Einschätzung Heizlast Wärmepumpe

[andrehilger1]

Guten Tag zusammen!

Ich gehe derzeit in die intensivere Planung in den nächsten 2 - 3 Jahren unsere 27 Jahre alte Vaillant Heizung (VKS 26/4) in Rente zu schicken.

Infos zum Haus:
290 m² mögliche beheizbare Wohnfläche, davon 207 m² beheizt (inkl. Frostschutzbeheizung Wintergarten)
KG + EG + DG + Wintergarten komplett Fußbodenheizung
Raumhöhe im EG 270 cm, im DG durch sichtbare Balkendecke (Aufdachdämmung) teilweise 400 cm bis 460 cm, Wintergarten ebenfalls teilweise über 400 cm
keine Nachtabsenkung, ERR deaktiviert (außer Wintergarten, da Frostschutz)
Norm-Außentemperatur: -11 °C
VT bei Norm-Außentemperatur etwa 40 °C
VT bei 5 °C AT etwa 33 °C, RT bei etwa 28 °C
Gasverbrauch 27.500 KW (20.300 KW Heizung inkl. Frostschutz Wintergarten, 7.200 KW WW)

Der Heizkreis Brenner ist deaktiviert. Es ist gibt zwar Vorrichtungen für zusätzliche Heizkörper im Wintergarten und im Keller (hier war von den Erbauern eine Sauna geplant), es sind aber keine installiert.

Was ist noch geplant:
Im Dezember wird noch die Kellerdecke mit 8 cm bzw. 10 cm gedämmt.

Bei allen Fenstern habe ich neue Dichtungen eingebaut, zwei Fenster fehlen noch. Vom Austausch der Fenster wurde mir von verschiedenster Seite abgeraten, da zum einen bereits Zweifach-Isolierverglasung mit Wärmeschutzbeschichtung und zum anderen zu kostenintensiv, da sehr viele Fensterflächen. Außerdem kommt noch hinzu, dass die Fenster beim Bau des Hauses Ende der 90er Jahre zum Premiumsegment gehört haben.

Es wird ein Wärmemengenzähler eingebaut, damit ich mal sehen kann, wie ineffizient der atmosphärische Kessel arbeitet.

Außerdem möchte ich jetzt im Winter weiter am hydraulischen Abgleich arbeiten. Die Heizkurve steht zwar bereits fast auf der niedrigsten Einstellung der Heizung, in meinen Augen ist aber noch Potenzial. Der Durchfluss steht in vielen Kreisen auf etwas über oder unter 1 l/m, die Arbeitszimmer aber zwischen 0 und 0,2 l/m und trotzdem werden es 21 °C. Hier werde ich nochmal die Heizkurve senken, den Durchfluss in den Räumen erhöhen und somit die Temperaturen im Rücklauf der einzelnen Heizkreise angleichen.

Die jetzt erstellte Heizlastberechnung hat eine Heizlast für das gesamte Haus von 17,1 KW ergeben (59 W/m²). Hier wurde natürlich mit den Normraumtemperaturen gerechnet. Wir heizen aber etwas anders: Das Bad hat bei uns 21 °C, nicht 24 °C, das Schlafzimmer 18 °C, nicht 20°C. Dafür Kinderzimmer und Arbeitszimmer 1 °C mehr.
Wenn ich nun die tatsächlich beheizte Wohnfläche betrachte komme ich auf etwa 11,1 KW.

Wie würdet ihr nun die Leistung der Luftwärmepumpe auslegen? Auf das ganze Haus oder auf die Teilbeheizung? Welche KW-Leistung würdet ihr empfehlen? Welche Spreizung Vorlauf und Rücklauf wären vertretbar?

Ich wüsste nicht warum sich die heute beheizte Fläche ändern sollte. Der Wintergarten (26 m²) wird im Winter nicht genutzt und wird nur per Frostschutz beim Thermostat beheizt, ansonsten würde dieser allein über 3 KW Heizlast benötigen. Auf der anderen Seite steht im offenen Wohn- / Esszimmer ein Pelletofen mit 9 KW, der fast nie benutzt wird. Dieser könnte im Notfall aber das ganze EG ohne Probleme heizen.

