Geniale Idee: Peltier statt Wärmepumpe

Wie soll ich mich bei fuffzich Metern Leerrohr ausm Baumarkt für 20€ oder so über den Tisch ziehen lassen?

Ja, schon klar.

Nachts soll der Pool nicht das All heizen über den Solarkollektor, deshalb braucht es eine Vorrichtung, die den Rücklauf unterbindet: hier eben ein Delta-H im Millimeterbereich (und kein Maxwell-Dämon).

Es gibt etliche Solar-Poolheizungs-Systeme mit schwarzem Schlauch auf dem Dach, oder mit Plastik-Solarkollektoren, für kleines Geld. Die meisten nutzen eine Pumpe, die gesteuert wird. Einmal um zu ernten, und um ein Auskühlen des Pools zu verhindern. Da ist ein Thermosyphon eine elegante Lösung, da ohne Fremdenergie und selbstregelnd.

Thomas Prufer

Am Sat, 27 May 2023 15:00:26 +0200 schrieb Marte Schwarz:

Ja.

Ahso. Passt doch prima zum von mir geposteten Fraunhofer-Link mit den teils unisolierten Fassaden-Wärmequellen für WP.

Dafür muss aber eben die bei ausreichend hoher Temp gesammelte Wärme nicht noch hochgepumpt werden.

Ich denke, es gibt für alle 3 Herangehensweisen an Thermosolar (gemeint sind: 1. unisoliert+billig, 2. low-tec iso mit Glasscheibe, sowie 3. high- tec Vakuumröhren) so seine Berechtigung. Nur wirklich billig, so wie "die Sonne scheint umsonst" ist das eben alles nicht.

Wenn man das so ggü. der konkurrierenden, mir noch etwas Multifunktionaler erscheinenden Kollektorkombi aus PV+WP sieht.

Ja, diese eben unter 2. genannte Variante hat ja den Nachteil, daß die bei niedriger Aussen- und hoher Arbeitstemperatur an ihre Grenzen kommt.

Mit Vakuumröhren geht das zwar prima, aber die haben eben eine so geringe Flächeneffizienz (und hohen Preis), daß man wohl oft auch gleich PV+Heizdraht denken, und PV+WP tun kann.

Freie Wahl bei der Wärmequelle (für die WP) ist natürlich toll. Ob dann aber die Glasscheibenvariante eine so schlechte Wahl ist, wie Du es jetzt dargestellt hast... man kann die ja auch so als grobe Richtung bei z.B.

10°C sammeln lassen, wofür manch Haus ja einiges an Speichermasse hätte.

Gruss

Jan Bruns

Hallo Thomas,

Du schriebst am Sun, 28 May 2023 09:24:46 +0200:

Dabei nicht. Ist das Dein einziges Interesse?

Scheint's nicht. Du hast u.a. offenbar nicht erkannt, warum ich in Verbindung mit dem Thermosyphon THs Wunderschwurbel-Frei-Energie-Widder erwähnt hatte. Aber was soll's.

Hi Jan,

Wohl wohl, was interessiert, ist das Verhältnis zwischen Aufwand (Investition und el. Energie) im Verhältnis zur Nutzwärme. Diese Betrachtung ist geringfügig aufwändiger als die ausschließliche Wirkungsgradbetrachtung einzelner Elemente

Das war seit je her eine offensichtliche Halbwahrheit, die in der Praxis eben eher eine Werbelüge darstellt. Der entscheidende Punkt beim Vergleich der drei Alternativen ist, dass das Gesamtsystem übers Jahr hinweg gesehen werden muss. Die weit verbreiteten Versionen 2 und 3 ernten fast ausschließlich die mehr oder weniger direkt eingestrahlte Sonnenenergie. Die ist gerade in der Heizperiode doch sehr begrenzt, vor allem dann, wenn man die Leistung zur Heizung braucht. Nutzt man die Flächen als Wärmetauscherflächen der Wärmepumpe, dann sieht das viel besser aus. Gerade der Energieanteil im Regenwasser wird wohl sehr unterschätzt. Die Kombination von oberflächennahen Erdwärmenutzung und Flächenwärmetauschern hilft, Wärme im Sommer zur Regenerierung des Erdwärmespeichers zu nutzen (da braucht es weder hohe Vorlauftemperaturen noch WP) und man kann sich die gerade günstigere Wärmequelle für die Pumpe aussuchen. Gerade in der Übergangszeit ist die Sole aus der Umgebungsluft erwärmt, möglicherweise sogar noch solar unterstützt, wärmer als die im Garten vergrabenen Soleschläuche.

