Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

founder
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Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von founder »

Der neue Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.
Der Boden könnte etwas besser sein, aber im Gesamten rechne ich mit nur 700 W/K Wärmekapazität aller geheizten Flächen.

Um ein ständiges Takten der Wärmepumpe im untersten Inverterbereich zu vermeiden,
wäre es praktisch eine Mini Wärmepumpe zu haben,
die so 200 W bis 1000 W abdeckt.

Irgendwelche Vorschläge dazu?
Pluto25
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von Pluto25 »

Eine Gastherme mit 24 KW und ein paar Heizlüfter falls es mal kälter als -15° wird. (0,7kW*40K=28kW)
founder
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von founder »

Pluto25 hat geschrieben: 10.09.2021, 06:32 Eine Gastherme mit 24 KW und ein paar Heizlüfter falls es mal kälter als -15° wird. (0,7kW*40K=28kW)
Scheint da gibt es eine Verwechslung zwischen u-Wert und Wärrmkapazität.
Der Wandaufbau hat u=0,117. Das Problem sind nur die völlig überdimensionierten Wärmepumpen,
wo auch auf geringster Inversterstufe viel zu oft getaktet werden müsste.

Daher war die Idee eine sehr kleine Wärmepumpe, die einen Bereich von 200 W bis 1000 W abdeckt.
martin_w
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von martin_w »

Die Verwechslung kommt aber von Dir. Wenn du "W/m²/K" schreibst, dann ist das eine Wärmetransmission.
Eine Wärmekapazität müßte etwas mit Wh/K sein, oder J oder Ws.
Im stationären Fall ist die Wärmekapazität aber sowieso irrelevant, nur die Wärmetransmission zählt.
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von founder »

martin_w hat geschrieben: 10.09.2021, 09:26 Die Verwechslung kommt aber von Dir. Wenn du "W/m²/K" schreibst, dann ist das eine Wärmetransmission.
Eine Wärmekapazität müßte etwas mit Wh/K sein, oder J oder Ws.
Im stationären Fall ist die Wärmekapazität aber sowieso irrelevant, nur die Wärmetransmission zählt.
Danke, der Fehler ist mit leider erst nach der Beantwortung der letzten Frage aufgefallen.
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von Lger »

Der "Fehler" liegt vielleicht schon bei den emsigen Haustechniker-Normungsgremien die lt. Wikipedia vereinbart haben
Für Schichtsysteme wie z. B. Wandkonstruktionen wird die Wärmekapazität pro Flächeneinheit angegeben, in J/(m²·K), für Meterware wie z. B. extrudierte Kühlkörper pro Längeneinheit, in J/(m·K).
... das Ganze ist dann eine Art von spezifischer Wärmekapazität, und hier ist man es ja gewohnt, großzügig zu sein, zumindest bei der Gleichbehandlung von kWh und kW. :mrgreen:

Ich verstehe allerdings auch nicht, welche Rolle die Wärmekapazität der Wände für den Heizbedarf (nach irgendeiner Definitionsvariante) im stationären Betrieb hätte. Als Theoretiker habe ich natürlich auch keine Ahnung, zu welcher physikalischen Größe der angegebene Wert paßt.

Edit: Die Schreibweise a/b/c sollte übrigens unbedingt vermieden werden, da die Operation "/" nicht assoziativ ist: (a/b)/c bedeutet etwas völlig anderes als a/(b/c). Im vorliegenden Fall ist die erste Art der Klammerung die richtige, da a/(b·c) = (a/b)/c verlangt ist und (a·c)/b = a/(b/c) gilt, mit a=J, b=m², c=K. Eine fixierte Auwertungsreihenfolge hat sich nicht einmal bei den Computern durchgesetzt, da man sich etwaiger Optimierungsmöglichkeiten nicht begeben wollte.
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von founder »

Lger hat geschrieben: 10.09.2021, 13:12 Ich verstehe allerdings auch nicht, welche Rolle die Wärmekapazität der Wände für den Heizbedarf (nach irgendeiner Definitionsvariante) im stationären Betrieb hätte. Als Theoretiker habe ich natürlich auch keine Ahnung, zu welcher physikalischen Größe der angegebene Wert paßt.
Nehmen wir mal an Wärmebedarf 500 W, kleinste Leistung der Wärmepumpe 2 kW, Ein/Ausschaltpunkt 2° auseinander.

750 Wh/K thermische Trägheit: Die Wärmepumpe liefert 1500 W über Bedarf, schaltet nach 30 Minuten ab,
nach 90 Minuten ist unterer Punkt erreicht und schaltet wieder an.

4500 Wh/K thermische Trägheit: Die Wärmepumpe liefert 1500 W über Bedarf, schaltet nach 3 Stunden ab,
nach 9 Stunden ist unterer Punkt erreicht und schaltet wieder an.

