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mathematische Überlegungen, Wahl "kleinere" oder "größere" WP

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  •  JuergenAusWels
  •   Bronze-Award
30.12.2024 - 6.1.2025
23 Antworten | 12 Autoren 23
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Hier im Forum gibt es immer wieder die Frage nach
  • ... soll ich die 5kW oder die 7kW nehmen
  • ... soll ich die 4kW oder die 6kW nehmen
  • ... soll ich die 9kW oder die 12kW nehmen 
  • usw.

Wie habe ICH " inneren Frieden " zu dieser Frage bei MEINER Wärmepumpen-Planung erreicht ?
Immer wenn mein Bauch sagte " nimm die Größere damit du es schön warm hast " habe ich mich vor das Ergebnis / die Tabelle am Ende dieses Thread gesetzt / mir vor Augen geführt ...

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Ausgangslage: ( nüchtern mathematisch betrachtet ! )
=> Wie lange ist es bei welcher Temperatur kalt ?
=> Wie viele Stunden muss ich bei welcher Temperatur heizen ?

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1)
Du brauchst die Klimadaten deines Heimatortes !! -> das ist sowas wie im nachfolgendem Bild
( PS: es gibt in AT AT [Außentemperatur] einen WP WP [Wärmepumpe]-Hersteller 😉, wenn man auf deren website eine Gratis-WP-Grob-Planung durchführt kriegt man im Bericht gratis dieses Diagramm für seinen Heimatort )


2024/2024123028260.png
Was sieht man hier:
Bei 0° C muss ich knapp über 300 Stunden heizen 
Bei +11° C muss ich knapp über 300 Stunden heizen
bei -3° C muss ich über 100 Stunden heizen
bei -5° C muss ich nur 50 Stunden heizen
bei -10° C sind es nur mehr ein paar Studen 

Wenn man "schräg" drauf 😒 ist zeichnet man sich mit einem Bildbearbeitungsgrogramm die 10er Zwischenschritte selbst ein um es genau zu haben .... 🧐


2024/20241230668603.png

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2)
Nun bemüht man " Excel " das Ganze mathematisch mal in Relation zu setzen ...🧐 / das big picture zu betrachten .... ( wenn man "schräg" drauf 😒 ist führt das zu folgender Tabelle )


2024/20241230584224.png

!!! Vergesst hierbei die kalkulierten Verbrauchs-Zahlen in dem Bild !!!

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SCHLUSSFOLGERUNG: ( am Bsp: Wels )

Zwischen MINUS 15° C und MINUS 7° C sind es 83 Stunden wo man heizen muss
Zischen MINUS 6° C und PLUS 15°C sind es (theoretisch) 6156 Stunden wo man heizen muss 

Wo muss also die WP WP [Wärmepumpe] Effizient sein -> da wo Sie am meisten läuft !!!
Es ist scheixx egal ob man bei MINUS 13°C einmal ein paar Stunden mit dem Heizstab heizt !!! 

ERGO: 
Muss man mit einer vermeintlich zu kleinen WP WP [Wärmepumpe] im Winter frieren => NEIN, es ist warm im Haus (ganz sicher !!!!) durch den Heizstab
Daher ist bei der im Betreff genannten Frage fast immer die kleinere die richtige Wahl 
Damit einhergehend hat man ( da wo die WP WP [Wärmepumpe] " tausende " Stunden läuft ) automatisch mehr Effizienz und weniger Stromverbrauch ) 

D I S C L A I M E R => alles gesagte betrifft nicht eine grobe Fehlplanung bei der WP WP [Wärmepumpe] !!!

.... es soll nur das Bauchgefühl das immer sagt " ich nehm die größere zur Sicherheit " in Relation setzen

von LeonhardKSB, mariof, Hedensted, rabaum, samitama

  •  mariof
  •   Bronze-Award
30.12.2024  (#1)
Ich habs auch so ähnlich gemacht: tagesmitteltemperatur unserer Region ( gibt es für fast alle Orte gratis) als csv runtergeladen und dann grafisch dargestellt.  

