Liebe Forumsianer,
was mir schon länger im Kopf rumspukt: ein 3kw Dieselaggregat mit einer Wärmepumpe ohne "elektrischen Zwischenweg" koppeln, die ca. 6 kW Abwärme vom Aggregat mit für die Wärmepumpe nutzen und so sollte doch Heizöl mit bestem Wirkungsgrad in Heizleistung umgewandelt werden? Aufgrund der Dieselaggregatabwärme verlieren dann auch tiefe Minustemperaturen ihren Schrecken. Gibt es so was zu kaufen? Hat jemand so was schon selbergebaut? Eine ältere Wärmepumpe vom Elektromotor befreien, eine eigene Steuerung dazu bauen und die Welle direkt mit dem Dieselaggregat koppeln? Hab ich da einen Denkfehler?
Gruß Hans
Die Verluste der Wandlung Generator-Inverter-Kompressor sind wahrscheinlich gar nicht mal so hoch.
Den schlechtesten Wirkungsgrad hat der Dieselmotor, die Abwärme kannst auch nicht per WP "hebeln".
Du wirst ein passendes Getriebe brauchen, um Motor und Kompressor im optimalen Bereich zu halten.
Na ja - dann mal vielleicht für einen ersten Versuch:
Diesel Generator - Luftgekühlt - in einem gemeinsamen Lärmschutzgehäuse mit der Wärmepumpe - d.h. Abwärme vom Diesel wird direkt von der WP genutzt - mit Umweg über Strom. Hätte ja auch noch den Charme, dass der Diesel Generator auch noch zur Stromerzeugung herhält und die Abwärme nebenbei von der Wärmepumpe sinnvoll verwendet wird. Selbstverständlich mit Ansaugluft von aussen und Auspuff nach aussen. Wenn es draussen unter 0 Grad hat, sollte die WP mit Motorabwärme doch wesentlich mehr bringen? Ich will damit meine Ölheizung ersetzen - Altbau 1920 - und befürchte, dass bei -10 Grad eine Wärmepumpe nicht mehr genug bringt.
Die Idee mit einer Dieselmotor-Wärmepumpe hatte der VW-Konzern schon vor 40 Jahren mal. Vgl. z.B. den folgenden Artikel aus dem Jahr 1983:
https://www.spiegel.de/wirtschaft/grosser-schlag-a-49f3ebcd-0002-0001-0000-000014022951
Hier noch ein Artikel von 1980, in dem weiter unten die Dieselmotor-Wärmepumpen zur Sprache kommen:
https://www.spiegel.de/wirtschaft/heisse-ware-aus-wasser-luft-und-erde-a-dedc67ff-0002-0001-0000-000014321104
Zitat:
Ausnahmsweise als Exoten treten die Unternehmen der Fahrzeugbranche auf. So droht VW-Chef Toni Schmücker, es den Herstellern der Elektrobranche mit einer gas- oder dieselbetriebenen Pumpe zu zeigen -- durch eine Jahresauflage von mindestens 50 000 Stück. Die Propagandisten des Diesel-Gas-Prinzips haben schlüssige Argumente: Die mit dem Verbrennungsmotor kombinierte Pumpe nutzt die eingesetzte Primärenergie -- Dieselöl oder Erdgas -- über den Umweg der Erd-, Luft- oder Wasserwärme zu 160 Prozent aus. Die elektrischen Pumpen kommen gerade auf etwas mehr als 100 Prozent -- zu groß ist der Energieverlust bei der Stromherstellung selber.
Wirklich durchgesetzt hat sich diese Technik dann allerdings nicht. In den vergangenen 40 Jahren wurden sehr viele Öl-Heizkessel mit Öl-Gebläse-Brenner verkauft und eingebaut, aber fast keine Diesel-Wärmepumpen. Woran es lag? Schwer zu sagen. Vielleicht zu laut? Oder zu kurze Lebensdauer? Oder zu wartungsaufwändig?
Genausowenig konnten sich Bhkw durchsetzen
Naja, die Abwärme nimmt man direkt, weil man den Motor nicht runterkühlen darf. Nutzbar ist sie damit schon.
