izung

Die Wärmeabgabe eines Heizkörpers ist in erster Näherung proportional zu seiner Fläche sowie zur Temperaturdifferenz zwischen dem Heizkörper und dem Raum, den er heizen soll.

Nehmen wir als Heizkörpertemperatur die Vorlauftemperatur und als (erwünschte) Raumtemperatur 20°C, dann beträgt die Temperaturdifferenz zu 35°C nur ein Viertel der Temperaturdifferenz zu 60°, was beim klassischen Heizen eine typische Vorlauftemperatur ist, wenn die Außentemperatur gegen 0° tendiert. Also braucht man für gleiche Heizwirkung bei 35° Vorlauf die vierfache Fläche.

Diese Betrachtung übergeht noch, daß sich das Heizwasser auf dem Weg durch den Heizkörper abkühlt. Die übertragene Wärme ist proportional zur Temperaturabsenkung IM Heizsystem. Kühlt das Wasser darin sich um 10° ab, gibt die klassische Heizung am Rücklauf noch so viel Wärme ab, wie einer Temperaturdifferenz von 30° entspricht, nämlich 50-20 (statt

60-20). Der Niedrigtemperatur-Heizkörper gibt an diesem Ende dann nur noch eine Wärmemenge ab, die proportional zu einer Temperaturdifferenz von 5° ist (nämlich 25-20), also ein Sechstel.

Genauer mögen das Spezialisten durchrechnen, die auch Zugang zu Erfahrungswerten haben. Die obige Abschätzung zeigt aber schon, daß das Heizungsdefizit desto schlimmer wird, je kälter es wird, weil die klassische Heizung darauf mit Erhöhung der Vorlauftemperatur reagieren kann, die Wärmepumpenheizung aber nicht. Es sei denn, an will den Wirkungsgrad ruinieren; dann kann man aber genausogut mit Heizdrähten operieren.

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Klaus H.
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Am 17.05.2023 um 12:46 schrieb Klaus H.:

...

Ich glaube da, wo man schon länger aus Wärmepumpen setzt sind Heizkürper und Fußbodenheizungen eher unüblich. In den USA z.B. hat man häufig Umluftheizungen. Da wird warme Luft durch Lüftungsschlitze in die Zimmer geblasen und kalte Luft abgesaugt. Diese System kann man dann auch im Sommer als Klimaanlage nutzen.

Wenn man sich Häuser in den USA anschaut fällt außerdem auf, dass die sehr häufig zusätzlich Holzöfen haben, entweder als klassischer Kamin oder als freistehender eiserner Holzofen.

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stefan

Am 17.05.2023 um 13:14 schrieb stefan:

Auch dafür muß das Haus baulich vorbereitet sein. Der Luftkanal ist dann eine billigere Alternative zur Fußbdenheizung, die hierzulande ja auch nicht mir der Wärmepumpe aufkam, sondern mit der Fernwärme. In beiden Fällen ist nachträglicher Einbau ein Irrsinn, Ausnahmen bestätigen die Regel.

Auch in kalten Klimazonen?

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Klaus H.

Am 17.05.2023 um 13:20 schrieb Klaus H.:

Holzöfen haben die wohl auch da wo es im Winter kalt ist ;-)

Da müsste man mal jemanden fragen der die Verhältnisse da besser kennt. Ich war bisher nur in Georgia, also Süden der USA und aus dem Fernsehen. Da wo ich übernachtet habe gab es allerdings keine Holzöfen, aber diese Warmluftheizungen.

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stefan

Das ist etwas komplizierter, da du zwischen Konvektion und Strahlungswärme unterscheiden mußt. Der klassische Rippenheizkörper hat so eine kleine Oberfläche, das er im wesentlich über Strahlungswärme heizt, weswegen die Vorlauftemperatur typisch um die 70 Grad lag.

Flächenheizkörper haben bei gleichen Dimensionen eine drastisch grössere Oberfläche durch die angeschweißten "Kühlbleche", so daß diese nicht auf Strahlungstransport angewiesen sind, sondern mittels Konvektion heizen, so daß diese mit deutlich niedriger Vorlauftemperature betrieben werden können. Die Heizleistung ist dann proportional zu Delta T zwischen Vorlauf und Rücklauftemperatur (nicht Raumtemperatur!) potenziert mit ungefär 4/3. (Genauer Wert für die mir bekannten Heizkörper 1.3358). Der Proportionalitätsfaktor hängt dann von der Geometrie des Heizkörpers ab.