So schauts zum Beispiel für Brand bei Bludenz in Vorarlberg aus (Wintersportort, liegt auf 1000 Meter Höhe): 


2024/20241230437736.jpg

So schaut das nerdy Excel dahinter aus - 5 Minuten Arbeit (Zeilen 1-9 sind mein BEitrag, der Rest sind die Daten die ich heruntergeladen habe)

2024/20241230340830.jpg

Fazit ist seeeeehr ähnlich 😀. HIer in diesem Ort (Achtung - Wintersportort, nicht vergleichbar mit dem Grossteil Österreichs) gibt es 15 Tage im Jahr die kälter als -5 Grad Tagesmittel sind, im Durchschnitt pro Jahr 2.5 Tage die kälter als -10 Grad Tagesmittel sind, usw. 

Hier der Forumsbeitrag wo das ganze herkommt:
https://www.energiesparhaus.at/forum-lwp-heizung-zu-gross-dimensioniert/75883_4 Post 76

Die Daten kommen von: 
https://dataset.api.hub.geosphere.at/app/frontend/station/historical/klima-v1-1m

Wenn man nerdy genug ist, könnte man jetzt noch einen Wirkungsgrad der WP WP [Wärmepumpe] hinter die einzelnen Temperaturen hinterlegen: z.B. ANNAHME - muss für deine WP WP [Wärmepumpe] natürlich aus den Diagrammen geholt werden: 1.0 für alles was unter -10 Grad bei einer LWP LWP [Luftwärmepumpe], da dort nur noch der Heizstab heizt, 2.0 unter -5 Grad, 2.5 unter 0 Grad usw. Das ergäbe dann das gewichtete Mittel. 
Wirds genau so sein? NEIN, aber es gibt zumindest ein Gefühl an wievielen Tagen wird grossteils mit dem Heizstab geheizt werden. Kann natürlich eine odentliche Auslegung der WP WP [Wärmepumpe] NIE ersetzen....

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  •  JuergenAusWels
  •   Bronze-Award
30.12.2024  (#2)

zitat..
mariof schrieb:

Ich habs auch so ähnlich gemacht: tagesmitteltemperatur unserer Region ( gibt es für fast alle Orte gratis) als csv runtergeladen und dann grafisch dargestellt.  

So schauts zum Beispiel für Brand bei Bludenz in Vorarlberg aus (Wintersportort, liegt auf 1000 Meter Höhe): 

So schaut das nerdy Excel dahinter aus - 5 Minuten Arbeit (Zeilen 1-9 sind mein BEitrag, der Rest sind die Daten die ich heruntergeladen habe)

Fazit ist seeeeehr ähnlich 😀. HIer in diesem Ort (Achtung - Wintersportort, nicht vergleichbar mit dem Grossteil Österreichs) gibt es 15 Tage im Jahr die kälter als -5 Grad Tagesmittel sind, im Durchschnitt pro Jahr 2.5 Tage die kälter als -10 Grad Tagesmittel sind, usw. 

Hier der Forumsbeitrag wo das ganze herkommt:
https://www.energiesparhaus.at/forum-lwp-heizung-zu-gross-dimensioniert/75883_4 Post 76

Die Daten kommen von: 
https://dataset.api.hub.geosphere.at/app/frontend/station/historical/klima-v1-1m

Wenn man nerdy genug ist, könnte man jetzt noch einen Wirkungsgrad der WP WP [Wärmepumpe] hinter die einzelnen Temperaturen hinterlegen: z.B. ANNAHME - muss für deine WP WP [Wärmepumpe] natürlich aus den Diagrammen geholt werden: 1.0 für alles was unter -10 Grad bei einer LWP LWP [Luftwärmepumpe], da dort nur noch der Heizstab heizt, 2.0 unter -5 Grad, 2.5 unter 0 Grad usw. Das ergäbe dann das gewichtete Mittel. 
Wirds genau so sein? NEIN, aber es gibt zumindest ein Gefühl an wievielen Tagen wird grossteils mit dem Heizstab geheizt werden. Kann natürlich eine odentliche Auslegung der WP WP [Wärmepumpe] NIE ersetzen....