Den schlechtesten Wirkungsgrad hat der Dieselmotor, die Abwärme kannst auch nicht per WP "hebeln".
also der diesel macht aus 1kwh diesel 0.25kwh strom + 0.75kwh wärme
die wp nimmt die 0.25kwh strom + die 0.75kwh abwärme und macht daraus 1kwh wärme (faktor 4)
ob sich der aufwand lohnt?
Was hingegen funktioniert:
Im GuD kraftwerk wird aus 1kwh gas -> 0.4kwh strom + abwärme (egal)
Daheim hab ich meine WP die nimmt die 0.4kwh strom und macht daraus 1.6kwh wärme (faktor4) (1.2kwh kommen aus der umgebungsluft)
Nutzbar ja, aber nicht "hebelbar" und auch nicht in den WP-Kreislauf einzugliedern.Den schlechtesten Wirkungsgrad hat der Dieselmotor, die Abwärme kannst auch nicht per WP "hebeln".Naja, die Abwärme nimmt man direkt, weil man den Motor nicht runterkühlen darf. Nutzbar ist sie damit schon.
Klar, man könnte die AE in den warmen Ab-LuftStrom stellen.
Ansonsten braucht es dafür auch einen Wärmetauscher und eine Führung,
insofern kein bestehendes Heizungssystem zur Nutzung vorhanden ist.
also der diesel macht aus 1kwh diesel 0.25kwh strom + 0.75kwh wärmeLass mich auch mal rechnen. Nehmen wir an, der Dieselmotor hat 30% Wirkungsgrad bezüglich seiner mechanischen Ausgangsleistung. Wenn man ihn am optimalen Arbeitspunkt betreibt, müsste das durchaus zu schaffen sein.
die wp nimmt die 0.25kwh strom + die 0.75kwh abwärme und macht daraus 1kwh wärme (faktor 4)
Aus Heizöl mit 1 kWh Brennwert macht er dann -> 0,3 kWh mechanische Arbeit und 0,7 kWh Wärme
Nehmen wir mal weiter an, dass man von den 0,7 kWh Wärme nur 0,6 kWh nutzen kann und der Rest durch das Abgas verloren geht. Eher eine pessimistische Abschätzung, aber ganz abkühen wird man das Abgas auch mit einem Wärmetauscher nicht können.
Aus den 0,3 kWh mechanisch, die einen Kompressor antreiben, macht die Wärmepumpe dann 0,9 kWh thermisch. Also recht konservativ mit einem COP von 3 angesetzt (Luft-Wasser-WP).
Insgesamt hat man damit 0,6 kWh + 0,9 kWh = 1,5 kWh an Wärme ins Haus bekommen.
Würde man das Heizöl in einem Ölheizkessel mit Ölbrenner verfeuern, dann würde man bei den typischen 8% Abgasverlust nur 0,92 kWh Wärme mit der gleichen Brennstoffmenge erzielen. Brennwertgeräte sind natürlich etwas besser. Also von 0,92 kWh auf 1,5 kWh, das macht schon einen erheblichen Unterschied, gerade bei heutigen Heizölpreisen.
Die Idee war aber die abwärme des Diesel für die wp zu nutzen 
Das ist ja im Prinzip das Konzept des Blockheizkraftwerks! Hat sich aber nicht durchgesetzt, ich vermute mal, die mechanischen Verluste sind zu groß
Die Idee war aber die abwärme des Diesel für die wp zu nutzen :DUnd die Antwort war aber dass dafür die Temperatur zu hoch ist.
Bio Dieselmotor Abwärme in Puffer für HK und Mischer FBH, Grundwasser Wärmepumpe direkt auf FBH, von mir so mal vorbereitet.
Wurde dann aber nix. 
Die Abwärme kann zum größeren Teil direkt in das Heizwasser und dann immernoch das Medium für die Wärmepumpe vorwärmen.
Wenn man die Ansaugluft der Wärmepumpe von -15° nur auf +15° vorwärmt, dann wir der Wirkunsgrad statt 0.8 ploetzlich 3 oder 4.
