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Split Klima - Effizientes Heizen

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Effizientes Heizen mit Split-Klima

Durch geschickten Einsatz einer Split-Klima, lässt sich beim Heizen viel Energie sparen. Hier sollen Möglichkeiten für effizientes Heizen aufgezeigt werden.

Niedrige Leistung - hoher COP

Generell kann man sagen, dass der COP bei Split Klimas um so höher ist, je niedriger die abgerufene Leistung ist. Bei vielen Anlagen ist es in der Tat so, dass das Effizienzmaximum bei niedrigster Modulation liegt, also im Bereich der niedrigsten Aufnahmeleistung. Wenn Anlagen sehr weit herunter modulieren können, kann es etwas anders sein, dann ist der Verbrauch der Lüfter ein Offset, der die Effizienz drückt. Aber ab etwa 150-200 Watt liegt man in der Regel im effizientesten Bereich.

Es macht also Sinn, die Anlage im gemäßigten Leistungsbereich zu halten. Leider sehen es die Hersteller oft anders, hier wird eine möglichst schnelle Aufwärmung eines Raumes favorisiert. Es wird also mit hoher Leistung reingepowert, bis eine Soll-Temperatur erreicht ist.

Wer also in Richtung Effizienz optimieren möchte, sollte nach Möglichkeiten Ausschau halten, wie man die Leistung im Zaum hält. Dies gelingt durch:

  • Viele Geräte haben eine Eco oder Econo Taste. Diese limitiert die Leistungsaufnahme der Anlage, typisch ist ein Wert von 60 %. In vielen Anwendungsszenarien kann man die Eco-Funktion grundsätzlich eingeschaltet lassen. Das ist ein guter Schutz vor hoher Anlagenleistung.
  • Auch die Silent-Funktion gibt es bei vielen Anlagen. Hier wird auch oft die Leistung limitiert, in Kombination mit Eco kann es dann noch weiter nach unten gehen. Allerdings: Die Silent-Funktion reduziert oft auch die Lüfterdrehzahl am IG oder AG, denn es soll ja vor allem leise werden. Und wenig Luftbewegung, ob innen oder außen, ist eher ungünstig für die Effizienz. Hier muss man also genauer hinschauen, ob das bei der eigenen Anlage Sinn macht.
  • Daikin-Anlagen haben die sogenannte Bedarfssteuerung, die man allerdings nur über die App erreicht, nicht über die Fernbedienung. Über die Bedarfssteuerung kann man die Maximal-Leistung der Anlage im Bereich 40-100% einstellen. Darüber lässt sich also noch weiter limitieren, als über Eco.
  • Je höher die Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur, um so stärker fährt die Anlage mit der Leistung hoch. Man sollte also die Soll-Temperatur nur wenige Grad über der Ist-Temperatur einstellen und wenn die Temperatur angestiegen ist, dann nochmal nachregulieren. So kann man schrittweise auf Zieltemperatur hochfahren. Wenn man durch andere Maßnahmen schon auf 40-60% limitiert hat, braucht man diese Maßnahme evtl. nicht.

Gerade in der Übergangszeit braucht man typisch nur sehr wenig Leistung. Hier könnte man also besonders stark limitieren. Im tiefen Winter benötigt man mitunter mehr Leistung, dann ist es evtl. nötig, limitierende Einstellungen wieder abzuschalten oder z.B. die Bedarfssteuerung auf einen höheren Wert einzustellen.

Wenn die Temperaturen unter 2-3 Grad sind, kommt die Vereisung des Wärmetauschers am AG mit hinzu. Hier ist geringe Leistung auch gut, weil es dann länger dauert, bis der Wärmetauscher soweit vereist ist, dass wieder abgetaut werden muss.

 

Hohe Lüfterstufe - hoher COP

Die Heizleistung, die das Innengerät liefert, hängt von 2 Parametern ab: Von der Temperatur des Wärmetauschers und vom Volumenstrom der Luft. Je höher die Lüfterdrehzahl ist, um so geringer kann also die Temperatur am Wärmetauscher sein. Eine Wärmepumpe ist um so effizienter, je geringer der Temperaturhub zwischen außen und innen ist. Damit ist es gut, wenn der Wärmetauscher am IG niedrig ist und das erreicht man druch hohe Volumenströme.

