Leute, ihr strapaziert meine Nerven. Aber echt.
Könnt Ihr, statt nach dem Seitenbetreiber zu rufen, nicht einfach Ruhe geben?
Jeder hat hier seine eigene Schreibe, ein paar User dabei eine sehr "ausgeprägte".

Genießt diese Vielfalt, aber reitet nicht weiter darauf herum. Das meine ich jetzt Ernst. Kein Fingerpointing mehr!

Die Zeit letztes Jahr im Herbst, in der ich das Forum mal ein paar Wochen vom Netz genommen habe, war eine Wohltat für mich.
Wenn sich das hier nicht bessert, werde ich mir wieder mal eine Auszeit nehmen.

Gruß
Thomas

.. wenn man das gelesen und akzeptiert hat, kann man es oben rechts wegklicken

Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Karli
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Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von Karli » 07.10.2019, 23:07

Hallo zusammen,

dank Carnot wissen wir ja, dass Wärmepumpen niemals einen Wirkungsgrad von 100% haben können, sondern dass selbst im allerbesten Fall der COP nur T2/(T2-T1) sein kann.
Nehmen wir mal an alle technischen Bestandteile einer Kälteanlage wäre ideal. Der Kompressormotor hätte einen Wirkungsgrad von 100% und der eigentliche Kompressor hätte keine Reibung und würde weder Wärme vom Heißgas aufnehmen, noch abgeben. Auch in den Leitungen wäre kein Reibungswiderstand und die Wärmetauscher wären so groß dimensioniert, dass die volle Wärmeleistung zu 100% übertragen würde.
Nur ein einziger Bestandteil der Anlage wäre nicht ideal, sondern real: Das Kältemittel.

Könnte man für jedes Kältemittel eine weitere Wirkungsgradgrenze berechnen?, also so etwas wie der theoretische COP, nur speziell für ein bestimmtes Kältemittel?

So dass z.B. herauskäme, dass man mit R32 nur 80% des Carnot-COP, mit Ammoniak vielleicht 90% des Carnot-COP, mit R290 vielleicht 85% (alles beispielsweise) erreichen kann? Oder ist es das, was man aus den log(p)-h-Diagrammen direkt heraus messen kann? Denn so wie es aussieht berücksichten die Log(p)-h-Diagramme keine nicht idealen Kompressoren, Rohre, Wärmetauscher usw. Oder sehe ich das falsch?

dex
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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von dex » 08.10.2019, 09:54

in CoolPack ist ein Programm um Kältemittel in einem Betriebspunkt zu vergleichen

founder
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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von founder » 08.10.2019, 14:02

Da sind noch die Mengen des Wärmetauschmediums auf beiden Seiten.
Wenn man aus 5.000 m³ Luft 20 kWh Wärme raus holen möchte, führt dies zu einem dramatisch schlechtere COP as bei 5 kWh Wärme raus holen.
Einfach weil man in die Carnot Formel eine beträchtlich niedrigere Temperatur eintragen muss.

Hier aus einem Datenblatt einer Poolwärmepumpe:

Bei A28/W28
mit 0,45 kW Strom 5,9 kW Wärme COP 13,1
mit 4,26 kW Strom 24,1 kW Wärme COP 5,66

Bei A15/W28
mit 0,71 kW Strom 5,1 kW Wärme COP 7,18
mit 4,40 kW Strom 19,0 kW Wärme COP 4,32

Mit einem wesentlich größeren Luftwärmetauscher müßte die eine hohen COP auch bei hoher Leistung erreichen.

Karli
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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von Karli » 08.10.2019, 21:34

Danke für den Hinweis auf Coolpack. Man ließt ja öfter davon. Glaub, das muss ich mir mal genauer anschauen.

Founder, ja ist mir klar, dass man bei gegebener Luftmenge bei einer größeren Wärmeentnahme proportional tiefere Verdampfertemperaturen haben muss.
Jetzt verstehe ich das auch mit dem A28/W28. Es geht um eine Pool-Wärmepumpe. Habe ich in dem anderen Thread überlesen. Schon sehr beachtlich, was man da für COPs erreichen kann.

martin_w
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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von martin_w » 09.10.2019, 09:56

Es ist nur die Frage, ob man bei 28° Luft und Wasser Temperatur dem Pool überhaupt noch Wärme zuführen will. Eine in meinen Augen ziemlich sinnlose Grenzfall-Betrachtung, da den COP anzugeben.

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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von Jens Meyer » 09.10.2019, 11:39

martin_w hat geschrieben:
09.10.2019, 09:56
Eine in meinen Augen ziemlich sinnlose Grenzfall-Betrachtung, da den COP anzugeben.
Was erwartest Du von einem Chinesen-Händler auf einer Chinesen-Handelsplatform?

