[quote data-userid="8074" data-postid="180282"]Auch noch interessant für diesen Zusammenhang ist der Carnot-Wirkungsgrad:
https://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad
https://home.uni-leipzig.de/energy/energie-grundlagen/13.html
Daran siehst du schon, dass der Temperaturhub entscheidend für den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist.[/quote]
Vielen Dank für die Links. Das hilft mir insoweit weiter, als dass ich nun erklären kann, warum wir über verschiedene Dinge sprechen. Ich spreche nicht über den reinen Wärmeerzeugungsprozess innerhalb des geschlossenen Kältekreislaufs einer Split-Klimaanlage. Bezogen darauf ist alles was Du und die anderen Diskussionsteilnehmer geschrieben haben, vollkommen korrekt.
Ich war aber gedanklich beim Heizen eines Raumes und versuche meinen gedanklichen Ansatz mal durch eine fiktives Fallbeispiel klar zu machen:
Gegeben sei ein Raum mit einem Rauminhalt von 50m³ Luft, der bei einer konstanten Außentemperatur einen Wärmebedarf von 500W hat. Installiert ist eine LLWP, die unter den gegebenen Bedingungen mit einem COP von 4,0 und einer elektrischen Leistungsaufnahme von 125W die mittlere Temperatur des Wärmetauschers im Innengerät auf einem konstanten Wert hält. Das Luftvolumen, das am Wärmetauscher vorbei geführt wird, liegt bei 500m³/h.
Damit dieses Fallbeispiel sinnvoll wird, müssen wir uns über folgende Dinge einig sein:
- Ausblastemperatur ist nicht gleich der Temperatur des Wärmetauschers
- Dem Raum müssen, egal welche Einstellungen geändert werden, immer 500W Wärmeenergie zugeführt werden
Um die Zahlen meines fiktiven Beispiels vergleichbar zu machen, rechne ich das ganze mal runter. Jeder m³ Raumluft verliert pro Stunde 10Wh Wärmeenergie. Da die Raumluft 10 Mal pro Stunde am Wärmetauscher vorbei geführt wird, muss jedem m³ Luft am Wärmetauscher 1Wh Wärmeenergie zugeführt werden. Die spezifische Wärmekapazität von Luft sagt, dass man 0,33Wh/m³ benötigt, um die Temperatur um 1K zu erhöhen. Also muss die Raumluft am Wärmetauscher um 3K erhöht werden, um die benötigte Wärmemenge in den Raum zu bringen.
Jetzt stellen sich folgende Fragen:
- Welche Temperatur muss der Wärmetauscher im IG haben, damit der vorbeigeführten Luft die benötigte Wärmeenergie zugeführt werden kann?
- Wie verändert sich die Temperatur des Wärmetausches im IG, wenn ich den Luftvolumenstrom verdopple?
- Bei doppeltem Luftvolumenstrom kommt jeder m³ Raumluft nun 20 Mal am Wärmetauscher vorbei. Theoretisch eine Erhöhung der Lufttemperatur um 1,5K. In welchem Verhältnis kann die Temperatur des Wärmetauschers am IG gesenkt werden? Darf sie überhaupt niedriger sein?
- Wie viel Wärmeenergie wird der Raumluft bei doppeltem Luftvolumenstrom und unveränderter Wärmetauschertemperatur zugeführt?
- Wie verändert sich die Ausblastemperatur bei Verdopplung des Luftvolumenstroms und a) angepasster Wärmetauschertemperatur b) unveränderter Wärmetauschertemperatur?
- Und die entscheidende Frage: Was ist der Sweetspot von Luftvolumenstrom und Wärmetauschertemperatur bei vorgegebener zu übertragender Wärmemenge?