Auch hier dasselbe wie bei der Suppe. Wenn ich nicht gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Heizkörper erhöhe, wird nur das Wasser im Heizkreis kälter und bei gleicher Energiezufuhr von Energieerzeuger bleibt die Wärmezufuhr in den Raum im besten Fall gleich, weil die Wärmeenergie, die ich dem Wasser im Heizkörper entnehmen kann, endlich ist.
Das stimmt so nicht. Du brauchst den Volumenstrom des Wassers in keiner Weise ändern, du bekommst nur mit dem Lüfter mehr Wärme in den Raum. Wurde auch ganz praktisch oft genug bestätigt. Gerade die Leute mit Wärmepumpe verfahren oft so, wenn die Heizkörper zu klein sind.
Es ist doch auch ganz logisch: Wenn die Suppe durch kräftigeres Pusten schneller kalt wird, entziehst du mehr Wärme pro Zeit und damit muss auch die momentane Wärmeleistung, die die Luft mitnimmt höher sein.
Die Heizung verhält sich genauso. Du kannst es auch umdrehen: Pack die Heizung ein Styropor, dann sinkt die Heizleistung dramatisch, weil dann kaum noch ein Austausch mit der Umgebung möglich ist. Oder Heizkörper, die eine Verkleidung haben, heizen den Raum nicht mehr so gut.
Wenn ich mehr Wärme wegnehmen kann, heißt das, sie war vorher da und ist auf unerklärliche Art und Weise verschwunden.
Es geht erstmal nur um die Leistungsfähigkeit eines Wärmetauschers. Dass der immer nur so viel Wärme abgeben kann, wie ihm durch Kältemittel geliefert wird, ist klar.
Ein Heizkörper hat eine definierte Leistung bei z.B. 55 Grad Vorlauf. Verkleidet man den Heizkörper, sinkt diese Leistung, baut man Lüfter drunter, steigt diese Leistung. Und natürlich hängt die Leistung direkt an der Vorlauftemperatur. Liefert man keine Wärme, kann auch keine abgegeben werden.
Verändere ich im Gesamtsystem LLWP nur den Parameter Luftvolumenstrom am IG, bekomme ich nicht mehr Wärme in den Raum.
Das Außengerät kann die gleiche Wärmemenge über hohe Temperatur/Druck und weniger Kältemittel-Volumenstrom oder durch geringere Temperatur/Druck mit mehr Volumenstrom bereitstellen. Die zweite Variante ist energiesparender und die hat man, wenn der Wärmetauscher am IG durch hohe Lüferstufe mehr Leistung hat.
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Da wir uns darüber einig sein sollten, dass der Wärmeverlust des Raumes bei konstanten Umweltbedingungen konstant ist und Energie nicht aus dem nichts entsteht, fehlt in der Betrachtung ein Faktor.
Ich denke, darüber sind wir uns einig. Es geht hier nur darum, wie effizient die Wärmepumpe die Wärme "produziert", ob sie also mit weniger Stromaufnahme die gleiche Wärmemenge produzieren kann.
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Dass bei konstanter Außentemperatur mit weniger elektrischer Leistung dieselbe Wärmemenge produziert werden kann, wäre toll, ich wüsste aber nicht, wie das gehen soll.
Wie oben geschrieben: Niedrigere Temperatur des Kältemittels (nach dem Verdichter) bedeutet niedrigerer Druck, den der Verdichter aufbauen muss bei gleichzeitig erhöhten Volumenstrom. So steigt der COP.
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Ich denke, darüber sind wir uns einig. Es geht hier nur darum, wie effizient die Wärmepumpe die Wärme "produziert", ob sie also mit weniger Stromaufnahme die gleiche Wärmemenge produzieren kann.
Darüber sind wir uns definitiv einig. Gleiche Wärmemenge bei weniger Stromaufnahme bedeutet in der Summe aber immer "mehr Umgebungswärme". Bei WPs erwarte ich, dass Umweltwärme immer die erste Wahl bei der Wärmeerzeugung ist. Wenn ausreichend Umweltwärme zur Verfügung steht, warum sollte dann ein höher drehender Lüfter am IG zu einer effizienteren Wärmeproduktion führen?