Nun ist natürlich genau das oft ein Störfaktor. Leise Innengeräte sind oft erwünscht. Deshalb muss hier jeder seinen Kompromiss finden. Wichtig ist zu wissen, dass hohe Lüfterdrehzahl generell günstig ist. Was man dann daraus macht, muss jeder für selbst abstimmen.

Ein Beispiel für eine Optimierung: Wenn man sich im Raum befindet, würde einen ein lautes Gerät stören. Wenn man einen Raum aber bedarfsweise 30min hochheizt, in dem man sich noch gar nicht aufhält, stört eine hohe Lüfterdrehzahl niemanden.

 

Ausblastemperatur niedrig halten

Eine niedrige Ausblastemperatur der Luft am Innengerät ist ein guter Indikator für Effizienz. Die niedrigste Ausblas-Temperatur vieler Anlagen liegt so bei 26-28 Grad. Niedriger wollen die Hersteller nicht gehen, weil die ausgeworfene Luft dann eher unangenehm kalt empfunden wird.

Einen Bereich, den man noch als recht effizient bezeichnen und auch oft halten kann, ist 30-35 Grad.

Darüber ist ein Indiz, dass man nicht mehr so im effizienten Bereich ist und es macht Sinn, zu schauen, ob man die Anlage nicht effizienter einstellen kann.

Die Maximaltemperatur liegt in der Regel bei 50-55 Grad.

Es macht Sinn, sich ein Thermometer für die Ausblastemperatur zu installieren. Hierfür eignet sich jedes Digitalthermometer, welches einen Sensor hat, der über ein Kabel angebunden ist. Den Sensor kann man im Ausblaskanal z.B. mit etwas Alutape einkleben. Man sollte sich einen Stelle suchen, wo möglichst gut die Luft drüberzieht.

 

Bedarfsweises Heizen

Bei diesem Thema wird immer wieder heftig widerstreitend diskutiert. Viele sind der Meinung, dass eine Klimaanlage dann am effizientesten heizt, wenn man sie 24/7 durchlaufen lässt. Also die Idee, dass möglichst gleichbleibende Innen-Temperatur den niedrigsten Verbrauch bedeutet. Oft wird dies damit begründet, dass man viel Energie zum Aufheizen braucht, also beim Aufheizen mehr reinsteckt, als man durch das Nichtheizen gespart hat. Diese These ist allerdings falsch.

Grundsätzlich kann man sagen: Die Wärmemenge, die man wirklich verbraucht, ist die, die wir nach außen verlieren. Gäbe es keine Verluste nach außen, würde ein einmal aufgeheizter Raum immer auf dieser Temperatur bleiben. Wir müssen deshalb permanent Wärme in den Raum nachliefern, damit er auf Temperatur bleibt.

Die Verluste hängen direkt zusammen mit dem Temperaturunterschied innen und außen. Und damit kann man sagen: Je höher das Temperaturniveau in der Gebäudehülle ist, um so höher die Verluste. Wer das Temperaturniveau innen also permanent auf 21 Grad hält, hat immer höhere Verluste als jemand, der zu gewissen Zeiten die Temperatur absenkt oder gar nicht mehr heizt. Man muss später nicht mehr nachheizen, sondern weniger. Wie ist das zu verstehen?

Eine Wand kann man sich als einen Speicher vorstellen. Der Speicher wird geladen durch aufgeheizte Innenluft. Ist die Innenluft also von der Temperatur höher, als die Wand, fließt Wärme in die Wand. Gleichzeitig wird dieser Speicher permanent entladen durch die Verluste nach draußen. Wenn man längere Zeit die Innentemperatur auf einer Temperatur hält, stellt sich ein Gleichgewicht ein: Es wird genau so viel Wärmeenergie nachgeladen, wie nach außen abfließt. Je besser die Dämmung ist, um so weniger fließt nach außen ab und um so weniger muss von innen nachgeladen werden.