Vielen Dank für eure Einschätzung.

 

[Hausdoc]

Die jetzt erstellte Heizlastberechnung hat eine Heizlast für das gesamte Haus von 17,1 KW ergeben (59 W/m²)

Für Dimensionierung Wärmepumpe käme ich auf 9 KW

Warum machst du dir da selbst Gedanken?

Prinzip schwarzer Peter. Wenn du falsch berechnest und zu kleine Anlage beauftragst, trägst du die Kosten Nachbesserung selbst.
Wenn der Fachmann falsch berechnet trägt der Fachmann die Kosten.

 

[andrehilger1]

Vielen Dank für die schnelle Antwort.

Ich wollte einfach mal eure Einschätzung hören, damit ich die Angebote der Firmen bei gegebener Zeit etwas einschätzen kann. Hier direkt im Ort gibt es drei Firmen, jeder favorisiert eine andere Marke (Bosch, Viesmann, Vaillant). Und ich bin normalerweise nicht der Typ, der Angebote vergleicht, sondern seine "Stammfirmen" beauftragt und hier auf ehrliche Aussagen hoffe. Heizung ist aber Neuland für mich (außer die Wartung natürlich). Da bin ich mal gespannt, welche Heizleistung dort angeboten wird. Eine der Firmen hat 1996 auch die Heizung in unserem gekauften Haus verbaut, welche mit Sicherheit damals schon überdimensioniert war und jetzt häufig taktet. Diese Firma werde ich aber wahrscheinlich nicht fragen....

 

[mops14]

Warum machst du dir da selbst Gedanken?

Weil die Firmen i.d.R. viel zu große Geräte einbauen. Die Folge von schlecht laufenden Anlagen mit hohen Taktraten und hohem Verschleiss muss ja dann der Bauherr ausbaden.
Edit: Die 9 kW kommen schon ganz gut hin.

 

[mops14]

Wenn der Fachmann falsch berechnet trägt der Fachmann die Kosten.

Hab ich noch nie davon gehört, dass ein Fachmann die Kosten für die Überdimensionierung und die daraus resultierenden Kosten übernommen hätte. Scheitert schon daran, dass die Kosten nur schwer beziffert und nachgewiesen werden können. Die A-Karte hat in jedem Fall der Bauherr.

 

[Lewi82]

Die Klagewelle wird schon kommen. Inzwischen sieht man doch ständig vor irgendwelchen kleinen sanierten Häusern 2 Ventilatoren vor der Hütte rodeln. Hersteller/Handel tragen ihren Teil dazu bei.

 

[wpuser]

Bei der Dimensionierung einer WP mußt du zwischen kW (Kilowatt) und tatsächlich vefügbaren kWh (Kilowattstunden) unterscheiden.

Alle Nennleistungen werden in kW angegeben. So lange es bei einer Luft-Wasser WP draußen warm genug bleibt, stimmt das in etwa. Sobald der Kollektor vereist und aufgetaut werden muß, steht die (inzwischen auch stark verringerte) kW Leistung nicht mehr voll zur Verfügung, sondern zum Teil nur noch zu 50 bis 60%.

Am Beispiel einer 9kW WP mit einem COP von 4 bei A15W35, bleiben bei -10°C Außentemperatur und einem COP von 2 bei A-10/W35 gerade einmal die Hälfte von 4.5kW übrig, also um die 2.25kWh. Dies entspricht der Aufnahmeleistung, also kannst die WP auch vergessen und den Heizstab betreiben. Natürlich herrschen nicht den ganzen Winter über Temperaturen von -10°C. Bei alleiniger Heizung durch eine WP, muß aber damit gerechnet werden. Deshalb werden auch alle von Fachbetrieben gerechnete und empfohlene WP als überdimensioniert empfunden und sind es die meiste Zeit auch.