Alle Wärmepumpen die am Netzstrom hängen und die Aussenluft direkt verwenden laufen bei diesen Temperaturen mit maximaler Leistung und minimalem Wirkungsgrad. Das fuehrt zu Stromausfällen oder vorsorglichen Abschaltungen. Dann hat man bei maximalen Kosten ein sehr kühles Haus. Bei den vielen Altbauten wird das schon bei Temperaturen unter-5° kritisch
Wenn man dann noch Heizöl hat, hat man mit der Dieselwärmepumpe immer noch warm und ein wenig Strom bei recht gutem Wirkungsgrad.
Ich finde das garnicht dumm.
Ich sehe drei Punkte:
-
Ganz klar die teure Wartung und Kosten eines BHKW, nur für größere/energiehungrige Häuser darstellbar
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Das Temperaturniveau ist am Ende dann auch wie bei jeder anderen Wärmepumpe (wenn es halbwegs effizient sein soll) und damit gerade damals wohl zu anspruchsvoll für die Heizungsbauer und völlig unsanierte Häuser mit Ölbrenner
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Mit wachsendem Anteil erneuerbarer Energie beim Strommix auch im Winter ist heute so eine Hybrid vom CO2 her wohl bereits obsolet
Heizöl mit 1l zu 1€ ungefähr. 2kWh aus einem Liter. Sind eine kWh für 50ct. Bei tiefen Minustemperaturen läuft die Wärmepumpe mit COP2,5.
Nun verbrennt man das Heizöl mit nem Ölbrennwert und kommt auf annähernd 100% Wirkungsgrad beim Öl, also 10KWh.
Mit der Wärmepumpe könnte man mit dem Strom 5kWh Wärme generieren.
Und die Idee lautet jetzt:
Draußen einen Metallcontainer hinstellen. Dort ein Notstromaggregat rein. Heizöl verbrennen und damit Strom erzeugen. Den Strom für eine Wärmepumpe verwenden.
Dazu einen Wärmetauscher in den Container stellen, der das Abgas des Notstroms direkt in den Wasserkreislauf der Heizung einbringt. Das weitere Abgas mit ca. 40°C pustet dann auf die Wärmepumpe, sodass diese mit einem COP von 3 ansatt 2,5 arbeitet, also mit den 2kWh Strom ungefähr 6KWh liefern kann.
Ende vom Lied: Aus 1 Liter Heizöl + Umgebungstemperatur wurden ungefähr 13kWh Wärme erzeugt. Das ist ca. 30% mehr als mit einem Ölbrennwertkessel.
Interessant. Was da wohl das ganze Klimbim drumherum kosten würde. 
Als Betreiber eines BHKW kann ich dir sagen, dass deine Rechnung nicht ganz stimmt.
1 Liter Heizöl hat ca. 10KWh Energie. Damit kannst du ca. 3KWh Strom und 7 KWh Wärme erzeugen. ( wir haben ja mal gelernt dass nichts verloren geht, sondern nur umgewandelt wird )
Somit kostet dich das KWh Strom/Wärme 10 Cent, wenn 1 Liter Heizöl 1€ kostet.
Eine Gute WP hat eine JAZ von 4, damit erzeugst du durchschnittlich 4KWh Wärme aus einem KWh Strom.
In Summe hast du dann also 19 KWh Wärme aus einem Liter Heizöl. Also 0,052€ pro KWh Wärme.
Jetzt wird es aber komplizierter.
Die Temperatur vom BHKW liegt bei ca. 80 Grad, eine WP sollte eher max 40 Grad laufen um einen vernünftigen Wirkungsgrad zu erreichen.
Daher ist der parallel Betrieb eher nicht effizient, ausser wenn du einen hohen Wärmebedarf hast und mit der WP nur die Anhebung vom Rücklauf betreibst.
Ich habe daher zwei Wärmepuffer um die Temperaturen zu trennen. Trotzdem wird das schwierig und BHKW und WP laufen nur wenns wirklich sehr kalt ist gemeinsam.
Ansonsten laufen sie im Wechsel und die WP läuft dann mit Strom aus dem Akku.
Und nein, die Abgase vom BHKW willst du nicht der WP zuführen. Da kommt ja nicht nur Wärme raus, sondern auch Ruß.
Mhh. Also ich ging davon aus, dass man bei Erzeugung von genügend Strom aus der PV oder bei einem moderaten Verbrauch wegen COP4 nicht direkt das Stromaggregat einschaltet. Die JAZ4 ist Jahr. Ich schrieb bewusst COP2,5 bei niedrigen Außentemperaturen. Dort wird die Wärmepumpe liegen und eben nicht bei jenen 4 von dir angesprochen.
