Heizung optimieren

Ich möchte wissen, wie meine Heizung regelt, wie sie ausgelegt ist und was ich optimieren kann.

Der Heizkörper

Mein alter Rippenheizkörper hat die Abmessungen

Bauhöhe 600, Bautiefe 160, 28 Rippen.

Bei https://www.heizungshandel.de/rippenheizkoerper/index.php finde ich als Wärmeleistung je Glied bei 70/55/20 den Wert 59 W, das wären also 1652 W bei Vorlauf 70°C, Rücklauf 55°C und Raumtemperatur 20°C. Diese Leistung reduziert sich mit dem Faktor

f = (DeltaNenn/DeltaIst)^1,3

wobei

Delta=(Vorlauftemperatur+Rücklauftemperatur)/2 -Raumtemperatur

ist. Ich messe nun zur Aussentemperatur den Werte am Heizkörper und kann die benötigte Leistung zu jeder Aussentemperatur extrapolieren.

Da über 22°C nicht mehr geheizt wird rechne ich

Heizleistung = (Heizleistung-gemessen/Temperatur-gemessen) * (22°C - Temperatur-gesucht)

Wandheizung

Eine Wandheizung ist eine Fußbodenheizung auf der Wand. Ich finde hier den Tabellenwert 85 W/m2 bei 35°C Vorlauf. Bei mir könnte ich 10 m2 Wandfläche einer Innenwand im Wohnzimmer nutzen. Ich rechne mit der oben gezeigten Formel für den Heizkörper

35/32/20 ergeben eine Ergänzung von 850 W.

Absenkung der Vorlauftemperatur

Nun Können wir rechnen. Diese Tabelle zeigt die Absenkung der Vorlauftemperatur, die durch Parallelbetrieb Heizkörper und Wandheizung erreicht werden kann. Es wurde berücksichtigt, dass die Wandheizung nur mit maximal 35°C Vorlauf betrieben werden kann.

Statt 55°C genügen tatsächlich 37°C, Delta = 18°C, was bei einer Wärmepumpe einer deutliche Effizienzerhöhung entspricht.

Wärmepumpe

Die COP einer Wärmepumpe wird als z. B. A7 W35 = 4,6. Das bedeutet, bei einer Vorlauftemperatur von 35°C und einer Aussentemperatur von 7°C macht die Wärmepumpe aus 1 kW Strom 4,6 kW Wärme.
Für die Wärmepumpe gibt es eine Grenze aus dem Entropieerhaltungssatz, die nicht überschritten erden kann. https://www.energie-lexikon.info/leistungszahl.html

COP_max = T_Heizwasser+273 / (T_Heizwasser-T_aussen)

Ich habe die SOP-Werte ausgeführter Wärmepumpen mit dem theoretischen Maximum verglichen. Sie erreichen bei niedrigen Temperaturen 42% des theoretischen Maximums, bei höheren Temperaturen sind sie etwas besser.

Die Reduzierung der Vorlauftemperatur durch die Wandheizung bedeutet dann, dass der

COP bei 2°C von 2,83 (A2 W55) auf 3,98 (A2 W35)

steigt, eine Ersparnis von 29%.

Saisonale Leistungszahl

Die SCOP, das ist die bei unseren Temperaturen im Jahresmittel erreichbare COP, wird bei W55 mit 3,9 und bei W35 mit 5,0 angegeben. Bei einem entsprechenden Strom- zu Gaspreisverhältniss wird die Wärmepumpe wirtschaftlicher.

Ich habe aus meinen Messungen, dem bisherigen Verbrauch, dem alten Heizkörper und den mittleren Monatstemperaturen des letzten Jahres
https://de.statista.com/statistik/daten/studie/576622/umfrage/monatliche-durchschnittstemperatur-im-saarland/#:~:text=Monatliche%20Durchschnittstemperatur%20im%20Saarland%20bis%20Oktober%202022&text=Die%20Statistik%20zeigt%20die%20monatliche,Saarland%2013%2C3%20Grad%20Celsius.
eine Momentaufnahme zum SCOP von 4,22 errechnet.