Hinzu kommt noch die bauartbedingt eingeschränkte Leistungsregelung einer WP. Meistens kann nicht unter 40% der Nennleistung herunter geregelt werden. Bei einer 16kW WP wären das 6.4kW. Das ist bei Plustemperaturen viel zu viel und die WP taktet nur noch. Manche Hersteller verbauen zwei Kompressoren und erreichen so eine sehr weite Spanne. Für kleines Geld sind mir diese Lösungen aber noch nicht unter gekommen.

 

[mops14]

Von dem, was du schreibst, ist einiges richtig.
Jedoch gibt es mittlerweile Geräte, die auch bei -15°C ihre Nennleistung erreichen.
Diese gilt es herauszufinden. Das ist anhand von Datenblättern oder Diagrammen leicht herauszufinden. Bei diesen Geräten ist auch die Modulation auf 2 oder 3 kW kein Problem.
Die verringerte kWh- Produktion infolge Abtauung ist v.a. rund um den Gefrierpunkt akut. Da in dem Bereich jedoch erst ca. die Hälfte der Nennleistung erforderlich ist, ist das für die Auslegung unerheblich. Wohl gemerkt, wir sprechen über moderne monovalente Systeme.

 

[wpuser]

Von dem, was du schreibst, ist einiges richtig.
Jedoch gibt es mittlerweile Geräte, die auch bei -15°C ihre Nennleistung erreichen.
Diese gilt es herauszufinden. Das ist anhand von Datenblättern oder Diagrammen leicht herauszufinden. Bei diesen Geräten ist auch die Modulation auf 2 oder 3 kW kein Problem.
Die verringerte kWh- Produktion infolge Abtauung ist v.a. rund um den Gefrierpunkt akut. Da in dem Bereich jedoch erst ca. die Hälfte der Nennleistung erforderlich ist, ist das für die Auslegung unerheblich. Wohl gemerkt, wir sprechen über moderne monovalente Systeme.

Welche Wärmepumpe betreibst du?

 

[Lewi82]

Die Samsung HT quiet ist so eine Anlage. Wenn's endlich mal richtig kalt wäre, könnte ich die Datenblätter auch mal bestätigen.

 

[wpuser]

Samsung HT quiet

Welche Leistungsklasse hast du und welche Stromaufnahme steht auf dem Aufkleber.

 

[Lewi82]

EHS Mono HT Silent-Reihe, R32, Heat Pump, 12.0kW| AE120BXYDEG/EU | Samsung Business Österreich

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www.samsung.com

Am Wochenende hatte ich die im Silent-Betrieb auf 450w runter. (Inkl Hilfsenergie)

 

[wpuser]

Am Wochenende hatte ich die im Silent-Betrieb auf 450w runter. (Inkl Hilfsenergie)

Also die 12kW Variante. Samsung gibt die Kompressorleistung mit 3.622 kW an und die nominale Leistungsaufnahme im Heizbetrieb mit 2.35kW. Bedeutet, der Kompressor läuft immer unter Teillast, was ganz gut aussieht. Die Füllmenge von 3.3Kg R32 ist auch eine ganze Menge. Mein 9kW Chinaschrott hat 1.15Kg R32. Der Kollektor und Wärmetauscher der Samsung müssen also richtig groß sein bei der Menge R32. Das Gerät ist 1.30m breit und 1m hoch. Der Propeller richtig groß, kann also mit geringerer Drehzahl laufen, daher der leise Betrieb. Die 2000Liter/Stunde Wasserdurchsatz sind auch ganz gut. Beziehen sich MCA 32A und MFA 35.2A auf den verbauten Heizstab? Der wäre dann nach Abzug der 2,35kW so um die 5.7kW stark. Im niedrigsten Temperaturbereich sollte die WP also vermutlich 12kW-5.7kW=6.3kW bringen, bedeutet ein COP von 6.3kW/2.35kW=2.7, immerhin 50% der Nominalleistung. Ist aber reine Spekulation aufgrund von üblichen Herstellerdaten. Was die nun wirklich bringt, wirst ja feststellen sobald es es kalt wird.

