3 ist wohl der, wo man den größten Hebel hat. Sonst ist man wohl ähnlich schlecht wie mit der Eismaschine.

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Jetzt hab ichs verstanden, ich dachte, du wolltest durch den Luftentfeuchter die Temperatur im Raum senken. Da hatte ich Fragezeichen, wie das gehen soll.

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Auf Youtube gibt es jemanden, der hat so ein Gerät mit wassertank getestet, und hat in drei Stunden sein Zimmer, Dachgeschoss, mittelgroß bis gross, von ca. 26 Grad auf 32 Grad "geheizt", um die Kühlfunktion "aufzuladen". Dabei wird das Wasser intern auf bis zu minus 6 Grad abgekühlt. Stromaufnahme sei wohl bei 800Watt für drei Stunden. Ist übrigens ein baugleichen Gerät nur anders gebrandet.

0,8kWh x 3Std. = 2,4kwh

Temperature Erhöhung: ca. 6 Grad

Ist doch schon beachtlich, oder? Er meint, es kommt fast drei Stunden heisse(!) Luft aus der "Klimaanlage". Meine Elektro Heizung schafft sicherlich keine 6 Grad in drei Stunden bei 800Watt.

Youtube titel: 1000€ Luftkühler Desaster

Kanal: gadgets Technik reviews

Interessante Stelle ab minute 8

Schade ist natürlich, dass man anschließend die Energie für den Phasenwechsel von fest zu flüssig nicht richtig nutzen kann.

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??? Was soll das Ziel sein? Du entnimmst fiktiv Wasser aus deinem Hauswassernetz. Das lässt du nun von der Kiste zu Eis machen und damit den Raum erwärmen. Den Eisblock wirfst du aus dem Fenster und dann ziehst du aus deinem Wassernetz wieder Wasser?

Das ist nicht nur rausgeworfenes Eis, sondern rausgeworfenes Geld...

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Physikalisch ist die Sache ja recht einfach zu umschreiben: Man entzieht mit einer Wärmepumpe dem Wasser Wärmeenergie. Die Effizienz der Wärmepumpe sinkt, je kälter das Wasser wird. Vielleicht wird wird der mittlere COP bei 2-3 liegen. Also werden aus 800W Aufnahmeleistung 1600-2400 W Wärmeleistung in den Raum gebracht.

Praktisch nutzen lässt sich sowas zum Heizen aber nicht, denn wie willst du die entzogene Wärme nun wieder ins Wasser bekommen? Oder wirfst du den Eisklotz weg und füllst neues Wasser ein?

Es gibt übrigens am Markt Wärmepumpen, die dem Trinkwasser Wärme entziehen. Das ist aber extrem teuer, ich hatte es mal durchgerechnet. Kann man nur in Gegenden machen, wo man große Wassermengen mit relevanter Temperatur für wenig Geld nutzen kann.

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Also wenn ich sowas aufzäumen wollte würde ich andersherum an die Sache gehen. Grundwasserwärmepumpen benötigen immer so einen großen Schluckbrunnen und man entzieht letztlich eine unglaubliche Menge Wasser. Man braucht 2 Brunnen, einen fürs saufen, einen fürs kotzen. :wink:

Ein Eisspeicher mit 1000l fasst dann von 0°C Wasser auf 0°C Eis ca. 92kWh. Das sollte für Nachts durchaus ausreichend sein für die meisten Häuser. Sollte am Tag die Temperatur höher sein reicht ein großer Wärmetauscher mit Lüfter und Pumpe aus. PV für den Strom dafür. Sollte die Temperatur am Tag niedriger als 0°C sein (das muss man sich nach Standort ansehen, 20 Tage im Jahr?) kann auch eine Luftwärmepumpe fürs auftauen sorgen. Jetzt überlegen wir mal, das bedeutet, dass draußen geschätzt -10°C sind und das Wasser muss nur von 0°C auf 0°C Wasser aufgewärmt werden. Der Temperaturhub dürfte also sehr niedrig liegen.

Man kann also die 92kWh mit COP5 herstellen, das sind 18,4kWh.

Wiederum mit COP5 nutzt man dann die 92kWh eingespeichert. Sind 18,4kWh nachts.

Insgesamt verbraucht man demnach bei so richtig kalten Tagen 36,8kWh was COP2,5 macht. Das ist kein guter Wert, der kommt aber wie geschrieben nicht oft vor. Aber man hat eben keine 2 Brunnen sondern letztlich "nur" einen 1000l Eisspeicher.

Man könnte auch die Wärme an den Tagen bei tagsüber unter 0°C Erdwärmekörbe nutzen oder Grabenkollektoren. Wobei dann sollte man sie auch komplett nutzen und den Eisspeicher nur zur Regeneration verwenden.

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Viel effektiver wäre es, wenn er Abwasser aus Dusche und Küche (Geschirrspüler, Waschmaschine) nutzen würde.

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Wirklich zum Heizen reicht das aber bei weitem nicht. Am Tag steckt man vielleicht 2-4kWh Wärme ins Warmwasser, was man wieder herausziehen könnte. Fürs Heizen ist das sehr wenig. Reicht vielleicht für 1 Stunde Wohnzimmer in der Übergangszeit.

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Bei mir läuft sogar noch sowas als Zusatzheizung im Bad mit einem alten Kühlschrank,

etwa 80 W, cop , naja vielleicht 2 , die Verlust Wärme des Motors hilft mit.

Das ganze steht einfach in der Ecke, die Leitung führt durch ein Fenster, Rahmen, zum Verdampfer im kalten Nebenraum. Früher war das ganze Zeit gesteuert um Abtau Phasen zu ermöglichen. Beide Tauscher wurden mit PC Lüfter umweht. Irgendwann wurde der beim Verdampfer trotzdem eingeeist und so entstand ein mächtiger Eisberg. Seit dem lasse ich den Eisberg einfach wachsen. Glaube das ist gar nicht so nachteilig. Besser wäre vermutlich gleich eine Wanne mit Wasser wo der Verdampfer sitzt. Irgendwann landet das Gebilde allerdings gs bei der Entsorgung :wink:

Eigentlich steht auch so ein Luftentfeuchter mit etwa 300 W rum den ich modifizieren wollte. Der Cop lt Kompressor wird aber kaum besser. Die einfachen Motore taugen nichts und ein bürstenloser Drehströmer mit Dauermagnet ist mir nie unter gekommen.

Wobei ein großer nur Kühlschrank entsprechender Leistung vom Temperatur Bereich wohl besser als ein Gefrierschrank geeignet ist, denke ich.