Wärmepumpen-Heizung/Kühlung unter S&P-Gesichtspunkten (Stromausfall)

    Hallo,


    ich hab mal Daniels Fragestellung aus dem "Bilder Eurer letzten Anschaffung"-Thread rausgenommen und hier ein extra Thema eröffnet. Ich denke, das Thema Wärmepumpen trifft zunehmend mehr "Häuslebauer", da sie doch immer stärker verbreitet sind. Da Wärmepumpen ohne Strom nicht funktionieren, ist das Thema Stromausfall natürlich spannend... Ausserdem fragte mich grad gestern ein Bekannter (ausserhalb des Forums), wie er denn seine Erdsonden-WP bei Stromausfall betreiben könne...



    Ich hab mich mal schnell bei Stulz schlau gemacht. Die haben zwei verschieden starke Luft-WPs im Angebot. Die kleinere mit 9kW Heizleistung und die grössere mit 16,5kW Heizleistung. Der Hersteller gibt eine Arbeitszahl von "bis zu 4" an, was ich für optimistisch halte. In der Praxis dürfte eine Arbeitszahl von 3 realistisch sein. Arbeitszahl bedeutet, die Wärmepumpe zaubert mit Hilfe 1kW elektrischer Leistung 3kW thermischer Leistung, in dem es die Wärmeenergie aus einem Medium entzieht und auf einem höheren Temperaturniveau wieder abgibt. Also z.B. aus 7°C "warmer" Aussenluft mit Hilfe einer Kältemaschine Wärme entzieht und z.B. 34°C warmes Wasser für den Vorlauf einer Fussbodenheizung produziert.


    Vertauscht man Ein- und Ausgänge der Wärmepumpe (bildlich gesprochen), kann sie aus dem Wasserkreislauf der Heizung Wärme entziehen und an die Aussenluft abgeben, also das gebäude kühlen. Insofern sind Wärmepumpensysteme sicher eine Technik mit Zukunft (Klimawandel).


    Allerdings sind Wärmepumpen grosse Stromverbraucher: der Kompressor in der enthaltenen Kältemaschine, die Umwälzpumpen und der Ventilator bei Luft-WPs werden durch Elektromotoren angetrieben und alle diese Motoren laufen im Heiz- bzw. Kühlbetrieb immer dann, wenn Heizwärme bzw. Kühlung angefordert wird.


    Die kleine Stulz Luft-WP (9kW thermisch) ist mit 2kW elektrisch im Heizbetrieb und 3kW im Kühlbetrieb angegeben. Wobei diese Angaben auf Bedingungen mit idealisierten Aussentemperaturen und Vor-/Rücklauftemperaturen der Heizanlage bezogen sind.


    Was der Hersteller nicht angibt (angeben kann), ist die Einschaltdauer in der Praxis. Ist es extrem kalt, wird eine Luft-WP fast zu 100% der Zeit arbeiten müssen, um z.B. aus -20°C kalter Aussenluft noch 34°C Vorlauftemperatur zustande zu bringen bzw. wird sie mit einem Heizstab (der serienmässig verbaut ist), zuheizen müssen.


    Aber nehmen wir der Einfachheit mal ein paar Fälle an:


    • Heizbetrieb in der Übergangszeit (Herbst/Frühjahr): Einschaltdauer der WP 10%, d.h. 2,4h pro 24h
    • Heizbetrieb im Winter bei Frost: Einschaltdauer der WP 40% -> 9,6h pro 24h
    • Kühlbetrieb im Sommer: Einschaltdauer 15% -> 3,6h


    Im Fall 1 werden also die 2kW elektrisch für den Heizbetrieb pro Tag für 2,4h gefordert: 2kW x 2,4h = 4,8 kWh elektrischer Energiebedarf.
    Im Fall 2 sind es 2kW x 9,6h = 19,2 kWh und
    im Fall 3 wären es 3kW (Kühlbetrieb) über 3,6h = 10,8 kWh