Deswegen der Wunsch nach einer 200 bis 1000 W Wärmepumpe um das dauernde Takten zu vermeiden.
Lger
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von Lger »

Du hast völlig recht mit der Annahme, dass die Wärmekapazität ein wichtiger (zeitkonstanter!) Faktor im dynamischen Verhalten eines Systems ist, aber in deinem (nicht stationären!) Beispiel ignorierst du die Temperaturabhängigkeit der prozess-bestimmenden Zeitkonstante. Der Wärmebedarf des Systems richtet sich aber genau nach dem (Zeit-Integral des) Außen-Temperaturverlauf (welche Temperatur zu welcher Zeit) und nicht nach der Wärmekapazität des Systems. Am Ende der Periode ist die Wärmekapazität egal.

Selbstverständlich paßt sich auch eine stetig regelbare Wärmepumpe dem aktuellen Wärmebedarf nur innerhalb ihres Regelbereichs stetig an, während Ein/Aus-"geregelte" unstetig folgen. Offensichtlich hat deine WP beim beschriebenen Verhalten die Untergrenze ihres Regelbereichs unterschritten.

Die, imho, wichtigste Aufgabe einer Wärmepumpe ist aber nicht die Stetigkeit der Regelung wärend der gesamten Periode, sondern das Abdecken des Maximalbedarfs. Unterhalb der unteren Regelgrenze (Außentemperaturverlauf!!!) muß jede Wärmepumpe takten. Was ist es konkret, was dich, einmal abgesehen vom Wissen darum, am Takten stört, und was ist das Schlimmste daran?

Edit-Nachtrag: Eine Klimatisierungsmethode, die auf der Basis von Wärmkapazitäten über die Jahreszeiten hinaus beruht, ist die Thermische Bauteilaktivierung, die aber afaik nichts mit üblichen Wandkonstruktionen zu tun hat und auf größere Bauvolumina zugeschnitten ist.
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von founder »

Das schlimmste am Takten ist Geräusch und verminderte Lebensdauer des Geräts.
Deswegen denke ich an 2 Wärmepumpen, eine davon soll den Bereich 200 W bis 1000 W abdecken.
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von martin_w »

Du mußt aber trotzdem die Transmissionsverluste mit berücksichtigen, die WP muß diese ja zusätzlich zum Aufheizen der Bauteile bereitstellen. Umgekehrt müssen auch die Luft und die Zwischenwände aufgewärmt werden, ohne daß hier Transmissionsverluste zum Tragen kommen.
Klar wäre eine stetige Regelbarkeit bis (fast) 0 hinunter schön, aber das ist eben aufwendig.
Damit du abschätzen kannst, ob sich das auzahlt, wäre auch dein Wärmebedarf je nach Außentemperatur zu berechnen und zu wie viel Prozent (Tag, Nacht, Jahreszeit) dieser Betrieb auftritt.
Pluto25
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von Pluto25 »

ich frage mich weshalb das nicht angeboten wird. Natürlich wäre das Schwachsinn (Cob= 0.1) aber wenns die Kunden doch wünschen. Und technisch ist es kein Problem den Verdichter so langsam laufen zu lassen das er nichts mehr abgibt, die Umwälzpumpe müsste noch geregelt werden für den Bereich von 1-10W.
Unter 1 wird dann schwierig da die Pumpe natürlich auch nie ausschalten darf. Jedoch könnte die WP ja kurz Abtauen einleiten um die Restwärme der Pumpe zu "vernichten".
Im PKW Bereich gehts ja auch (Klima immer an/Stromverbrauch nach ausschalten)
dex
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von dex »

lambda roh cepe, da ist ein Unterschied zwischen Temperatur und Wärmeleitfähigkeit.
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Re: Wandaufbau hat nur 4 Wh/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von founder »

Gerade die neue Wärmesimulation bei https://www.ubakus.de/thermische-simulation/ ausprobiert.
Von der zur Auswahl stehenden Gegenden schien Garmisch Patenkirchen am ähnlichsten zu Salzburg zu sein.

Das Problem mit überdimensionierten Wärmepumpen ist viel dramatischer als vorher angenommen.

Heizwärmebedarf 1116 kWh/a
Max Heizleistung 1 kW
Im Dezember und Jänner knapp über 300 kWh.

Macht 403 W Durchschnitt.
Lger
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Re: Wandaufbau hat nur 4 W/m²/K Wärmekapazität.

Beitrag von Lger »

Lger hat geschrieben: 11.09.2021, 12:15Die, imho, wichtigste Aufgabe einer Wärmepumpe ist ... das Abdecken des Maximalbedarfs
... während ihrer gesamten Lebensdauer und nicht bloß eines Durchschnittsbedarfs über einen willkürlichen Zeitraum, noch dazu mit Warm-Perioden. Zusammen mit einem vernünftigen Sicherheits-Aufschlag reduziert das die Über-Dimensionierung doch sehr.

Um mit Wärmekapazität allein die Tages(!)Schwankungen auszugleichen, bedarf es der erwähnten Betonkern-Aktivierung (oder dgl.), die in Privatgebäuden seltenst verfügbar ist.
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