Ich habe nicht nachgerechnet, aber ein Flachheizkörper dürfte ca. die

3-fache Oberfläche eines klassischen Radiators haben. Lange Rede kurzer Sinn es ist kein großes Problem mit Flachheizkörpern die notwendige Heizleistung in eine Wohnung einzubringen ohne daß du die gesamte Wohnung mit Heizkörpern zupflastern musst.

Ich verstehe nicht was du damit sagen willst. Der Rücklauf findet unter allen Umständen in Rohren statt deren Gesamtoberfläche im Heizsystem vernachlässigbar ist. Das heißt es ist völlig egal ob die Rücklauftemperatur 20 oder 40 Grad ist.

Warum sollte eine Wärmepumpe das nicht können? Meine regelt die Vorlauftemperatur abhängig von der Aussentemperatur auf bis zu 60 Grad herauf

Nö, meine Waärmepumpe hat bei 65 Grad Vorlauf und Vollast (12kW) immer noch einen COP-Faktor von 2.47. Das sind ziemlich effektive Heizdrähte :-)

Durchschnittlicher, gemessener COP Faktor in dieser Heizsaison liegt bei

4.4. Find ich nicht schlecht.

Gruß Klaus

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Klaus Bahner

Huch, die können CO ausgasen, wusste ich noch gar nicht. Also für gute Be- und Entlüftung sorgen und CO Melder installieren ...

Und was auch immer der gerochen hat (die Pellets müffeln so komisch) kann jedenfalls nicht das CO gewesen sein.

Man liest sich, Alex.

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Alexander Schreiber

Habe vor Jahren in Bayern in einem Haus so aus den 60ern gewohnt. Beim Bohren von Löchern durch die Wände (für Netzwerkkabel) habe ich feststellen können dass der Zement damals _arg_ teuer gewesen sein muss ...

SCNR, Alex.

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Alexander Schreiber

Wenn wir den Heizkörper als idealen schwarzen Körper annähern, strahlt er proportional zu T⁴, wobei T allerdings in Kelvin anzugeben ist. In Kelvin unterscheiden sich 35°C und 60°C nur um ca. 8% (308 vs. 333), da bleibt man mit einer linearen Interpolation jedenfalls in der richtigen Größenordnung.

Das Grundsatzproblem bleibt: ein für 60°C Vorlauftemperatur ausgelegter Heizkörper ist bei 35°C hoffnungslos unterdimensioniert. Umgekehrt wäre ein für 35°C ausgelegter bei 60°C völlig überdimensioniert. Genau deswegen verwendet man bei klassischen Heizungen hohe Vorlauftemperaturen: man kommt mit kleineren bzw. mit weniger Heizkörpern aus.

Es wird in jedem Fall erheblich teurer, weshalb die bestehende Bausubstanz eben nicht so ausgelegt wird. Irgendeinen Vorteil hat man nämlich bei Verwendung eines Brenners durch eine niedrigere Vorlauftemperatur nicht.

Dass das Heizwasser den Heizkörper (bei einer Serienschaltung den letzten) mit einer niedrigeren Temperatur verläßt, als es eintritt, ist unvermeidlich, wenn es Wärme an die Wohnung abgeben soll. Dann ist das 'Ende' des (der) Heizkörper(s) unvermeidlich kühler als der 'Anfang' und das Dimensionierungsproblem verschärft sich noch. Nur brauchbar abschätzen kann man den Effekt aus der Ferne nicht mehr.

Welches Wärmereservoir zapfst du an? Falls es Luft ist: wie kühl bzw. warm war der letzte Winter? Und woher beziehst du die Information über den Wärmeeintrag, um den wirkungsgrad auszurechnen?

36kW Heizleistung wäre übrigens happig. Ich kenne Zweifamilienhäuser in den Alpen auf 1000m Höhe, die mit 20kW installierter Leistung (des Brenners) auskommen.
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Klaus H.