    Eine Notstromversorgung ist auf jeden Fall so auszulegen, dass sie diese Anforderungen erfüllen kann. Ein Betrieb aus Akkus ist praktisch nicht machbar, weil die Energiemenge, die man aus den Akkus ziehen müsste, sehr gross ist. Fall 2 mit 19,2 kWh zeigt das. Auch mit einem generatorgepufferten Akkusystem nicht sinnvoll darstellbar. Für den Notstrombetrieb im Winter bei Minustemperaturen bleibt nur ein solider Stromerzeuger, der vor allem auch die hohen Anlaufströme des Kältemaschinen-Kompressors abkann. Für die von Stulz genannten 2kW elektrisch würde ich mindestens ein 5kVA, eher ein 6kVA-Aggregat auswählen, das dann auch dauerlauffest sein muss. Bei einem Diesel-Stromerzeuger kann man dann von einem Dieselverbrauch von 4l/h bei Nennlast und 1l/h im Leerlauf ausgehen. Bei knapp 10 Volllaststunden (Fall 2 mit 9,6h, s.o.)und 14 "Leerlaufstunden" pro 24h-Tag müsste man also mit 54l Diesel pro Tag kalkulieren. Wenn man das Aggregat z.B. in einer Garage stehen hat und dort die in D legale Menge von 200l Diesel in Garagen als Treibstoff lagert, wäre man knapp 4 Tage "autark". Da es mittlerweile legalisiert ist, stationäre Aggregate mit Heizöl zu betreiben, könnte man auch einen 1.000l-Öltank aufstellen und könnte dann theoretisch drei Wochen Stromausfall im Winter überbrücken. Es ist ein gewisses Dilemma, da man mit so einer Lösung zuerst mit miesem Wirkungsgrad Öl verstromt, um dann eine bei Minusgraden ebenfalls mies wirkende Wärmepumpe elektrisch anzutreiben, um aus viel zu kalter Luft etwas Wärme herauszuholen. Ich würde das so nicht lösen, sondern lieber einen Kaminofen in jeder Etage aufstellen und bei Stromausfall im Winter mit Holz&Kohle heizen.


    Für den Kühlbetrieb im Sommer sieht es wesentlich besser aus: man packt sich 4-5kWp Solarmodule aufs Dach und füttert damit direkt einen "inselfähigen" Wechselrichter, der die 3kW für die WP bereit stellt: die Sonne scheint am stärksten, wenn die meiste Kühlleistung gefordert wird, das passt recht gut zusammen. Lediglich das Runterkühlen nach Sonnenuntergang fällt aus.


    Grüsse


    Tom

    Hi


    War auch nur reine Neugier.


    Habe selbst eine 100 und eine 140er verbaut, sowie Daikin altherma.


    Ich kann nur sagen, dass selbst ein COP von 3 viel zu hoch gegriffen ist.
    Die Erfahrungen und die Gespräche mit unseren Kunden, sowie diverse Einsätze habe gezeigt,
    dass 2 schon sehr viel realistischer ist.
    Dass aber nur bei einem milden Winter.


    Ich hing bei Minus 18Grad vor der Außeneinheit, hab mein Manometer an den Kältemittelkreislauf
    gehangen und die Drücke waren plausiebel.


    Aber die an der Hydrobox ankommende Temperatur, war ein Witz.


    Ab minus 12, ist das einzige, was da noch heizt, die Elektropatrone.
    ( und die Reibung des Stromzählers )


    Persönlich, würde ich ein Brennwertgerät vorziehen, oder ein BHKW.



    Gruß Daniel

    Mögen die Schwingen der Freiheit niemals Ihre Federn verlieren....

    Kleine gedankliche Anregung für Selbermacher: Wenn man nun schonmal so eine WP verbaut hat, und man besitzt auch schon einen (Diesel-)Generator, kann man den doch im Winter neben die Außeneinheit der WP aufstellen (wo die Außenluft angesaugt wird). Dann bastelt man sich so eine Art "Hundehütte" für den Generator; einfach paar Holzlatten zusammengezimmert und innen mit Styropor o.ä. verkleidet. Den Auspuff nach draussen führen.


    Und jetzt kommt der Clou!!!


    Von dieser Hütte, die nur dem Zweck dient, die Abwärme des Generators in der Umgebungsluft zu halten, wird ein Schlauch zum Luftansaugtrakt der WP geführt und darüber gestülpt. Somit saugt die WP nicht die kalte Winterluft an, sondern die deutlich wärmere Luft aus dem Generatorhäuschen. Selbst wenn diese nur 7°C oder 10°C hat, ist das doch deutlich besser als -10°C, denke ich mal. Den Strom aus dem Generator braucht man ja eh zum Betrieb der WP. Durch die Nutzung der Abwärme steigert man gleichzeitig die Effizienz der Anlage, was ja auch wiederum zu einem geringeren Strombedarf führt, da der elektrische Zuheizer nicht oder zumindest nicht so stark gebraucht wird.


    Was haltet ihr davon?


    lg

    Bei diesen Außeneinheiten, muss man stets einen gewissen Volumenstrom gewährleisten.
    Meine Überlegung ging in eine art Kanalsystem mit Umstellklappe.
    Die Idee mit der Abwärme des Generators wird in einem BHKW auch genutzt, gibt es auch fürs 1 Familienhaus.


    Jetzt muss allerdings der Generator in deinem Häuschen draußen auch konstant Abwärme erzeugen, d.H. Konstanten Brennstoffverbrauch. Und bei der Menge an Luft, die da mit den Temperaturen umgewälzt wird..... unwahrscheinlich.