Nach meinem Konzept speist du die 7kWh Wärme mit 80°C nicht in die Wärmepumpe, sondern in den Heizkreis per Wärmetauscher. Die Wärmepumpe ist da noch gar nicht zugeschalten. Das Wasser wird dann auch keine 80°C erreichen sondern weniger. Die daraufhin entstandene Abluft wird vielleicht 40°C erreichen (wie das Wasser) und diese Abluft soll dann der Wärmepumpe zugeführt werden um deren Wirkungsgrad von den von mir o.g. COP2,5 auf ggf. COP3 zu erhöhen. Draußen sind es immer noch Minusgrade, das wird durch das Abgas nur erhöht. Wenn man möchte könnte man das auch mit einer Art von "Wärmerückgewinnungssystem" nur mit Lufterwärmung zuführen sodass mögliches Kondensat wie bei einem Edelstahlkamin unten auslaufen würde. Dann würde man nicht den von dir genannten Ruß in den Verdampfer ziehen.
[Quote]Daher ist der parallel Betrieb eher nicht effizient, ausser wenn du einen hohen Wärmebedarf hast und mit der WP nur die Anhebung vom Rücklauf betreibst.Ich habe daher zwei Wärmepuffer um die Temperaturen zu trennen. Trotzdem wird das schwierig und BHKW und WP laufen nur wenns wirklich sehr kalt ist gemeinsam.
Ansonsten laufen sie im Wechsel und die WP läuft dann mit Strom aus dem Akku.[/Quote]
Genau. In dem Fenster, in welchem die Wärmepumpe ineffizienter wird, bei niedrigen Minusgraden und wenn z.B. nicht genügend Strom durch PV vorhanden wäre, würde eine solche Lösung günstiger sein, als den Strom zu kaufen. Darum ging es mir eigentlich. Wenn da noch nen Akku zwischen hängt, oder eben variable Stromtarife ist damit ein Ausgleich herstellbar indem man auch bei schlechterem COP laufen lässt und sogar überheizt.
Es setzt also voraus:
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Strom relativ gesehen teuer
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PV liefert nichts
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Wärmepumpe müsste mit sehr geringem COP arbeiten
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Außentemperatur sehr niedrig.
Dann würde dieses Notfallaggregat einschalten, Strom erzeugen und Wärme. Mit Puffer kann das dann auch ein paar Stunden laufen, es lädt dann den Akku, es betreibt die Wärmepumpe für eine Anhebung UND es füllt ggf. einen Wärmespeicher wie Heizungspuffer. Dann schaltet die Kiste wieder ab. Ist der Puffer geladen kann damit auch einige Stunden lang die Wärme fürs Haus gepumpt werden.
Ich habe jetzt keine Ahnung wie groß deine PV ist, aber im Winter kommt generell viel zu wenig PV Strom.
Mein BHKW erzeugt nur den Eigenbedarf und kann auch nicht einspeisen, weil DC gekoppelt. Trotzdem erzeuge ich im Winter 6000-7000KWh Strom.
Du vergisst einen wichtigen Punkt.
Damit du die 7KW Wärme von Motor/Abgasen entziehen kannst, musst du im Brennwert/Kondensationsbereich liegen. Bei Heizöl sind wir da bei 47 Grad.
Deine Rücklauftemperatur muss also so gering sein, dass der Kondenser die Abgase unter 47 Grad abkühlen kann. Wenn du jetzt schon eine WP laufen hast und somit den Rücklauf anhebst, bleibt der Kondenser Wirkungslos und du verlierst X Prozent Wärme.
Umgekehr genauso. Wenn die WP nach dem Kondenser angschlossen ist, läuft die WP in einem ungünstigen Temperaturbereich.
Ich glaube du hast da auch eine völlig falsche Vorstellung von der Wärmeenergie die in den Abgasen nach dem Kondenser vorhanden ist.
Auch wenn die Abgase dann noch 50 Grad haben, ist das Volumen viel zu gering. Überlege mal wie viel Luft die WP durch zieht, und wie wenig aus so einem Dieselgenerator kommt.