Wenn man nun eine Nacht nicht heizt, verliert dieser Speicher recht viel Energie. Die muss natürlich morgens wieder nachgeheizt werden. Aber diese Energie ist nicht relevant, weil es hier nur um die gepeicherte Energie geht. Was wir uns stattdessen anschauen müssen, wie viel Energie über die Nacht wirklich verloren gegangen ist. Und da ist es so, dass die Verluste nach außen direkt von der Innentemperatur abhängen. Ein Raum, der 21 Grad  Innentemperatur hat, hat größere Verluste nach außen, als ein Raum, der nur 18 Grad hat. In der Nacht sinkt die Innentemperatur, wenn ich nicht heize. Und damit sinken die Verluste pro Zeit immer weiter ab. Man kann also sagen: Ein Raum, der die ganze Nacht 21 Grad hatte, hat höhere Verluste, als ein Raum der sich von 21 Grad auf 18 Grad über Nacht abkühlt. Anfangs waren die Verluste noch nahezu gleich, aber mit fortschreitender Zeit werden sie durch die niedrigere Innentemperatur immer geringer. Würde die Innentemperatur bis auf Außentemperatur abfallen, gäbe es gar keine Verluste mehr.

Diese geringeren Verluste sind der Grund, warum bedarfsweises Heizen Energie spart. Man könnte auch sagen: Jede Absenkung des Temperaturniveaus irgendwo im Haus wirkt sich energiesparend aus. 

Nun gibt es einen weiteren Punkt speziell bei Wärmepumpen: Wer nachts absenkt oder gar nicht heizt und morgens mit sehr hoher Leistung nachheizen muss, betreibt die Wärmepumpe in einem eher ineffzienten Bereich. Und das kann durchaus die Ersparnisse wieder auffressen. Diese Betrachtung gilt vor allem bei trägen Luft-Wasser-Wärmepumpen. Luft-Luft-Wärmepumpen wie Split-Klima können sehr schnell die Luft mit recht wenig Leistung aufheizen, weshalb man auch das Aufheizen effizient hinbekommt.

Von der Effizienz kann man recht klar sagen: Wer nur heizt, wo unbedingt nötig und ansonsten die Anlage ausschaltet, spart am meisten.

Allerdings hat bedarfsweises Heizen ein paar Nachteile, die man abwägen oder im Blick behalten muss. Räume, die ausgekühlt sind, fühlen sich nicht so angenehm an, auch wenn die Luft recht schnell wieder auf normale Raumtemperatur ist. Kalte Wände und Gegenstände können unangenehm sein. Wer mit einer Anlage mehrere Räume über offene Türen heizt, hat hier auch einen deutlich größeren Temperaturabfall zwischen den Räumen. Einfach deshalb, weil ausgekühlte Wände und Gegenstände zusätzlich Wärmeenergie beim Aufheizen ziehen, die durch die Tür nicht schnell genug geliefert werden kann.

Ein weiteres Problem, was man im Auge behalten muss, ist die Schimmelgefahr. So als Daumenwert wird oft von 16 Grad gesprochen, bei der Räume noch recht schimmelsicher sind, insofern man regelmäßig lüftet bzw. die Luftfeuchte auf <=60% hält. Aber das ist nur ein Daumenwert, es kann genauso gut sein, dass man bei 10 Grad noch keinerlei Probleme hat. Über die Luftfeuchte und Temperatur lässt sich der Taupunkt ermitteln. Die kälteste Stelle der Außenwand sollte 3 Grad über dem Taupunkt liegen, um halbwegs schimmelsicher zu sein.

Statt heizen kann es in Sachen Schimmelgefahr auch günstiger sein, stattdessen einen Luftentfeuchter laufen zu lassen, um die Luftfeuchte auf einen sicheren Bereich zu bringen.

