Wärmepumpe intelligent steuern für hohe COP-Werte

[Kifo]

Zur Erzielung eines hohen COP-Wertes sollte die Spreizung zwischen Außentemperatur und Vorlauftemperatur möglichst gering sein. Gerade im Altbau ist das eine Herausforderung. Deshalb sollte gezielt die wärmste Zeit des Tages genutz werden. Normale WP-Regelungen machen aber das Gegenteil, wenn sie einfach ganztags durchlaufen. Bei geringen Außentemperaturen versuchen sie eine höhere Vorlauftemperatur bereitzustellen mit dem Resultat schlechter COP-Werte. Die günstigen (warmen) Tageszeiten bleiben dabei unberücksichtigt.

Die wärmste Zeit des Tages liegt typischerweise zwischen 09:00 Uhr und 22:00 Uhr mit dem Höchstwert so gegen 14:30 Uhr. Nachts ist es im Schnitt 7 bis 12 Grad kälter als am Tage mit der geringsten Tagestemperatur etwa 30 min nach Sonnenaufgang.

Was denkt ihr zu folgender Regeleinstellung:
Tagsüber (09:00 bis 22:00) Normalbetrieb.
Nachts (22:00 bis 09:00) Absenkbetrieb (-1 bis -2 °C Raumtemperatur, entspricht bei einer Steilheit der Heizungskurve von 1 etwa -5 bis -10 Grad Vorlauftemperatur und passt damit genau zu den geringeren Nachttemperaturen).

Damit sollte ein einigermaßen konstant guter COP-Wert über den ganzen Tag hinzubekommen sein, der nicht durch die niedrigen Nachtwerte oder frühmorgendliche Aufheizorgien bei noch kalten Außentemperaturen verdorben wird.
Die Warmwasserbereitung sollte bei ausreichend großem Speicher nur um die Zeit der Tageshöchsttemperatur vorgenommen werden, also zwischen 13:00 und 16:00 Uhr.

 

[KlausJ]

Dachte immer der COP wird im Labor gemessen... ???

 

[Kifo]

Ja, klar. Ich benutze COP als Maß für den jeweils erzielbaren Gewinn an Heizwärme (in Abhängigkeit von Außen- und Innentemperatur).
Im Endeffekt soll damit eine möglichst hohe JAZ herauskommen.

 

[MaRa]

Deshalb sollte gezielt die wärmste Zeit des Tages genutz werden. Normale WP-Regelungen machen aber das Gegenteil, wenn sie einfach ganztags durchlaufen. Bei geringen Außentemperaturen versuchen sie eine höhere Vorlauftemperatur bereitzustellen mit dem Resultat schlechter COP-Werte. Die günstigen (warmen) Tageszeiten bleiben dabei unberücksichtigt.

Wir sprechen also von einer LWWP?

Was denkt ihr zu folgender Regeleinstellung:
Tagsüber (09:00 bis 22:00) Normalbetrieb.
Nachts (22:00 bis 09:00) Absenkbetrieb (-1 bis -2 °C Raumtemperatur, entspricht bei einer Steilheit der Heizungskurve von 1 etwa -5 bis -10 Grad Vorlauftemperatur und passt damit genau zu den geringeren Nachttemperaturen).

Eine Nachtabsenkung ist ja grundsätzlich empfehlenswert, weil man da unter der Decke liegt und dementsprechend kältere Temperaturen sinnvoll sind.

Bei trägen Flächenheizungen würde ich den Tagbetrieb eher verschieben und verkürzen. Also Anfangen mindestens 30 Minuten vor dem aufstehen und schon 2 Stunden vor dem zu Bett gehen in den Nachtbetrieb. Ggf. kann die Nachtabsenkung auch großzügiger ausfallen.

Dabei aber darauf achten, dass die Anlage nicht nachts zu sehr ins Takten gerät, sonst erkaufst Du dir ein par Prozent Einsparung ggf. mit einer geringeren Nutzbarkeit der Anlage.

Am Ende hilft nur testen und schauen, welche Einstellung für euer Haus, eure Wärmepumpe und euren Wärmebedarf passt.

 

[Kifo]

Wir sprechen also von einer LWWP?

Ja, Luft-Wasser-WP.

Also Anfangen mindestens 30 Minuten vor dem aufstehen ...

Genau das möchte ich vermeiden, weil dann die Aufheizphase am Morgen in die Tageszeit mit den niedrigsten Außentemperaturen fällt. Deshalb möchte ich erst um 09:00 Uhr mit dem Aufheizen beginnen. Die "Normal-Heizzeit" soll sich also eher weniger an den Gewohnheiten der Bewohner orientieren, sondern an den wärmsten Stunden des Tages.
Das setzt natürlich voraus, dass die tatsächliche Temperaturabnahme im Haus so moderat ausfällt, dass die Bewohner das am Morgen auch tolerieren können. Wenn Frau am Morgen sagt: "Ich friere, tu etwas!", dann hat es sowieso erledigt.