Diese Kombi hatte ich vor zehn Jahren schon auf dem Schirm. Die Probleme liegen hier auch in den Details. Die Anbindung der Wasserkühlung an die Solarzellen ist eben leider recht teuer in der Produktion. Da kann man nicht einfach den Lötbrenner und ein bisschen Zinn dran halten. Bei Solarzellen will man das auch gerne an die Wärmepumpe ankoppeln. Das bringt es aber nur, wenn ohnehin eine WP mit Sole als Primärquelle genutzt werden soll. Für die Solarzellen ist die abgesenkte Temperatur sogar noch positiver in Bezug auf den Wirkungsgrad und Lebensdauer. Dumm nur, dass zu den Zeiten, in denen die Module die Kühlung am nötigsten hätten, der Wärmebedarf sehr gering ist.

Den finanziellen Mehraufwand für die PV-Solarthermie spielt man so schnell nicht herein.

Das übersteigt aber schnell die intellektuellen Fähigkeiten der planenden und ausführenden Handwerker.

Das Problem ist ja, dass mit der WP aktiv gekühlt wird. Wenn durch die Isolation der Module, und sei es nur eine Glasscheibe und nach hinten die Mineralwolle, die Umgebungswärme nicht zu den Wärmetauscherflächen kommt. Dann geht die Temperatur schnell deutlich tiefer.

Marte

Dafür ist eine Eisschicht ein nicht unerheblicher Isolator.

Der Beitrag der Übergangszeit zum Gesamt bedarf wird aufgrund ihres großen Zeitanteils gern überschätzt. Auf der anderen Seite wird bei neunen Häusern der Heizwärmebedarf ziemlich klein. Unser Warmwasserbedarf ist hier schon der größere der beiden und der ist rund um's Jahr konstant mit einem Einbruch im Urlaubsmonat im Sommer.

Am Mon, 29 May 2023 07:41:27 +0200 schrieb Marte Schwarz:

Da hast Du mich aber noch gröblich missverstanden.

Die Glasscheibenkollektoren können ja im Sommer direkt ins Heisswasser sammeln (das ist der typische Einsatzzweck), und im Herbst ggfls. halt etwas tiefer im Tank. So richtig im Winter will man solche Temps vllt. nicht so wirklich grossfläche auf dem Dach der Umgebung präsentieren (bei den Göttern Mitleid erregen ist ja irgendwie nicht der technische Plan).

Die Luft anzapfen können die erst recht nicht, aber dazu braucht es ohnehin keinen ggfls. nur begrenzt verfügbaren Dachflächenanteil. Da ist das anzuzapfende Medium doch bereits ein fluid (gas), so dass philosophieren über das Lösen des Problems irgendwie halt ebensolches ist. Es ging nicht um Kritik an einer konkreten Einzellösung, das ist hier einfach eine öffentliche Diskussion, in der ich es für wichtig halte, die technischen Optionen nebeneinander zu sehen. Und da bleibt nunmal festzuhalten, daß Flachkollektor eben nur wenige Probleme löst.

Deshalb meine ich: Die Glasisolierte Kollektoren können im Winter prima die Fussbodenheizung, und zwar auch die im (zugegebenermassen gerade bei Bungalows oft nicht vorhandenen) Keller, um selbige als quellseitigen Speicher für die WP zu nutzen. Bei so niedrigen Temps haben die dann auch so richtig die Flächeneffizienz, wie man sich das der Intuition nach zu Anfang eigentlich auch erhofft.