    Macht aber nix.


    Wenn ich ein Haus hätte, bestünde meine Heizungsanlage aus einem mini BHKW mit Heizöltank. ( wärme und Strom )
    einigen Kaminöfen für Festbrennstoffe in den wichtigsten Räumen.
    Einer Grundwasserpumpe und evtl einer Regenwassernutzungsanlage.


    So kann ich eine Zeit ganz ohne Straßennetz überbrücken. Ich habe Strom, Wärme und Wasser.
    Licht gibts wegen der Stimmung auch mit Petroleum und Kerzen.

    Mögen die Schwingen der Freiheit niemals Ihre Federn verlieren....

    OK, na gut, von Wärmepumpen und allem, was damit zusammenhängt, habe ich nicht wirklich Ahnung. Ich habe wohl wirklich die Menge der benötigten Luft unterschätzt.


    lg

    Hi melusine


    Das macht doch nix.


    Wenn ich mal einen Test in Erdkunde oder Botanik ablegen müsste,
    würden mich Sechstklässler auslachen :schmeichel:

    Mögen die Schwingen der Freiheit niemals Ihre Federn verlieren....

    Zitat von melusine;101455


    Was haltet ihr davon?


    lg


    In der Kombination aus BHKW und el. Wärmepumpe als "Wärmetrans" vermarktet. Mechanisch gekoppelt als gasmotorische Wärmepumpe zu kaufen. Ist vor allem in Japan und USA weiter verbreitet, hängt mit der Güte des Stromnetzes zusammen.


    In Kombination mit dem Notstromaggretagt halte ich das für sehr fragwürdig, da gehts um Zuverlässigkeit und nicht darum, aus einer sehr schlechten Effizienz nur eine schlechte Effizienz zu machen. Generell rate ich auch dazu, wo möglich, Erdwärmepumpen zu verwenden. Im Winter können die auf eind eutlich höherwertiges Wäremreservoir zurück greifen.
    Theoretisch(!) wäre denkbar, z.B. mittels CO2 oder Propan Direktverdampfersonden, die keine Pumpen brauchen, am Gerät selbst zumindet ein paar °C zu erreichen und dmait vielleicht ein Haus frostfrei halten zu können. Generell dürfte es aber ein in unseren Breiten ein Extremwetterereignis mit wochenlangem Frost brauchen, bis es in ein gut gedämmtes modernes Haus, das bewohnt wird hinein friert.


    Längere Zeit ohne Strom ist für die meisten zentralen Heizsysteme ein problem. An Erdgas kommt man nicht mehr ran, an große Strommengen auch nicht, Fernwärme gibst dann auch nicht mehr. Was bleibt sind Holz(pellets), Heizöl und Flüssiggas. Da muss man die Heizungsanlage eben noch mit Strom versorgen, bei einer zentralen Pelettheizung ist das auch nicht ohne.


    Ein weitere Ansatz sind die sogenannten Solarhäuser mit sehr großem Warmwassertank. Das in Kombination mit PV und einem großen Akku wäre eine Lösung für einen Neubau. Oder Ölheizung + inselfähiges Öl-Mini-BHKW + Akku + ggf Solaranlage.


    Oder auf den ganzen Zuaber verzichten, einen Holz- Ölofen aufgetsellt oder einen Gasbrenner, ein paar warme Decken und ein 12V Akku + Solarmodul und dann eben auf Notfallbetreib umschalten und nicht in der größten Krise der Geschichte ein gewöhnliches Leben im trauten Heim vortäuschen zu wollen. Ich geh schon nicht zu Grunde, wenns im Winter auch mal 5°C in der Bude hätte. Früher hat man die meisten Räume garnicht geheizt und da war nix mit Dämmung und Mehrfachverglasung. Ich hab eine hochwertige Daunenbettdecke unter der kann ich nicht schlafen, weils mir selbst bei +12°C darunter unerträglich heiß wird. (zum Glück mag meine Freundin die Decke im Winter)


    mfg

    Aus gegebenem Anlass: ich distanziere mich hiermit ausdrücklich gegen jeden Form von Gewaltphantasien gegen andere, den Staat oder staatliche Organe. Ich betreibe prepping als Krisenvorsorge und als Hobby und tausche mich hier mit Gleichgesinnten aus.

    Weiß jemand von einer Klimaanlage,


    die mit 12 Volt läuft? --- Direkt, ohne Wechselrichter. --- Gleichstromkompressoren sind nämlich wesentlich effizienter als Wechselstromkompressoren. Ich weiß das aus der Erfahrung mit unserer 12-Volt-Gefriertruhe. Ein sehr sparsames Gerät.