 

Lange Taktzeiten

Gerade in der Übergangszeit takten die Anlagen. Das liegt daran, dass selbst in der niedrigsten Modulationsstufe des Kompressors die Wärmemenge noch zu hoch ist. Also muss die Anlage abschalten, um den Raum nicht zu überhitzen.

Eine Anlage, die durchläuft, ist in der Regel günstig für die Effizienz. Takten kostet Effizienz. Allerdings darf man hier auch keine überzogenen Vorstellungen entwickeln. Man kann es sich in etwa vorstellen, wie beim Kaltstart eines Autos. Die ersten Kilometer ist der Verbrauch noch sehr hoch, weil der Motor kalt ist. Fährt man nur 1km, ist der Durchschnittsverbrauch recht hoch, der höhere Verbrauch des kalten Motors fällt stark ins Gewicht. Fährt man 20 km, spielt dies kaum noch eine Rolle. So in etwa ist das beim Takten einer Anlage, bei jedem Neustart hat man gewisse Energieverluste.

So als Daumenwert kann man sagen: Eine Anlage, die 1-2 mal die Stunde neu startet, ist nahezu so effizient, wie eine Anlage, die durchläuft. Auch für den Kompressor sind solche niedrigen Taktraten kein Problem für die Lebensdauer. Der wird so seine 15 Jahre durchhalten, also die typische Lebensdauer solcher Maschinen. Niedrige Taktraten sind kein Grund, irgendwas ändern zu müssen.

Problematisch sind hohe Taktraten, wenn also eine Anlage keine 15-20 Minuten mehr durchläuft. Es gibt Anlagen, die z.B. nur 5min einschalten, um dann wieder 3min auszuschalten usw. Die takten dann mit 7-8 Takten die Stunde. Anlagen, die so schnell takten, verlieren massiv an Effizienz.

Schnelle Taktraten haben auch physikalische Gründe, die gerade beim bedarfsweisen Heizen und bei schlecht gedämmten Häusern auftreten. In solchen Konstellationen sind die Wände kalt. Sobald die Anlage aufhört zu heizen, sackt die Raumtemperatur sehr schnell wieder ab. Und das nötigt die Anlage dazu, wieder nachzuheizen. Mitunter haben Anlagen eine nur kleine Hysterese, starten also bereits bei 1 Grad Temperaturabfall wieder neu. In solchen Konstellationen kann man die Taktraten verlängern, in dem man den Innensensor etwas dämmt (z.B. mit Styrodur). Dann wird das ganze System träger, man muss natürlich mit höheren Temperaturschwankungen leben.

Eine andere Möglichkeit ist die kontrollierte Taktung, in dem man die Anlage timergesteuert oder über Hausautomatisierung steuert. Man schaltet sie dann gezielt ab, bevor sie anfängt zu takten. Mit Hausautomatisierungslösungen kann man sich auch recht komplexe Steuerungen der Anlage schreiben, z.B. Soll-Temperaturerhöhung, falls man in den Bereich des Taktens kommt, bestimmte Zeiten ausschalten, Steuerung des Lüfters, der Bedarfssteuerung (bei Daikin) und vieles mehr. Ziel ist immer, die Anlage bei niedrigen Leistungen durchlaufen zu lassen und wenn das nicht gelingt, längere Heizpausen zu machen, so dass man nicht über 1-2 Takte pro Stunde kommt. Bei gut gedämmten Häusern wirkt sich eine Heizpause von 4 Stunden kaum auf die Innentemperatur aus, insofern es nicht zu kalt draußen ist.

 

Nachts heizen ist ineffizienter

Nachts nicht zu heizen, hat einige Vorteile. Erstmal hat man keinerlei Geräusche durch die Innengeräte. Zweitens ist bedarfsweises Heizen, wie oben geschrieben wurde, effizient. Und drittens ist es in der Nacht oft deutlich kälter, als tagsüber. Und damit sinkt der COP.