Gruss

Jan Bruns

Hi Jan,

Nein, Du willst es aber anscheinend nicht wahrhaben, dass es tatsächlich unterm Strich meist nicht sinnvoll ist, diese Sonnenwärme direkt in Heißwasser umzusetzen, weil man die Wärme dann im Überfluss bekommt, wenn man sie am wenigsten braucht. Dieselbe Dachfläche ist sinnvoller nutzbar, wenn man sie mit einer Wärmepumpe als Wärmetauscherfläche betreibt, zumindest dann, wenn man ohnehin mit einer WP arbeiten möchte.

Das machen die Vakuumröhren nämlich dann deutlich effizienter, weil deren thermische Isolation gegen den Himmel einfach deutlich besser ist. Noch schlauer ist es tatsächlich, erst gar nicht auf die hohen Temperaturen im Solarkollektor zu setzen.

Doch, genau diese Fläche ist dazu eigentlich ideal. Jedes Zink- oder Kupferdach wäre dafür super geeignet. Fassadenflächen übrigens auch.

Marte

Am Mon, 29 May 2023 16:05:11 +0200 schrieb Marte Schwarz:

Quatsch, ich bin doch gar nicht so der Solarthermie-Fan. Und wenn, dann zu dem Zweck, bei kalten Aussentemperaturen möglichst viel zu bewirken. Und genau dabei hilft Isolierung. Sonst wird's ja nix damit, nennenswert über die Aussentemperatur zu kommen.

Wozu was zur ggfls. ausserdem noch anzuzapfenden Luft hinbauen. Die ist doch in Sekunden ums Haus rumgeweht, also auch auf der Nordseite verfügbar.

Genau. Das allerdings eben schon auch um den Preis, bei direkter Sonne ebendiese kaum überhaupt ans Transportmedium zu lassen. PV+Heizdraht ist von der Flächeneffizienz her bereits echt ähnlich. Und finanziell eher billiger. Und kompatibler mit der vllt. ohnehin gewünschten PV-Anlage, die ausserdem noch die WP auf der Elektroseite mit antreiben kann (cop3*20% ist ja schon wie Vielfachverglaste Fenster, nur ohne Licht, aber dafür auch Nachts dicht).

Gruss

Jan Bruns

Hallo Marte,

Du schriebst am Mon, 29 May 2023 07:41:27 +0200:

Oder auch überschätzt. Bei 10l/m²/h Regen (schon recht kräftig) liefert das Regenwasser auf 100m² Dachfläche (als Referenzmaß) und einer Abkühlung um

10°C (= 10K) (Regen ist "meistens" nicht heiß) eine Leistung von 10l/m²/h*100m²*4183J/kg/K*1kg/l*10K = 41830000(l/m²/h*m²*kg/l*J/kg/K*K) = 41830kJ/h = 11,6kW.

Jetzt brauchst Du "bloß noch" eine Methode, diese Leistung nutzbringend aus dem Wasser 'rauszuholen. Mit Elektrizitätserzeugung o.ä. braucht man da sowieso nicht anzufangen. Bleibt also Heizung, dafür wäre eine Wärmepumpe angesagt, und manchmal braucht man bei Regen ja Heizwärme. Die Frage ist, ob der Aufwand, den man zur Nutzung treiben muß, nicht sinnlos ist, weil die Wärmepumpe über ihre Luftumwälzung auch dann sowieso schon ausreicht - immer regnet es ja nicht. Aber der Regen behindert die Luftumwälzung praktisch nicht, und damit heizt die Wärmepumpe bei Regen genauso wie ohne. Insgesamt dürfte herauskommen, es lohnt sich nicht, weil die Regenmengen insgesamt viel zu klein sind, und wenn's noch so gießt und schüttet.

Am 26.05.2023 um 21:00 schrieb Sieghard Schicktanz:

Klar, esgibt ja auch bald keinen Abgastrakt mehr...

Hi Sieghard,

Ich hatte nie behauptet, dass man die Heizleistung nur aus Regenwasser ziehen sollte. Ich hatte nur die Beobachtung eines Bekannten in den

80ern des letzten Jahrtausends wiedergegeben.