Hallo Axel,

Du schriebst am Wed, 17 May 2023 09:43:43 +0200:

Ist das nicht grade umgekehrt? Die alten Gußheizkörper brauch(t)en eine sehr hohe Temperatur, um überhaupt einigermaßen zu heizen, was große Verluste bedeutet. Das sehe ich eher nicht als Vorteil. Die neuen Niedertemperatur-Heizkörper geben eben wegen ihrer erheblich größeren Fläche viel mehr Wärme schon bei niedrigerer Temperatur ab. Natürlich brauchen sie dafür entsprechend höheren Leistungsdurchsatz in Form starker Durchströmung, aber eben keine "erhebliche Übertemperatur" für ausreichende Konvektion. Durch die niedrigere Vorlauftemperatur ist auch der Wärmeverlust in der Verrohrung geringer. (Hier haben wir allerdings Fußbodenheizung.)

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Sieghard Schicktanz

Klaus H. schrieb:

Ich nehme an, dass auch dieses "Beispiel" frei erfunden ist. Ausserdem ist es ja egal, ob die Wandheizung ("Radiator") heizt oder das Rohr im Boden/Wand. Ohne Angabe der Durchflussmenge ist obige Betrachtung eh für die Tonne.

Das wäre vernünftig, im Gegensatz zu deinen Horrorgeschichten.

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Rolf Bombach

Am 17.05.23 um 18:13 schrieb Klaus Bahner:

Finde ich sehr interessant. Magst du mal genauer erzählen, was für eine Anlage du da hast?

Hanno

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Hanno Foest

Klaus H. schrieb:

(333/308)⁴ = 1.366, also ca. 37% mehr. Nicht 8%.

Was aber nicht massgeblich ist. Denn nach deiner Betrachtung strahlt der Heizkörper auch bei 10 °C noch 364 W/m² ab, d.h er würde das 20 °C warme Zimmer immer noch heizen. Vielleicht hat die lineare Näherung doch andere Gründe?

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Rolf Bombach

Klaus Bahner schrieb:

Oje, der näxte. Sendung mit der Maus. Fall 1: Der Heizkörper wird nur ganz wenig aufgedreht. Da wird er nur oben links in der Ecke so richtig 50 °C heiss. Der Rest bleibt kalt. Unten fliesst das Wasser kalt raus, z.B. mit 20 °C. Fall 2: Der Heizkörper wird voll aufgedreht. Oben geht das Wasser mit

50 °C rein und kommt unten mit 40 °C wieder raus.

Heizleistung proportional zu delta-T???

Solange die Rücklauftemperatur tief ist, ist erst mal die Heizleistung proportional zur Durchlaufmenge mal delta-T. Steigert man die Durchlaufmenge, nimmt die Heizleitung weiter zu, strebt aber einem Maximalwert zu.

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Rolf Bombach

Und mir bitte welcher Durchschnitt. Klingt wie Mittel über der Zeit, nicht über die abgegebene Arbeit. Die 2.47 tragen an kalten Tagen mit hoher Leistung besonders stark zur Jahresarbeit bei. Damit auf über vier im Jahresmittel zu kommen scheint mir illusorisch.

Wir hatten 2019 (genauer 12 Monate ab Anfang Dezember 2018) auch 4.3, aber das war das beste Jahr bisher und unser Monatsminimum lag immer über 3.

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Axel Berger

Am 17.05.2023 um 22:49 schrieb Sieghard Schicktanz:

Und sie brauchen nach wie vor bei niedriger Vorlauftemperatur mehr Fläche als bei hoher Vorlauftemperatur. Genau aus diesem Grund sind die im Wohnungsbestand montierten Heizkörper für das Heizen mit niedriger Vorlauftemperatur nicht geeignet: sie hätten beim Bau mehrfach überdimensioniert werden müssen, was teuer ist

Genau das ist der Punkt. Ein neues Heizsystem kann - samt zugehöriger, sowohl effizienter als auch für das Innenklima unschädlicher Dämmung - sinnvoll nur bei Neubauten eingeführt werden. Konzipiert man einen Bau von vornherein für das Heizen mit Wärmepumpe, folgt die Zweckmäßigkeit der Fußbodenheizung schon daraus, daß man damit viele störende Heizkörper vermeidet. Beim Heizen vom Fußboden wiederum ist die niedrige Vorlauftemperatur nicht nur aus Gründen des Wirkungsgrades zwingend, sondern auch deshalb, weil niemand über einen >50°C heißen Boden laufen will.

