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Nachtabsenkung LWP - Der Versuch einer Erklärung

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20.10. - 21.10.2017
13 Beiträge | 4 Autoren
Das Thema Nachtabsenkung, gerade auch in Verbindung mit Luftwärmepumpen, sorgt ja auch hier im Forum immer wieder für Diskussionen.
Ich habe mich deshalb mal etwas intensiver mit dem diesem Thema beschäftigt und möchte euch meine Erkenntnisse vorstellen.
Ich habe mich dabei ausschließlich auf eine mögliche Verbesserung der Arbeitszahl meiner Luftwärmepumpe durch Verlegung der Betriebszeiten in Tagesabschnitte mit höherer Außentemperatur konzentriert.

Diese Betrachtung beschäftigt sich also nicht mit der grundsätzlichen Möglichkeit der Energieeinsparung durch eine Nachtabsenkung.

Bei Neubauten im Niedrig- oder Niedrigstenergiebereich ist eine Einsparung durch Senkung des Deltas zwischen Innen- und Außentemperatur (und damit des Wärmeverlustes) in der Nacht nicht möglich. Unsere Häuser verlieren vielleicht 1°C Raumtemperatur pro 24h wenn mal nicht geheizt wird. Dieser Faktor kann also vernachlässigt werden.

Das Argument dass das „Aufholheizen“ bei LWP dann höhere Vorlauftemperaturen benötigt ist natürlich grundsätzlich richtig, jedoch nach meiner Überlegung nur bei modulierenden Wärmepumpen tatsächlich von Belang. Meine On/Off Luftwärmepumpe muss die gleiche Vorlauftemperatur also nur länger liefern um die nötige Energie wieder in den Estrich zu pumpen.

Die Auswertungen sind also sicher nicht allgemein anwendbar oder auf jeden Standort zu übertragen.

Auch bitte ich eventuelle Ungereimtheiten unerbittlich zu hinterfragen.

Wie bin ich nun also vorgegangen?

Ich schreibe seit 2 Jahren im Monatsrhythmus die Verbrauchsdaten meiner LWP mit.
Ich habe unter anderem für jedes Monat ein Excel-File abgelegt mit den Aufzeichnungen der Außentemperatur. Das sind pro Monat so ca. 600 Datensätze und damit 20 Aufzeichnungen pro Tag. Das sollte ausreichend genau sein um den Temperaturverlauf jedes einzelnen Tages darstellen zu können.

 
 
20.10.2017
Der erste Schritt war jedoch die Daten zu „homogenisieren“ um die Tage vergleichbar zu machen. Also habe ich für jeden einzelnen Tag der beiden Jahre die Außentemperatur zu jeder vollen Stunde interpoliert.
Diese Daten werden dann mit den jeweiligen Tagesdurchschnittstemperaturen verglichen. Ergebnis ist für jeden Tag ein Verlauf wann und wieviel die Temperatur vom Tagesmittel abweicht.
Das ergibt natürlich eine unglaubliche Datenflut, also habe ich der Einfachheit halber dann aus den einzelnen Tagen wieder jeweils auf ein volles Monat hochgerechnet.
Ergebnis ist ein wunderschönes Diagramm welches das Delta der aktuellen Temperatur zum Tagesmittel aufgeteilt auf die einzelnen Monate darstellt.


Nachtabsenkung LWP - Der Versuch einer Erklärung

Ok, damit kann man nicht viel anfangen. Aber für einen Plausibilitätscheck trotzdem ganz hilfreich. Es zeigt wenig überraschend die höchsten Abweichungen nach oben am Nachmittag und nach unten am frühen Morgen vor Sonnenaufgang. Das zweite Diagramm zeigt zudem, dass die Unterschiede in den Sommermonaten deutlich höher sind als im Winter.
20.10.2017
Aus diesen Daten kann man nun im Grunde schon ableiten zu welchen Tageszeiten die Wärmepumpe besser Pause machen soll und wann sie laufen soll.
Zuvor habe ich mir aber noch überlegt wie lange ich die Wärmepumpe theoretisch jeden in die Pause schicken kann. Dazu habe ich mir die durchschnittliche Laufzeit meiner LWP über die letzten 2 Jahre bezogen auf die durchschnittliche Laufzeit pro Tag angesehen.


Nachtabsenkung LWP - Der Versuch einer Erklärung

Wie man sieht kann hoffnungslose Überdimensionierung auch mal hilfreich sein

Meine Wärmepumpe war selbst im eisigen Januar 2017 gerade mal zu gut 50% ausgelastet. Hier hätte also, wie auch bei vielen anderen, eine deutlich kleinere Wärmepumpe ausgereicht.
Ich folgere daraus einfach mal dass ich meine Wärmepumpe ohne Probleme für 10h pro Tag sperren kann.
Auf Basis des oberen 3d-Diagramms hab ich mir also mit Zahlen hinterlegt die besten Betriebszeiten in Farbe hervorgehoben anzeigen lassen. Der graue Balken ist die EVU-Sperrzeit von 11:00-12:00 Uhr aufgrund des Wärmepumpen-Tarifs.


Nachtabsenkung LWP - Der Versuch einer Erklärung

Es ist recht schön zu sehen dass die Wärmepumpe die Zeiten von 23:00 Abends bis 08:00 Morgens nach Möglichkeit meiden soll. Ein eventueller Sperrbereich sollte also in diese Zeiten gelegt werden.
20.10.2017
Ausgehend davon dass die Wärmepumpe bisher über den ganzen Tag verteilt gelaufen ist, stelle ich die durchschnittliche Temperatur über den gesamten Tag den durchschnittlichen Temperaturen von 09:00 – 22:00 Uhr gegenüber. Also den Tageszeiten an denen meine Wärmepumpe idealerweise laufen soll.