 

[MaRa]

Wenn Frau am Morgen sagt: "Ich friere, tu etwas!", dann hat es sowieso erledigt.

Einfach probieren.

Erfahrungsgemäß ist eine Abkühlung am Abend weniger problematisch als ein kaltes Haus am Morgen.

Ich würde daher lieber früher anfangen zu heizen und dann auch früher aufhören. Aber wie gesagt: Das muss zum Haus und zu den Bewohnern passen.

Und nicht den Effekt des Außentemperatur auf den Wirkungsgrad überschätzen.

 

[Kifo]

Und nicht den Effekt des Außentemperatur auf den Wirkungsgrad überschätzen.

Genau das war aber der Ausgangspunkt meiner Überlegungen. Wenn es am Tag 10 Grad wärmer ist als in der Nacht (oder am frühen Morgen), würde ich die Stunden mit der maximalen Tageswärme gerne auch maximal nutzen bzw. die kalten Nachtstunden vermeiden. 10 Grad Unterschied dürften sich schon signifikant auf den Wirkungsgrad (JAZ) auswirken.

 

[MaRa]

Die durchschnittliche Temperaturdifferenz zwischen Tag und Nacht liegt afaik aber eher so bei 5 als bei 10 Grad. In Meeresnähe noch weniger.

Die Lambda EU7L bspw. gibt als COP bei A2W35 5,19 und bei A7W35 5,77 an. Du kannst ja mal für deine WP schauen, wo die jeweils liegt.

Sinken die Temperaturen deutlich unter Null, wird der Unterschied auch relativ etwas größer.

Das ist relevant, aber keinesfalls der wichtigste Faktor meines Erachtens. Die Steuerung sollte so gewählt werden, dass die Anlage möglichst lange am Stück durchlaufen kann und dass die Bewohner sich wohl fühlen/die Wärme auch effektiv "nutzen" können.

Wenn die Anlage erst anspringt, nachdem alle aus dem Haus sind, sind die 10 Prozent Effizienzgewinn nicht relevant. Die Außentemperatur ist ein nicht unerheblicher Faktor, sollte aber nicht maßgeblich den Betrieb der Anlage diktieren.

 

[Hausdoc]

Die Lambda EU7L bspw. gibt als COP bei A2W35 5,19 und bei A7W35 5,77 an

Leider sind das Phantasiewerte.

 

[MaRa]

Leider sind das Phantasiewerte.

Nö, das sind meines Wissens nach gemessene Werte.

Ich setze voraus, dass die reproduzierbar sind. Alles andere wäre Schmu. Bei optimalen Test-Bedingungen wird die Anlage diese Werte auch bringen.
Das die JAZ insgesamt deutlich niedriger ist, ist ein anderer Punkt. Denn in der Realität gibt es eben zahlreiche Effizienzbremsen (Pufferspeicher, ERR, nicht optimaler Durchfluss, Warmwassererwärmung, höhere Vorlauftemperatur, zu häufiges Anlaufen etc.)

Die COP-Werte schaffen m.E. eine gewisse Vergleichbarkeit der Modelle untereinander. Ähnlich der Verbrauchsangabe bei PKW. Genauso wie bei PKW besteht natürlich die Gefahr, dass Anlagen bewusst auf gute Papierwerte hin gebaut werden und dann im realen Einsatz doch weit hinter den Erwartungen zurückbleiben.

Davon ab ging es Relation der beiden Werte zueinander. Man kann erkennen, dass 5 Grad weniger nicht gleich zu einem Zusammenbruch der Effizienz führen.

 

[Kifo]

@MaRa Danke für deine Antwort. Der Vergleich der COP-Werter für A2W35 und A7W35 ist eine gute Idee. Die Werte liegen für unsere Vaillant aroTHERM plus VWL 105/6 A bei 4,6 und 5,3. Leider gibt es keine Werte A2W45 und A7W55, was für unseren Altbau eher von Interesse weäre. Für Tage oder Orte mit großen Temperaturunterschieden (wohne in Berlin, da sind die Schwankungen oft >5K) kann das also schon einen Unterschied machen.

Wie auch immer, deine sonstigen Überlegungen zur Anwesenheit und zum Komfort sind natürlich richtig und rücken meine Perspektive zurecht. Ich werde mich also nicht so sehr auf die COP-Optimierung fokussieren.

 

[Kifo]

@KlausJ @Hausdoc Mir fällt auf, dass sobald jemand COP erwähnt, immer sofort jemand aufspringt und ruft "Laborwerte", "Phantasiewerte" etc.

Natürlich sind das Werte, die unter künstlichen Bedingungen ermittelt wurden und in der Praxis wohl kaum zu erreichen sind, aber das sollte doch nicht heißen, dass man sich über die Effizienz und die Betriebsbedingungen seiner Anlage keine Gedanken machen muss. COP ist dann halt der Parameter, den es zu optimieren gilt, unabhängig davon, was der Hersteller da mal zu publiziert hat.