 

[mops14]

Welche Wärmepumpe betreibst du?

Keine und ich hoffe es bleibt noch eine Weile so. Aber man beschäftigt sich schon mit der Materie.

 

[wpuser]

Jedoch gibt es mittlerweile Geräte, die auch bei -15°C ihre Nennleistung erreichen.
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Die verringerte kWh- Produktion infolge Abtauung ist v.a. rund um den Gefrierpunkt akut. Da in dem Bereich jedoch erst ca. die Hälfte der Nennleistung erforderlich ist, ist das für die Auslegung unerheblich. Wohl gemerkt, wir sprechen über moderne monovalente Systeme.

Setz dich mit dem interaktiven ph Diagramm aus folgendem Link auseinander, um das grundlegende Funktionsprinzip einer Wärmepumpe zu verstehen.

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Dort kannst das Kältemittel wählen, die Kondensationstemperatur (Warmwasser) und die Verdampfungstemperatur (Außentemperatur). Daran erkennst du hoffentlich, daß es physikalisch unmöglich ist, bei -15°C den gleichen COP (Nennleistung) zu erreichen wie bei +15°C.

Wärmepumpen die bei -15°C ihre Nennleistung abgeben, verwenden einen Heizstab dessen COP=1 ist. Das hat mit der eigentlichen Wärmepumpe nichts zu tun.

 

[kolobezka]

die Leute lügen sich selbst in die Tasche

 

[mops14]

Setz dich mit dem interaktiven ph Diagramm aus folgendem Link auseinander, um das grundlegende Funktionsprinzip einer Wärmepumpe zu verstehen.

Du brauchst mir weder das Log(p), h-Diagramm noch den Carnot-Prozess erklären. Mit beiden habe ich seit dem Studium vor 45 Jahren und im Berufsleben mit Kältemaschinen und Wärmepumpen immer wieder zu tun gehabt.
Du solltest lieber an deiner Lesekompetenz arbeiten. Ich habe nicht behauptet, dass der COP-Wert gleichbleibt, natürlich nimmt er mit fallenden Aussentemperaturen ab. Glücklicherweise geht die technische Entwicklung aber immer weiter und so gibt es heute Maschienen, die ihre Nennleistung auch bei tiefen Temperaturen erreichen und dabei komplett ohne Heizstab auskommen. Als Beispiel ein Auszug aus einem entsprechendem Datenblatt.
Ich bin dann hier raus.

 

[wpuser]

Du brauchst mir weder das Log(p), h-Diagramm noch den Carnot-Prozess erklären. Mit beiden habe ich seit dem Studium vor 45 Jahren und im Berufsleben mit Kältemaschinen und Wärmepumpen immer wieder zu tun gehabt.

Sollte ich dir zu nahe getreten sein, entschuldige ich mich natürlich. Einige deiner Aussagen sind jedoch sachlich falsch. Die Theorie ist eine Sache, wie sich eine handelsübliche LWWP daheim an der Außenwand tatsächlich verhält, ist etwas ganz anderes. Aus meiner Studienzeit Anfang der 80er hatte ich auch vieles in Erinnerung, nach dem Kauf der ersten LWWP vor 3 Jahren, wurde mir aber schnell klar, daß so gut wie alles was Google beim Suchbegriff Wärmepumpe ausspuckt, fast nur Werbung, Halbwissen oder noch schlimmer, reiner Quatsch ist.