Nachtabsenkung LWP - Der Versuch einer Erklärung

Wie man hier schon sieht ist das Ergebnis etwas ernüchternd. Die durchschnittlichen Temperaturen können nur geringfügig (0,6-1,7K) angehoben werden.

Aber was springt dabei nun am Ende tatsächlich raus?
Dazu brauche ich die Arbeitszahl meiner LWP bezogen auf die Außentemperatur. Diese habe ich auf Basis meiner 2-Jahresauswertung hier im Diagramm dargestellt.


Nachtabsenkung LWP - Der Versuch einer Erklärung

Das Diagramm stellt 2 Linien dar. Der Verlauf der AZ in den Heizmonaten und den Monaten mit fast ausschließlich Warmwasserbedarf. Die Trendlinien inkl. Formel benutze ich um mir die AZ bei den „neuen“ Außentemperaturen tagsüber zu errechnen.
Die Monate in denen fast ausschließlich Warmwasserbedarf besteht lasse ich mal aussen vor. Schon jetzt macht das meine Wärmepumpe 1x pro Tag jeweils am Nachmittag.

Das Ergebnis aus dem ganzen Aufwand ist nun das folgende Diagramm:


Nachtabsenkung LWP - Der Versuch einer Erklärung

Die Erhöhung der AZ spielt sich im niedrigen 1-stelligen Prozentbereich ab.
Ich bin nicht sicher ob das mögliche Komforteinbußen wie kalte Fußböden am Morgen wert ist. Zusätzliches Potenzial würde sich vielleicht noch durch Abschaltung der Umwälzpumpen in den Sperrzeiten ergeben. Aber die Steuerung meiner Nibe gibt das, soweit ich das bisher getestet habe, nicht her.

Auch eine weitere Erhöhung des Sperrbereichs in Monaten mit weniger Heizwärmebedarf wäre eine Möglichkeit. Damit ließe sich die Betriebszeit der Wärmepumpe noch weiter auf die besten Tageszeiten optimieren. Aber auch hier wäre ein ständiger manueller Eingriff nötig.

Wer meinen wirren Ausführungen bis hierher folgen konnte darf jetzt gerne Fehler oder Ungereimtheiten aufdecken und hinterfragen. Vielleicht habe ich mich mittendrin ja auch irgendwo verrannt…


20.10.2017
Gefühlsmäßig würd ich sagen, die Nacht ist übers Jahresmittel eher von 20:30 bis 5:30 am kältesten.
Was käme denn dann raus?! Das Delta gegenüber dem Jahres-Temp.-Mittel muss da ja größer sein als ca. 1grad... Gibts ja garnicht ;)
20.10.2017
Und aus meiner Sicht, gäbe es in Wirklichkeit zwei Faktoren die Berücksichtigung werden müssten:
1. Die AZ ist besser bei höheren Temperaturen, was du ja Berücksichtigst
2. Die WP läuft in der Nacht nicht nur mit schlechterer AZ, sondern würde aufgrund des Aussenfühlers zusätzlich auch noch eine höhere Wassertemp erzeugen wollen.
Also wär der Effekt der kalten Nacht doppelt schlecht.
(es sei denn die Heizkurve ist in der Nacht ohnehin abgesenkt)
20.10.2017
Um mich eben nicht auf mein Gefühl verlassen zu müssen habe ich die Auswertung gemacht.
Was genau rauskommt wenn ich zu deinen vorgeschlagenen Zeiten sperre weiß ich nicht, es wird aber auf jeden Fall weniger als in meinem Ergebnis sein da die Temperaturen ungünstiger werden

Der Temperaturverlauf über´s Jahr gemittelt schaut übrigens so aus:


Nachtabsenkung LWP - Der Versuch einer Erklärung

Meine On/Off Wärmepumpe liefert sowieso immer 100% Leistung. Also kommt´s drauf an wie lange sie pro Tag ihre 100% liefert. Bei einer modulierenden Wärmepumpe schaut´s freilich anders aus...
20.10.2017
gefällt mir was du dir da antust. bekommst a kekserl
senkst du die RT ab nachts oder sperrst sie komplett?
20.10.2017
Danke!
Noch mache ich weder Absenkung noch Sperre in der Nacht.
Und aufgrund der Ergebnisse bin ich auch noch unsicher ob ich´s über diesen Winter mal testen soll...
20.10.2017
Coole Sache was du da gemacht hast leider scheint das Ergebnis wirklich etwas ernüchternd zu sei

Nach meinen Erfahrungen ist die kälteste Zeit wirklich früh morgens, also das Zeitfenster passt aus meiner Sicht.

Wie bist du auf die AZ gekommen? Ist das rein Kompressor (WP Zähler) oder mit den anderen Verbrauchern (Steuerung, Pumpen, Ölsumpfheizung,...). Wie wird abgebaut, ist das hier enthalten?
20.10.2017
bei uns hatte es letzte nach 1 grad + trozdem nicht mehr als üblich nachts an raumtemperatur verloren, ca 1 grad.
komplett abschalten würde wohl am meisten bringen, von mitternach bis sonnenaufgang.
der estrich verliert da vieleicht 2-3 grad.
aber nur vermutung
21.10.2017
@Executer
Die Arbeitszahl bezieht sich rein auf die Wärmepumpe ohne Steuerung und Pumpen. Also wie von dir richtig vermutet über den WP-Zähler.
Was meinst du mit "Wie wird abgebaut"?

Vielleicht teste ich es über diesen Winter wirklich mal. Wäre ja interessant ob man es in der Praxis an der AZ merken würde...
21.10.2017
Sorry sollte abgetaut heißen ob diese Energieverluste in der AZ enthalten sind
21.10.2017
Ahso, ja das Enteisen ist in der AZ berücksichtigt...


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