Wer nachts nicht heizt, kann ja auch problemlos über einen Timer die Räume 30 min vor dem Aufstehen wieder heizen. Zu dieser Zeit ist es zwar immer noch recht kalt, aber man spart sich zumindest einen großen Teil der Nacht. Hier geht es ja auch nur darum, die Luft im Raum wieder auf Temperatur zu bringen und das geht mit recht wenig Energie.

Man kann auch durchaus darüber nachdenken, an Tageszeiten mit recht hoher Außentemperatur, etwas vorzuheizen für die kalte Nachtzeit. Das macht allerdings nur bei gut gedämmten Häuern Sinn.

 

Nicht effizient, aber billig

Wenn es um Kostenoptimierung geht, kann es sinnvoll sein, das Haus genau dann stärker aufzuheizen, wenn der Strom billig ist. Strom über PV ist günstig, den sollte man möglichst selber verbrauchen. Und wer Strom über Tibber bezieht, findet auch immer wieder günstige Zeiten. In solch einem Szenario heizt man das Haus stärker auf, als man es bräuchte. Die Wärme, die man so ins Haus holt, ist billig. Und weil das Haus eine gewisse Speicherfähigkeit hat, kann man später davon profitieren, wo kein günstiger Strom mehr verfügbar ist. Wer also z.B. mit PV-Strom von 12-16 Uhr das Wohnzimmer auf 23 Grad aufheizt, kann den Abend vielleicht ganz ohne Heizung auskommen. Hier spielt es dann auch weniger eine Rolle, die Anlage besonders effizient zu betreiben, es geht vielmehr darum, viel Wärme in begrenzter Zeit in den Raum zu bringen.

 

Anlage sauber halten

Die Wärmetauscher des Innen- und Außengerätes können nur effizient arbeiten, wenn sie sauber sind. Schmutz würde die Leistung der Wärmetauscher reduzieren. Wie oft gereinigt werden muss, ist sehr unterschiedlich. Beim Außengerät reicht oft eine Reinigung alle 1-3 Jahre. Beim Innengerät sollten die Filtergitter möglichst häufig gereinigt werden, damit gar nicht so viel Staub in den Wärmetauscher zieht. In der Heizperiode macht hier alle 2-4 Wochen Sinn. Es reicht hier, mit dem Staubsauger und passendem Bürstenaufsatz drüber zu gehen.

Eine Grundreinigung der Inneneinheit ist dann nötig, wenn die Lüfterwalze und der Wärmetauscher so verschmutzt sind, dass ein vorsichtiges Absaugen nicht mehr ausreicht. Hier muss dann mit viel Wasser oder Dampfreiniger gesäubert werden. Dafür gibt es auch spezielle Auffangsäcke für alles Wasser, was durch das Gerät läuft.

Dieses Thema wurde geändert Vor 9 Monaten 2 mal von Win
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(@gerhard75)
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Respekt !! 


   
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Win
 Win
(@win)
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Beiträge: 6282
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Toshiba bietet für einige Anlagen sehr gute Datenbücher. Die Daten kann man durchaus beispielhaft sehen, wo andere Anlagen sich ähnlich verhalten.

Ich hab aus den Daten mal eine kleine Tabelle erstellt, wo man sieht, bei welcher Außentemperatur und welcher Leistung man welchen COP erwarten kann. Ich vermute aber mal, dass die Basisdaten des Herstellers keine Abtauzyklen berücksichtigen und auch eher von recht trockener Luft ausgehen. Real wird der COP also unter 2 Grad deutlich weiter absacken. Aber interessant ist hier vor allem, wie COP und Leistung zusammenhängen.

Es handelt sich um eine Toshiba Shorai Edge 3,5kW Anlage.

 

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 Thsp
(@thsp)
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Hallo, sag wo hast du diese Datenbücher von Toshiba gefunden?

ich selbst habe eine Dualsplit Toshiba Shorai jeweils 4.3kw. 
würde gerne hier Datenblätter finden.

 

VG

Thorsten


   
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Win
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(@win)
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Such mal nach [engineering data book shorai toshiba]

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(@wibbing)
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👍


   
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