OMG 😳 .... es gibt mehr Menschen die so drauf sind wie ich ....


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  •  Gemeinderat
30.12.2024  (#3)
Respekt für die tolle Arbeit.
Bei mir ist die Bude selbst jetzt zu warm wenn die Sonne scheint, sodass ich von 10 Uhr bis 18 Uhr nicht heize. 
Bei 6-8 Grad AT AT [Außentemperatur] würde sie takten.
Daher läuft sie (Leistungsaufnahme: 1 kW) meistens von 18 Uhr bis 10 Uhr - dh nachts - durch.

Den Strom nimmt sie sich solange es geht aus dem Speicher, der am Tag geladen wurde.

Effizient? Nein... 
Warm? Ja - und noch ohne Heizstab




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  •  berhan
  •   Gold-Award
30.12.2024  (#4)
Ich habe das in etwa vor 6 Jahren mit den Klimadaten genau so gemacht und habe dann trotzdem die WP WP [Wärmepumpe] mit der doppelten Leistung genommen. Vor allem bei Neubauten hat man mit der BKA BKA [Betonkernaktivierung] die Möglichkeit zum Verhältnis des Heizwärmeenergiebedarfes mit sehr großen aktivierten Speichermassen zu hantieren. Und dann kann man den Betrieb der WP WP [Wärmepumpe] in optimale Zeiten und Betriebspunkte verlegen. Ist alles eine Frage der Speichmasse, je geringer diese ist umso besser muss die Mindestleistung zum Heizwärmebedarf in der Übergangszeit passen.

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  •  Heisenberger
30.12.2024  (#5)

zitat..
JuergenAusWels schrieb: PS: es gibt in AT AT [Außentemperatur] einen WP WP [Wärmepumpe]-Hersteller 😉, wenn man auf deren website eine Gratis-WP-Grob-Planung durchführt kriegt man im Bericht gratis dieses Diagramm für seinen Heimatort )

Beginnt der Hersteller mit L oder mit einem anderen Buchstaben 😅

Weil bei L find ich nur eine Excel-Berechnungstabelle.


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  •  thohem
30.12.2024  (#6)
Auch eine Möglichkeit, gut zusammengefasst.

Hab mir von geosphere die Daten geladen und angesehen. In den letzten 20 Jahren gab es 12 Tage unter -10° Durchschnittstemperatur. 90% der Tage der letzten 20 Jahre waren zwischen -3 und 5° im Winter. 
Das reicht auch, um die kleinere Maschine zu nehmen. Hab die 5,5kw verbaut, rennt seit Anfang November durch mit einem Takt und braucht irgendwas zwischen 300 - 1,4kw derzeit (noch weit entfernt vom Maximum bis sich der Heizstab einschaltet). 
Im Moment haben wir in der Nacht -4 und am Tag um die 0. Kälter als das wird's für vielleicht noch 2 Wochen, das war's dann eh mitm Winter. Klimawandel sei Dank 

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  •  berhan
  •   Gold-Award
30.12.2024  (#7)
@Heisenberger
In der Grafik steht idm dabei 🤔.

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  •  sir0x
  •   Bronze-Award
30.12.2024  (#8)
Müsste da das WW WW [Warmwasser] nicht auch noch berücksichtigt werden?

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  •  robits
  •   Bronze-Award
30.12.2024  (#9)
Ich hab das damals auch sehr ähnlich gemacht, um beim Installateur den Austausch aufs kleinere Gerät zu reklamieren.

Von der nähesten Wetterstation die Tagesmitteltemperaturen der letzten 10 Jahre runtergeladen.

Aufgeteilt in verschiedene Temperaturbereiche hab ich mir das dann so visualisiert


2024/20241230805378.jpg
War sehr hilfreich bei der Argumentation.
 