Aber der Reihe nach.

so gibt es heute Maschienen, die ihre Nennleistung auch bei tiefen Temperaturen erreichen

Natürlich erreicht (sollte zumindest) jede Maschine die Spezifikation für welche sie gebaut wurde. Es ging aber darum, daß eine handelsübliche 9kW LWWP diese Nennleistung von 9kW auf keinen Fall bei -15°C erreicht. Üblich ist die Angabe dieser 9kW Nennleistung für sagen wir mal A10/W35 wenn nicht sogar A15/W35, weil es die Händler damit nicht so genau nehmen. Mit einem 2kW Kompressor und COP 4.5 bei A15/W35 beträgt die Leistung 9kW. Bei A-15/W35 COP 2 ist die Leistung nur noch 4.5kW, abzüglich der Auftauverluste, also der Zeit, in der abgetaut wird und keine Wärme produziert werden kann

Die verringerte kWh- Produktion infolge Abtauung ist v.a. rund um den Gefrierpunkt akut. Da in dem Bereich jedoch erst ca. die Hälfte der Nennleistung erforderlich ist, ist das für die Auslegung unerheblich. Wohl gemerkt, wir sprechen über moderne monovalente Systeme.

Wir sprechen hier von einer LWWP und von keinem Eisspeicher oder sonstiger Kältemaschine. Unter etwa 4°C und je nach Luftfeuchtigkeit, fängt der Verdampfer an zu verreisen. Das bleibt auch so bis es wieder über etwa 4°C wird. Je trockener die Luft, desto weniger Reif bildet sich und die Abtauung muß seltener erfolgen. Allerdings berücksichtigen dies die wenigsten Anlagen und ermöglichen nur eine Temperatur und Zeiteinstellung. Bei sehr feuchter Luft kann der Verdampfer schon mal in Minuten vereisen und unter solch ungünstigsten Bedingungen kannst die Leistung völlig vergessen. Dann kann im Extremfall der COP auch unter 1 sinken, weil mehr für die Abtauung aufgewendet werden muß als Wärme in den Heizkreis gepumpt wird. Das ist die Realität einer LWWP. Damit muß man auch rechnen und ausreichend Ersatzwärme durch einen Heizstab oder einen zweiten Wärmeerzeuger generieren. Mag sein, daß der eine oder andere Hersteller durch angepasste Bauweise und Steuerung diese Probleme etwas besser in den Griff bekommt als die Billigheinis.

Weil die Firmen i.d.R. viel zu große Geräte einbauen

Eine LWWP die bei A-15/W35 COP 2 die gewünschte Nennleistung von 9kW erbringt, benötigt einen 4.5kW Kompressor, plus nicht bezifferbare Reserven für die Abtauung. Bei A15/W35 COP 4.5 liegt die Leistung bei über 20kW, viel zu viel. Du mußt dich also schon entscheiden, ob die Nennleistung nun bei -15° erbracht werden soll und du einen 4.5kW Kompressor bekommst, oder einen 2kW Kompressor, der bei -15°C die erwünschte Nennleistung nicht schaffen kann. Um das irgendwie unter einen Hut zu bringen und weil eher selten -15°C oder -10°C zu erwarten sind, kommen kleinere Kompressoren in Verbindung mit Heizstäben zum Einsatz.

Die Planungsauflagen für den Heizungsbauer sehen vor, zur Berechnung der Leistung einer LWWP, den Wärmebedarf des Hauses bei der niedrigst anzunehmenden Temperatur zu berücksichtigen.

 

[Austro-Diesel]

Ich frage als Laie: Wieso wird eigentlich kaum ein richtig großer Pufferspeicher eingeplant? Wenn der günstig steht ist sogar seine Verlustwärme zu etwas nütze, auf jeden Fall hülfe es großzügig dimensionierten Wärmepumpen das Takten zu reduzieren.

 

[Lewi82]

1. Wofür die Abwärme (Verluste) nutzen? Lieber keine Verluste haben.
2. Investitionskosten
3. Takte bekommst du nur eingeschränkt reduziert, bei von mir aus 25l/min kommst du fix drauf, wie schnell du z.B. 500 Liter durchgerührt hast
4. Ein Estrich hat schon was. Ein Pufferspeicher nicht.

Ohne FBH als Reihenspeicher ist/kann er sinnvoll (sein).