Gerade die Leute mit Wärmepumpe verfahren oft so, wenn die Heizkörper zu klein sind.
Die Leute verfahren so, weil sie beim Wechsel von Öl oder Gas auf WP die Heizkörper nicht getauscht haben und die geringere Vorlauftemperatur der WP mit den vorhandenen Heizkörpern zu kalten Füßen führt. Diesem Umstand wird mit einem Lüfter unter Heizkörper begegnet, um den Konvektionswärmeanteil durch Volumenstrom zu vergrößern. Der Lüfter sorgt aber auch dafür, dass die Rücklauftemperatur niedriger wird und die WP mehr Leistung erbringen muss, um die Vorlauftemperatur wieder zu erreichen.
baut man Lüfter drunter, steigt diese Leistung.
Hier fehlt "...bei gleicher Vorlauftemperatur". Das ist der entscheidende Faktor. Wenn ich einem System mehr Wärme entnehme als produziert wird, sinkt die Systemtemperatur und ich kann nicht mehr so viel Wärme entnehmen.
In der Heizkörperanalogie sorgt der Lüfter dafür, dass bei 55°C Vorlauftemperatur die Rücklauftemperatur nicht mehr bei beispielsweise 45°C liegt, sondern bei nur noch 35°C. Will ich die Mehrleistung des Heizkörpers behalten, muss der Wärmeerzeuger eine Vorlauftemperatur von 55°C erzeugen und die Temperatur des Wärmeträgers um 20K erhöhen. Will ich dieselbe Wärmeenergie wie ohne Lüfter in den Raum bekommen, muss berechnet werden, wie hoch die Vorlauftemperatur dafür sein muss. Ob das dann weniger Temperaturhub für den Wärmeerzeuger zur Folge hat, lässt sich durch Messung der Rücklauftemperatur bestimmen.
Egal ob Heizung oder LLWP, es ist eine Gleichung mit zwei unbekannten, aus der sich kein Effekt auf die Effizienz ablesen lässt.
Das Außengerät kann die gleiche Wärmemenge über hohe Temperatur/Druck und weniger Kältemittel-Volumenstrom oder durch geringere Temperatur/Druck mit mehr Volumenstrom bereitstellen.
In beiden Fällen wird dieselbe Energiemenge pro Zeiteinheit durchs System transportiert. Hier sehe ich bei der Variante "höherer Volumenstrom" allenfalls minimal geringere Verluste. Aber auch dazu ist es erforderlich, die Temperaturdifferenz zwischen "hoher Druck/Temperatur mit geringem Volumenstrom" und "niedriger Druck/Temperatur mit hohem Volumenstrom" zu kennen.
Egal, von welcher Seite wir das Thema diskutieren, wir landen immer beim selben Ergebnis. Es fehlen die Werte "Vorlauftemperatur mit Lüfter unter der Heizung" bzw. "Wärmetauschertemperatur des IGs bei hoher Lüfterdrehzahl" bei gleichem Wärmeeintrag in den Raum mit "ohne Lüfter" bzw. "niedriger Lüfterdrehzahl".
Daikin 3MXM40 mit 2 x Stylish (25, 20) und 1 x Perfera (20)
Daikin 2MXM40 mit 2 x Perfera (20, 20)
PV-Anlage mit 9,8 kW und 16,8 kWh BYD HVM
Vaillant ecoVIT VKK 226/2 mit 750l Schüco Solarspeicher und 11 qm Solarthermie
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Ich habe mal ein bisschen gegoogelt und folgendes gefunden:
Dies bedeutet zum Beispiel, dass bei R404A die Erniedrigung der Verflüssigungstemperatur von 43 °C auf 41 °C bei einer konstant gehaltenen Verdampfungstemperatur von -10 °C den COP um zweimal 3,8 %, d.h. rund 8 % verbessert. Die Folge davon ist, dass man 8 % weniger mechanische Kompressionsarbeit leisten muss und sich somit 8 % an el. Strom einsparen lassen.
Je höher die Kältemittelmenge ist, die verflüssigt werden soll, umso höher muss, bei sonst gleichen Rahmenbedingungen, die Verflüssigungstemperatur gewählt werden.
