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Zahlenspiele

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  •  Benji
  •   Gold-Award
24.12.2011
4 Antworten 4
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Mir war wieder mal langweilig, und so habe ich mich etwas mit den Messdaten unseres Hauses beschäftigt. Da ich neben dem Heizwärmebedarf (gemessen mit einem recht genauen Wärmemengenzähler) auch jede Menge sonstiger Daten zur Verfügung habe (eine Meßstation der Luftgüteüberwachung Steiermark steht ganz in meiner Nähe), wollte ich das mal in Zusammenhang bringen.

Ausgangslage: gleitendes 5-Tage-Mittel von Außentemperatur und Heizwärmebedarf pro Tag:

2011/20111224858302.PNG
sieht ja im Wesentlichen so aus wie zu erwarten: je kälter desto heizen.

Nun habe ich versucht eine "Formel" zu finden, mit der ich den Heizwärmebedarf aus der Temperatur berechnen kann. Nach etwas Spielerei mit numerischer Optimierung, genetischen Algorithmen usw. kam folgendes dabei raus:
P = (13.6 - T) * 2.84

Eine schnelle Kontrollrechnung bei Normaußentemperatur (-12°) ergibt 3 kW, was ganz gut mit der PHPP zusammenpasst.

Visualisiert sieht das so aus:


2011/20111224330135.PNG

Sieht doch ganz gut aus, oder? Allerdings gibt es da und dort schon eher starke Abweichungen nach oben und unten, speziell rechts der Mitte... wo könnte das herkommen?

Halt - da war doch noch was? Solare Gewinne! Und meine Meßstation stellt mir auch "Sonneneinstrahlung" in Watt/m² zur Verfügung!

Wenn ich diesen Wert mit berücksichtige, und dann noch vom streng linearen Zusammenhang eine Ordnung höher gehe, also statt y=a+b*x nach y=a+b*x+c*x², so sieht das ganze dann so aus:


2011/20111224153774.PNG

Faszinierend!

Ich habe dann noch versucht weitere Korrelationen zu finden. Es gibt bisher keinen nennenswerten Zusammenhang zur Windgeschwindigkeit (hätte ich nicht erwartet, kann aber daran liegen dass wir diesen Winter noch kaum Wind hatten), dafür eine signifikante Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit! (hätte ich auch nicht erwartet!) Um die Temparaturabhängigkeit wegzubekommen, habe ich die relative Feuchtigkeit umgerechnet in absolute Feuchtigkeit bzw. Dampfdruck. Die beste Abhängigkeit gibts zum Dampfdruck. Dafür habe ich im Moment keine Erklärung....

Ich bin schon gespannt wie's aussieht wenns endlich mal wirklich kalt wird, und wenn ich Daten des gesamten Winters habe!

Frohe Weihnachten!


  •  memo5
24.12.2011  (#1)
Schöne Zahlenspiele. Kannst du vielleicht noch ein paar Daten zum Haus posten (Energiekennzahl, m^2).
Insteressant wäre auch noch die Formel mit dem Dampfdruck, sowie die Koeffizienten der quadratischen Näherung.

lg

1
  •  Benji
  •   Gold-Award
24.12.2011  (#2)
@memo5 - Gerne:

210 m2 beheizte Fläche, HWB 15 kWh/m2a, Passivhaus (aber nicht über Zuluft beheizt, sondern FBH FBH [Fußbodenheizung] mit Kleinstwärmepumpe)

Formeln:

lute ... Lufttemperatur [°C]
soein .. Sonneneinstrahlung [W/m²]
lufe ... relative luftfeuchtigkeit [%]
sdd ... Sättigungsdampfdruck
dd ... Dampfdruck
af ... Absolute Feuchtigkeit

sdd = 6.1078 * 10^(7.5*lute) / (237.3+lute))
dd = lufe/100.0*sdd
af = 216.687 * dd / (273.15+lute)

Koeffizienten:

P = 38,41
+ -1,27*lute + 0,23*lute²
+ -0,52*soein + 0,002*soein²
+ 12,1*dd + -1,8*dd²

Wurzel mittlerer quadratischer Fehler: 1.9kW (nur ~5%!!!)

(ich hoffe das ist lesbar und verständlich)



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  •  gloitom
  •   Gold-Award
24.12.2011  (#3)
@Benji - Wieso gleitendes 5-Tage-Mittel?
Hast du das einfach als Ausgangsbasis so festgelegt oder ergibt sich das irgendwie aus der thermischen Trägheit/Zeitkonstante des Hauses?
Hast du auch andere gleitende Mittel *ähm* Temperaturmittel auf deren Korrelation mit (andere Koeffizienten?) den Formeln untersucht?

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  •  Benji
  •   Gold-Award
24.12.2011  (#4)
Gleitmittel - Kopfkino? emoji

die 5 Tage sind mehr "Zufall". Längere Zeiträume ändern nix mehr, bei kürzeren sind zwar die Koeffizienten fast gleich, aber die Grafik pendelt stark. Diese Schwankungen haben auch den unangenehmen Nebeneffekt, dass die Optimierung in lokalen Minima "hängenbleibt"

Das Haus selbst ist recht träge. In einem anderen Versuch hab ich ermittelt, wieviele Tage in die Vergangenheit den aktuellen Wert bestimmen: 3-4.


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