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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von founder » 09.10.2019, 17:42

martin_w hat geschrieben:
09.10.2019, 09:56
Es ist nur die Frage, ob man bei 28° Luft und Wasser Temperatur dem Pool überhaupt noch Wärme zuführen will. Eine in meinen Augen ziemlich sinnlose Grenzfall-Betrachtung, da den COP anzugeben.
Swimming Pool Wärmepumpen sind auf sehr großen Wasserdurchfluß ausgelegt, wo bei jedem Durchgang die Wassertemperatur nur um 2 Grad erhöht wird. Die genaue Angabe ist A28/W26 -> 28

Diese Angaben sind sehr nützlich, weil ich etwa A15/W15 benötige. Gerade jetzt schwanken die Temperaturen oft zwischen 5 und 15 Grad. Da ist es nützlich den Regenwasserspeicher tagsüber mit 15° Luft auf 15° zu bringen.

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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von Karli » 09.10.2019, 19:37

Warum willst du den Regenwasserspeicher auf 15°C bringen? Ist das eine Art Wärmespeicher, um bei niedrigeren Temperaturen mit einer weiteren Wärmepumpe daraus Heizwärme zu ziehen?

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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von founder » 10.10.2019, 15:22

Karli hat geschrieben:
09.10.2019, 19:37
Warum willst du den Regenwasserspeicher auf 15°C bringen? Ist das eine Art Wärmespeicher, um bei niedrigeren Temperaturen mit einer weiteren Wärmepumpe daraus Heizwärme zu ziehen?
Es wird wohl der selbe Kompressor sein, wo man an kalten oder warme Seite unterschiedliches Anhängen kann.
Wenn gerade 20 m³ im Regenwasserspeicher sind und die Wetterprognose sagt eine Kältewelle vorher,
dann liegen zwischen 4° und 18° 20 x 14 x 1,16 = 325 kWh.

Eine Betriebsart: Luftwärmetauscher -> Regenwasser
eine andere Regenwasser -> Heizbuffer

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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von Karli » 10.10.2019, 17:47

OK. Da kann man bei entsprechender Größe schon was speichern, das stimmt. Andererseits ist es halt blöde, dass am Ende, wenn die 324 KWh verbraucht sind, das Regenwasser sehr kalt ist und der Wirkungsgrad nicht mehr weit weg ist, von einer Luft-Wärmepumpe. Hätte man 2000 m3, würde es reichen, wenn man das Wasser um 2 Grad erwärmen und später wieder abkühlen würde. Nur ist so eine Größe leider wenig realistisch da viel zu teuer in Bau.

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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von Karli » 10.10.2019, 19:16

Um die Wärme über einen Tag zu speichern wäre ein gut gedämmter Massivbau mit 200 Tonnen Masse wahrscheinlich besser als eine 20 m3 Regengrube.

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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von Jens Meyer » 10.10.2019, 20:11

Karli hat geschrieben:
10.10.2019, 19:16
Um die Wärme über einen Tag zu speichern wäre ein gut gedämmter Massivbau mit 200 Tonnen Masse wahrscheinlich besser als eine 20 m3 Regengrube.
Genau so sieht es aus. Effizient lässt sich die Wärme nur im Phasenübergang Eis/ Wasser speichern.

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Primärenergieindikator

Beitrag von founder » 10.10.2019, 21:10

Karli hat geschrieben:
10.10.2019, 19:16
Um die Wärme über einen Tag zu speichern wäre ein gut gedämmter Massivbau mit 200 Tonnen Masse wahrscheinlich besser als eine 20 m3 Regengrube.
Da gibt es den Primärenergieindikator seit 2016 in der Salzburger Bauordnung. Mit 200 Tonnen kann der nur sehr schlecht aussehen.

Im übrigen geht es nicht um einen Tag, sondern um eine Woche.

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Re: Theoretische Grenzen des Wirkungsgrades

Beitrag von founder » 10.10.2019, 21:13

Jens Meyer hat geschrieben:
10.10.2019, 20:11
Karli hat geschrieben:
10.10.2019, 19:16
Um die Wärme über einen Tag zu speichern wäre ein gut gedämmter Massivbau mit 200 Tonnen Masse wahrscheinlich besser als eine 20 m3 Regengrube.
Genau so sieht es aus. Effizient lässt sich die Wärme nur im Phasenübergang Eis/ Wasser speichern.
Ursprünglich war dies geplant, wurde aber verworfen, nachdem 300 kWh Wärmespeicher als ausreichend beurteilt wurden.

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