Demnach ist ein hoher Volumenstrom im Kältekreis ein Faktor, der die Verflüssigungstemperatur nach oben treibt und pro K (bei R404A) die elektrische Leistungsaufnahme um 3,8% erhöht.
Niedrigere Temperatur des Kältemittels (nach dem Verdichter) bedeutet niedrigerer Druck, den der Verdichter aufbauen muss bei gleichzeitig erhöhten Volumenstrom. So steigt der COP.
Diese Aussage widerspricht dem, was ich oben gefunden habe.
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Wenn ausreichend Umweltwärme zur Verfügung steht, warum sollte dann ein höher drehender Lüfter am IG zu einer effizienteren Wärmeproduktion führen?
Die Frage hast du dir doch vorhin schon beantwortet?
Wie hoch muss die Temperatur des Wärmetauschers sein, damit dieselbe Wärmemenge in derselben Zeit auf die Luft übertragen wird, wenn die Luft mit 600m³/h am Wärmetauscher vorbeiströmt? Und welche Temperatur hat das Kältemittel dann am Auslass des Wärmetauschers?
Erst wenn ich das weiß, kann ich eine qualifizierte Aussage über einen veränderten Temperaturhub und einen anderen Carnot-Wirkungsgrad treffen.
(Die Temperatur des Kältemittels am Auslass ist aber unbedeutend)
Die Frage hast du dir doch vorhin schon beantwortet?
Mit was genau? Vielleicht habe ich ja ein riesiges Brett vor dem Kopf.
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Die Leistung am Wärmetauscher bleibt in beiden Fällen 1) Hoher Volumenstrom, niedrige Wärmetauschertemperatur und 2) niedriger Luftvolumenstrom, hohe Wärmetauschertemperatur gleich.
Bei gleicher Leistung muss im Fall 1) die Temperatur des Wärmetauschers niedriger sein. Aus dem Carnot-Prozess ergibt sich nun ein besserer Wirkungsgrad (wenn die Außentemperatur identisch ist). Das bedeutet, die gleiche Leistung thermisch kann bei geringer elektrischer Leistung des Kompressors geliefert werden.
Ob man jetzt so elektrische Energie einspart, wie das mehr an Lüfterstufe verbraucht, ist aufgrund der ganzen Nichtlinearitäten etwas schwer abzuschätzen. Geht man nach dem Carnot Prozess profitiert man gerade bei einer hohen Außentemperatur überproportional stark von einer abgesenkten Wärmetauschertemperatur innen (siehe Graphic).
Edit: Oder ist das - die Temperatur des Wärmetauschers niedriger sein - noch der Knackpunkt?
Demnach ist ein hoher Volumenstrom im Kältekreis ein Faktor, der die Verflüssigungstemperatur nach oben treibt und pro K (bei R404A) die elektrische Leistungsaufnahme um 3,8% erhöht.
Ich lese daraus genau das, was ich schrieb: Es geht dort um eine Kälteanlage und wenn der Verflüssiger von 41 auf 43 Grad höher geht, ist die Temperatur-Differenz zwischen Verdampfer und Verflüssiger größer, womit die Wärmepumpe ineffizienter macht. Oder umgedreht, kommt man von 43 Grad auf 41 Grad runter, steigt die Effizienz.
Ein höherer Volumenstrom treibt auch nicht die Verflüssigungstemperatur nach oben. Es kommt drauf an, welchen Druck der Verdichter aufbaut. Druck und Temperatur des Heißgases hängen direkt miteinander zusammen. Der Volumenstrom wird vom EEV gesteuert.
Auch logisch: Je mehr Kältemittel man verflüssigen will, um so höher steigt bei gleicher Lüfterdrehzahl die Temperatur am Verflüssiger. Deshalb gehts ja darum, die Drehzahl des Lüfters zu erhöhen, dann hat der Verflüssiger eine höhere Leistung und die Temperatur verringert sich. Oder anders: Ein Verflüssiger mit schnellem Ventilator verhält sich genauso, wie ein deutlich größerer Verflüssiger mit langsamen Ventilator.
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Der Lüfter sorgt aber auch dafür, dass die Rücklauftemperatur niedriger wird und die WP mehr Leistung erbringen muss, um die Vorlauftemperatur wieder zu erreichen.