Marte

Wenn man bedenkt wie kurz die Zeiten sind in denen es stark regnet ist das ziemlich uninteressant. Interessant waere es Wasser aus der Wasserleitung zu nehmen, einzufrieren und es vor dem Haus abzulagern - natuerlich nur wenn es zu kalt ist fuer die Luftwaermepumpe.

Am Tue, 30 May 2023 22:07:22 +0200 schrieb carla_sch:

???

Und wenn es kalt draussen ist, kommt der Niederschlag auch oft eher als Schnee, wenn überhaupt.

Also ich bin alt genug, hier im Nord-Westen noch letzte (auch) Kohle- betriebene Ofen-Heizungen zu sehen bekomen zu haben. Also gut, vollzeit war man da mit dem Kohlenachwerfen nicht beschäftigt. Aber wenn das Eis um einen Faktor 100 weniger Wärme pro kg bedeutet, dürfte das langsam soweit sein.

Gruss

Jan Bruns

Die Schmelzwaerme von Wasser betraegt 334kJ/kg Der Heizwert von Steinkohle Holz 16000kJ/kg also 47mal besser. Es gibt aber Holzheizungen da braucht man nicht nachzuwerfen, das geht automatisch, naemlich Pelletheizungen. So aehnlich muesste die Waermepumpe das auch machen, also Eispellets erzeugen und sie draussen aufhaeufen...

Gut, also ein erster Gewichtsverdopplungsschritt, um mit Holz gleichauf zu ziehen, und dann nochmal 6 weitere.

Wenn man am Kamin bislang alle 2 Std. (120 Minuten) nachlegen musste, ist es dann mit Eis alle 2,5 Minuten, das reicht nichtmal für 'ne Zigarettenpause.

Wenn das Volumen eines Schüttkegels mit einer Schüttwinkelkonstante q

V=h*A/3=h*(q*h)²/3

ist, dann ergibt sich mit einfachen Schüttkonstruktionen aber auch leicht ein Berg mit den ungünstigen Eigenschaften, sowohl hoch als auch flächig zu sein.

Eine noch etwas komplexere Schüttmaschine könnte vllt. auch quaderförmigere Schüttungen erzeugen. Wenn diese aber den Blick aus dem Fenster nicht so sehr beeinträchtigen sollen, wäre die Höhe eines solchen Quaders ggfls. auf bspw. 1,5m zu begrenzen, was dann aber nicht sehr viel mehr als 1t Eis pro m² inkl. Luftzwischenräumen ergäbe.

Das ist nicht wirklich viel mehr als was mit Gefrieren von Bodenfeuchte vglw. leicht und praktisch ohne Zusatzvolumen zusammenkommen könnte. Regenwurmfreundlicher wäre das aber vielleicht.

Gruss

Jan Bruns

Eine Heizung, die 2 % der Energie für ihre eigenen Nebensysteme verbraucht ist normal und üblich. Die Herstellung der Pellets ist darin nicht einmal enthalten und kommt hier für die Eiszerkleinerung dazu.

Hallo Carla,

Du schriebst am Wed, 31 May 2023 11:42:42 +0200:

Wieso der Aufwand? Dieses Eis ist doch wohl sowieso ein _Abfall_produkt, weil nicht weiter für den intendierten Zweck "Heizen" verwendbar. Also sollte man eher zusehen, das Zeg möglichst fein dispergiert zu erzeugen ("Schnee") und über eine möglichst große Fläche zu verteilen, damit es sich nicht zu sehr ansammelt und dann "nach" der Heizsaison zu lange zu brauchen, um abzuschmelzen, im Extremfall bis in die nächste Heizsaison liegenzubleiben (-> "Gletscher"bildung).

Hallo Jan,

Du schriebst am 31 May 2023 13:29:56 GMT:

Es scheint, Du hast da was mißerstanden - Du kannst _NICHT_ heizen, indem Du Eis schmilzt, auch nicht per Wärmepumpe- Der Prozess muß in der _anderen_ Richtung laufen: Wasser einfrieren.

Erfindet ihr grad den Kühlschrank mit Eisbereiter?

Thomas Prufer