 


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  •  Mario72
30.12.2024  (#10)
Was bei dieser Betrachtung meiner Meinung nach auch außer Acht gelassen wird ist die Tatsache, dass modulierende WP WP [Wärmepumpe] bei hohen Drehzahlen meist einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad haben als bei niedrigen. D.h. um eine möglichst gute Effizienz zu bekommen muss auch betrachtet werden wie lange die WP WP [Wärmepumpe] in ihrem optimalen Bereich arbeiten darf. Solange das Takten nicht ein exorbitantes Ausmaß annimmt kann dies meines Erachtens toleriert werden.


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  •  rabaum
  •   Gold-Award
30.12.2024  (#11)
Gefällt mir, schöner analytischer Zugang zum Thema.
Werde dann wohl auch noch die Excel Maschine anwerfen und etwas herumspielen.

Was ich noch einwerfen möchte: Bei der Betrachtung der Tage, die wirklich unterhalb des Bivalenzpunkts liegen müsste man vom Tagesschnitt noch auf die Stundenwerte switchen, sofern verfügbar. Gerade bei LWP LWP [Luftwärmepumpe] kommt ja noch die stark schwankende Quelltemperatur hinzu:

2024/20241230961071.png
Aktuell: Ziemlich kalte Nächte bis -5 °C runter, dafür sonnige und warme Tage.
Unterschied Min/Max im Tagesverlauf von 10 K. Damit kann man auch gezielt arbeiten. Bei der Sole wäre das komplett egal.

Ein weiterer Punkt ist die Grenzleistung der WP WP [Wärmepumpe]. Unterhalb vom Bivalenzpunkt reicht die Leistung nicht mehr aus, um den Wärmeverlust zu kompensieren. Das ganze ist aber nicht binär, sondern der Leistungskurve folgend. Wenn das Haus bei -10 °C eine Heizlast von 5 kW hat, die WP WP [Wärmepumpe] dann noch 3 kW liefern kann, muss nur das Delta von 2 kW direktelektrisch zugeschossen werden, nicht die gesamte Leistung.


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  •  rabaum
  •   Gold-Award
30.12.2024  (#12)

zitat..
Mario72 schrieb: Was bei dieser Betrachtung meiner Meinung nach auch außer Acht gelassen wird ist die Tatsache, dass modulierende WP WP [Wärmepumpe] bei hohen Drehzahlen meist einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad haben als bei niedrigen.

Das gilt für beide Grenzen im Frequenzband. Mit einer 3-13er Maschine ein 6 kW (bei NAT) Haus zu bedienen, ist deshalb kompletter Unsinn, weil sie massiv takten wird, aber noch schlimmer als das, die meiste Zeit bei 20 Hz herumgrundeln wird, was dem COP auch nicht förderlich ist.

Den Großteil der Heiztage soll die Maschine in der Lage sein, in einem mittleren Hz-Bereich modulieren zu können.


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  •  sir0x
  •   Bronze-Award
30.12.2024  (#13)
Aber die Frage ist ja nicht eine 5kW oder 12kW, sondern
  • ... soll ich die 5kW oder die 7kW nehmen
  • ... soll ich die 4kW oder die 6kW nehmen
  • ... soll ich die 9kW oder die 12kW nehmen

Und da ist es nicht so schlimm die Grössere zu nehmen, da, wie du sagst bei LWPs dann auch mit der Aussentemp. spielen kann (meine läuft auch nur am Tag, und ich überheize) und trotzallem das WW WW [Warmwasser] schneller bereitet werden kann.

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  •  Mario72
30.12.2024  (#14)

zitat..
rabaum schrieb: Das gilt für beide Grenzen im Frequenzband.

Das kann ich so nicht bestätigen. Bei meiner IDM Aero ALM 4-12 verhält es sich so wie bei nachfolgendem Diagramm:


2024/202412305998.png

Diagramm kopiert aus https://suissetec.ch/files/PDFs/Merkblaetter/Heizung/Deutsch/2022_08_MB_Waermepumpen_mit_Invertern_DE_editierbar.pdf

Takten ist nicht so schlimm - wenn es sich in Grenzen hält. Kommt natürlich auf den Kompressor und die Anzahl der Takte und der angepeilten Lebensdauer an.