Genau das ist doch das Ziel: Die Leistung des Heizkörpers wird erhöht, die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf muss dadurch steigen, weil man dem Wasser mehr Wärme abnimmt. Und die Wärmepumpe muss genau diese Energieentnahme wieder zuführen. Das schafft sie in der Konsequenz aber mit weniger Vorlauftemperatur, weil diese dann schon ausreicht, genügend Wärme in den Raum zu bringen. Würde man die Lüfter so ausschalten, wäre es zu wenig Wärme für den Raum.
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Edit: Oder ist das - die Temperatur des Wärmetauschers niedriger sein - noch der Knackpunkt?
Nicht wirklich, aber es kommt der Sache näher. Alles was Du geschrieben hast, ist hier ja so oder in ähnlicher Form schon diskutiert worden. Ich stelle die Zusammenhänge für eine Kältemaschine auch gar nicht in Frage. Mir geht es um den Blick auf die Wärmetauscher im IG und die abgegebene Wärmemenge an die durchströmende Luft.
Ich versuche, kurz zusammen zu fassen, was diese Diskussion ausgelöst hat:
Irgendjemand (ich weiß gar nicht mehr, wer) hat bei der mit heimischen Mitteln durchgeführten Untersuchung der Effizienz seiner Anlage festgestellt, dass bei höherer Lüfterstufe die Ausblastemperatur am IG sinkt. Aus dieser Messung/Beobachtung wurde zurück geschlossen, dass der Wärmetauscher mit geringerer Temperatur arbeitet und damit wegen des Carnot-Wirkungsgrades die Anlage effizienter läuft. Der offensichtliche Punkt, dass durch den erhöhten Luftstrom dieselbe Menge Luft weniger Zeit am Wärmetauscher verbringt und deshalb die Wärmeübertragung an die Luft geringer ausfällt, was ein Absinken der Ausblastemperatur zur Folge hat, wurde überhaupt nicht berücksichtigt.
Auch gibt es keinerlei Messungen über einen signifikanten Zeitraum, die belegen, dass der elektrische Energieverbrauch bei zumindest sehr ähnlichen äußeren Bedingungen bei hoher Lüfterdrehzahl tatsächlich signifikant niedriger ausfällt als bei niedriger Lüfterdrehzahl.
(Die Temperatur des Kältemittels am Auslass ist aber unbedeutend)
Für die Frage, welche Wärmeenergie an die Luft abgegeben wurde, von entscheidender Bedeutung. Wobei vermutlich die Formulierung "Temperatur des Wärmetauschers am Auslass" den Fokus weniger auf die Prozesse innerhalb der Kältemaschine und mehr auf die Raumheizung gelenkt hätte.
Ich kenne keine Messreihen, die mit den zu Hause zur Verfügung stehenden Mitteln bestätigen könnten, dass sich die Raumtemperatur nicht doch in irgendeine Richtung verändert.
Ich weiß aus den seit Oktober 2023 in einer Datenbank gesammelten Daten und diversen Auswertungen unter verschiedenen Gesichtspunkten, dass die minimale Kompressorfrequenz meiner 3MXM40 bei 14% liegt. Unter der Annahme, dass das WLAN-Interface tatsächlich einen realen Wert liefert. Diese minimale Kompressorfrequenz erreiche ich nur auf der Lüfterstufe "SILENT". Jede andere Lüfterstufe (das heißt bei mir "AUTO") lässt die Kompressorfrequenz nicht unter 16% sinken. Die elektrische Leistungsaufnahme beträgt bei 14% Kompressorfrequenz 228W bis 235W. Bei 19% Kompressorfrequenz 288W bis 310W.
Bei der von mir festgestellten niedrigsten Kompressorfrequenz schwankt die elektrische Leistungsaufnahme im Bereich von 3%, bei 19% Kompressorfrequenz sind es schon 7%. Soll heißen, selbst wenn der Kompressor nominal dieselbe Arbeit verrichtet (immer unter der Voraussetzung, dass die Werte des WLAN-Interfaces tatsächlich einen realen Bezug haben) ergibt sich unter Einfluss von unbekannten Faktoren schon eine signifikante Abweichung der elektrischen Leistungsaufnahme.