Das Nachmontieren der für niedrige Vorlauftemperatur erforderlichen Anzahl Heizkörper oder gar der Umbau auf Fußbodenheizung bei Altbauten ist dagegen im Regelfall irrsinnig, nicht nur wegen der Kosten, sondern auch wegen des (CO2-relevanten) Materialaufwands. Den einen oder anderen Altbau wird man damit vermutlich sogar zum Einsturz bringen können.

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Klaus H.

Am 17.05.2023 um 23:22 schrieb Rolf Bombach:

Abstrahlen tut er tatsächlich. Zum Heizen trägt das allerdings erst bei, sobald die Temperatur der Wände unter 10°C sinkt, denn bis dahin absorbiert er mehr Wärme aus deren Wärmestrahlung, als er umgekehrt dem Raum (den Wänden) zuführt.

Wenn man davon runtergeht, muß man anfangen, zwischen den Anteilen von Konvektion und Strahlung am Heizvorgang zu differenzieren. Der Strahlungsanteil wird desto bedeutender, je höher die Absoluttemperatur des Heizkörpers ist, während der Einfluß von Wärmeleitung (deren Hemmung wird relevant bei Fußbodenheizungen ist dort einzurechnen, während sie bei bei Heizkörpern aus dünnem Blech vernachlässigbar ist) und Konvektion im wesentlichen von der Temperaturdifferenz abhängt. Bei den infrage kommenden Temperaturen ist die Konvektion dominant.

(ich habe mich einige Jahre mit Hochtemperaturchemie im Bereich

1000°C-2000°C beschäftigt; dabei gewinnt man ein Verständnis für Strahlung und damit auch eines für Kohle- und Kachelöfen)
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Klaus H.

Am 17.05.2023 um 23:28 schrieb Rolf Bombach:

Man muß dann halt Flächenelement für Flächenelement rechnen. Im nächsten Schritt wäre einzukalkulieren, was es ausmacht, daß teilerwärmte Luft (20°C<T<50°C) an Flächenelementen mit allen möglichen Temperaturen entlangströmt und dabei weitere Wärme aufnimmt (oder zurückführt). Das ist ein Thema für Konstrukteure, die Gestalt und Aufstellung der Heizkörper optimieren. Für eine größenordnungsmäßige Abschätzung, um wieviel die Heizkörperfläche vergrößert werden müßte, wenn man die Vorlauftemperatur von X auf Y senkt, reicht erstmal die erste Näherung mit delta-T.

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Klaus H.

Am 17.05.2023 um 23:11 schrieb Rolf Bombach:

Meine Abschätzung dürfte weitaus näher an der Realität liegen als die Expertenmeinung, der Ukraine-Krieg sie zu beenden, indem Wladimir Putin einen Kurswechsel um 360° ausführt.

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Klaus H.

Am 16.05.2023 um 14:59 schrieb Marte Schwarz:

Unsere Therme ist jetzt bei normalen Flächenheizkörper (berechnet gemäß Heizwärmebedarf des Hauses nach irgendwelcher DIN) nach mehrmaligem herunterdrehen der Heizkurve wie folgt eingestellt:

Außen °C Vorlauf °C

10 28 0 36

-10 43

-20 50

-30 58

Die -10°C Außentemperatur hatten wir nur wenige Tage im Winter, über die Temperaturen darunter kann ich also zur Heizleistung nichts sagen, aber bis dahin hat das alles gereicht. Seit dem 1.5. ist die Heizung aus. Ja, damit kann man keinen kalten Raum schnell hochheizen, aber das ist ja auch normalerweise niemals nötig.

Bernd

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Bernd Laengerich

Hallo Klaus,

Du schriebst am Thu, 18 May 2023 10:40:54 +0200:

viel schon mehrfach "wiedergekäutes" zu Heizungsheizkörperauslegung...

Trägst Du gerne "Eulen nach Athen"? (Vor allem gefärbte.)

Reply to
Sieghard Schicktanz

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