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  •  rabaum
  •   Gold-Award
30.12.2024  (#15)
Hier ein paar Beiträge zum Thema COP an der unteren Modulationsgrenze:
https://www.energiesparhaus.at/forum-cop-an-der-unteren-modulationsgrenze/75609
https://www.energiesparhaus.at/forum-warmwasserbereitung-meinungen/69764_3#691063

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  •  Mario72
30.12.2024  (#16)
Falls die Modulations-Untergrenze sich soweit runter konfigurieren lässt, dass der COP schon wieder signifikant schlechter wird, muss man das natürlich berücksichtigen (die IDM Aero ALM lässt sich gar nicht so weit runter konfigurieren). Ab dem Punkt wo der COP zu schlecht wird muss es mit „Takten“ weitergehen. Und auch das natürlich mit Rücksicht auf die Anzahl der Takte um die Lebensdauer nicht zu beeinträchtigen.

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  •  berhan
  •   Gold-Award
30.12.2024  (#17)

zitat..
Mario72 schrieb: Falls die Modulations-Untergrenze sich soweit runter konfigurieren lässt, dass der COP schon wieder signifikant schlechter wird, muss man das natürlich berücksichtigen (die IDM Aero ALM lässt sich gar nicht so weit runter konfigurieren).

Ich würde nich sagen signifikant, sonder messbar schlechter wird. Bei meiner LWWP LWWP [Luft-Wasser-Würmepumpe] ist der Sweatspot bei 30-39 Hz, darunter und darüber nimmt die AZ messbar ab (5-10%). Ist jetzt nicht gravierend, aber immerhin. Wenn es recht feucht ist, kann es aber von Vorteil sein, den Verdichter auf Mindestleistung laufen zu lassen, da dann der WT weniger oder gar nicht vereist.


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  •  rabaum
  •   Gold-Award
30.12.2024  (#18)

zitat..
mariof schrieb: Die Daten kommen von: 

Geniale Datenquelle, da bekommt man schon richtig viel heraus.

Für Bad Zell im Mühlviertel habe ich das mal um die irrelevanten Temperaturbänder bereinigt. 97% der Heiztage spielen sich im Bereich von Heizgrenze bis -5 °C ab, 82% bis 0 °C. Da sieht man schon sehr deutlich, worauf man das Hauptaugenmerk legen muss. 


2024/20241230555219.png

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  •  Heisenberger
30.12.2024  (#19)
Ich habe auch mal Daten für Stockerau (NÖ) berechnet für die letzten 14 Jahre.

2024/20241230813222.png
Nur 3 % der Tage ist es kälter als -5 Grad

Ich habe mir dann aber auch noch angesehen, wie die Verteilung in den Jahren ist. Gibt es z.B ein Jahr, bei dem es besonders häufig kalt war, was natürlich den Mittelwert beeinflusst.

2024/20241230688218.png
Im Median gibt es 1 Tag pro Jahr, der kälter ist als -10 Grad, 2 Tage mit -8 und 5 Tage mit -5.
2012 war scheinbar ein besonderer ausreißer.

Spannend zu sehen ist, dass die meisten orangenen Werte in den 2010er Jahren lagen. Deckt sich auch mit dem, dass die Winter wärmer werden. Natürlich lässt sich das bei den 14 Jahren nicht genau sagen.

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  •  JuergenAusWels
  •   Bronze-Award
31.12.2024  (#20)

zitat..
Heisenberger schrieb:
───────────────
Beginnt der Hersteller mit L oder mit einem anderen Buchstaben 😅
Weil bei L find ich nur eine Excel-Berechnungstabelle.

 
2024/20241231564728.png

1
  •  Heisenberger
31.12.2024  (#21)
Ja habs dann gesehen. Manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht :D

eben gesehen, die Prozente bei mir stimmen ja nicht. Ergibt ja keine 100 %. Wird noch korrigiert.
Korrigiert

2024/20241231895498.png

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