Weiter weiß ich aus Beobachtungen und jeder Menge Messdaten, dass es unter bestimmten äußeren Bedingungen (z.B. jetzt mit 2-stelligen Außentemperaturen) nicht möglich ist, die Anlagenleistung so weit herunter zu fahren, dass nur noch die vom Raum benötigte Wärmemenge eingebracht werden kann. Aus den Daten bei niedrigeren Außentemperaturen und den Messdaten der WLAN-Interfaces weiß ich, dass bei identischen Außen- und Raumtemperaturen bei Lüftersteurung "AUTO" sowohl elektrische Leistungsaufnahme als auch Lüftergeschwindigkeit am IG schwanken. Da ich die Lüftergeschwindigkeit nicht protokollieren kann, weiß ich nur aus Beobachtungen, dass eine niedrige Lüftergeschwindigkeit des IGs meistens (nicht immer) mit einer niedrigeren elektrischen Leistung einher geht. Bei der Datenanalyse kann ich die Lüftergeschwindigkeit näherungsweise aus der eingestellten Solltemperatur am IG und der vom IG gemessenen Ist-Temperatur ableiten, aber auch hier gibt es kein eindeutiges Verhalten der Anlage.
Meine ganzen Daten und Auswertungen deuten auf jeden Fall nicht konsequent in die Richtung "je höher die Lüfterdrehzahl des IGs, desto effizienter läuft die Anlage". Es gibt in den Daten solche Zusammenhänge, aber genau so viele deuten in die entgegengesetzte Richtung.
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Und die Wärmepumpe muss genau diese Energieentnahme wieder zuführen.
Frage: Wie viel Energie benötigt ein Wärmeerzeuger mit 100% Wirkungsgrad, um einen Wärmeträger (Wasser, R32, R290) von 30°C auf 40°C zu erwärmen und um wie viel Prozent weicht der Energiebedarf ab, um dasselbe Medium von 31°C auf 41°C zu erwärmen?
Ergänzungsfrage: Wie viel Energie benötigt ein Wärmeerzeuger mit 100% Wirkungsgrad, um einen Wärmeträger von 30°C auf 41°C zu erwärmen oder anders gefragt, um wie viel Prozent steigt der Energiebedarf für jedes Kelvin Temperaturerhöhung?
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Ein höherer Volumenstrom treibt auch nicht die Verflüssigungstemperatur nach oben.
Das habe ich mir nicht ausgedacht, das stammt aus dieser Abhandlung unter dem Punkt "Zusammenfassung".
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Nicht wirklich, aber es kommt der Sache näher. Alles was Du geschrieben hast, ist hier ja so oder in ähnlicher Form schon diskutiert worden. Ich stelle die Zusammenhänge für eine Kältemaschine auch gar nicht in Frage. Mir geht es um den Blick auf die Wärmetauscher im IG und die abgegebene Wärmemenge an die durchströmende Luft.
Ja, aber deine Annahme, dass das Innengerät in einer Laborbedingung arbeitet und diese allein betrachtet werden muss, ist 'ne akademische Diskussion.
Die Bereitschaft über etwas zu diskutieren, was für die Effizienz der Heizung als ganzes nicht relevant ist, hält sich halt in Grenzen.
Ich verstehe, was Du uns sagen willst, aber die wenigsten haben wohl 'nen Heizstab an der Stelle, wo der Kompressor werkelt.
..,-
Ich habe heute Morgen unter ansonsten gleichbleibenden Bedingungen nochmal mit verschiedenen Lüfterstufen experimentiert.
Auf der höchsten Stufe ist die Stromaufnahme um 100Watt niedriger als auf den beiden mittleren Stufen.
Gleichzeitig wird die Luft weiter in den Raum gepustet und besser durchmischt, das gefühlte Wärmeempfinden ist besser.
Die Auswirkungen auf Ausblas- und Raumtemperaturen habe ich nicht gemessen, weil für mich geringster Stromverbrauch bei weitestem Luftauswurf schon Gründe genug sind bei der höchsten Lüfterstufe zu bleiben.
Genau diese Erfahrungen habe ich auch schon im Haustechnik Forum gelesen und natürlich gelten sie nur für die Panasonic VZ9
Grüße Jochen
Panasonic VZ9 (SCOP 6.2) zentral im Flur montiert