Physik des Energiesparens

Touringthemen, .... aber bitte nicht alles ernst nehmen hier!
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road-movie
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Physik des Energiesparens

Beitrag von road-movie »

Ich habe eine Frage zur Physik des Energiesparens und da hier ja durchaus kompetente Leute sind, hoffe ich auf Aufklärung.

Man hört immer wieder, dass es keinen Sinn mach, einen zu beheizenden Raum abkühlen zu lassen um ihn dann wieder aufzuheizen. Energetisch verstehe ich die Aussage nicht. Ich verstehe, dass es durch das Abkühlen Probleme wie Schimmel geben kann (feuchte Innenluft kondensiert an oder in der kalten Wand). Aber warum soll durchgehendes Warmhalten energieverschwendend sein? Ist der Wärmeverlust nicht sogar proportional zur Temperaturdifferenz und somit am höchsten bei konstant hoher Innentemperatur?
Finki
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von Finki »

Das hängt wohl im wesentlichen von der Beschaffenheit der Wände, Decken und Fußböden, von der vorhandenen Möblierung und auch zum Teil von der Art wie der Raum aufgeheizt wird ab. Beim Touring ist eine Isolierung drin, die eher keine Wärme aufnehmen muss. Zudem ist oftmals, ausser bei mir eine Umluftheizung verbaut. Durch die Luftbewegung der warmen Luft erwärmen sich Möbel relativ schnell. Hier macht ein "Warmhalten" bei der Fahrt keinen Sinn. Der Wagen bleibt auch Grund der fehlenden Wärmespeicherung nur noch ein wenig wegen der Möbel warm. Dennoch: Steht der Wagen in der kalten Jahreszeit schon ein zwei Tage beheizt rum reduziert sich auf Grund dessen ggf. der Energieverbrauch im Gegensatz zum erstmaligen aufwärmen. Aber nicht so viel, dass es Sinn macht den Touring immer warm zu halten. So ist er ja nicht gebaut

Etwas anderes in einem Backsteinhaus, z.B. aus der Günderzeit mit Aussenwanddicken zwischen 60 und 30 cm. Hier macht es immer Sinn ein gewisse Temperatur auch im Winter zu halten. Sind nämlich die Wände erstmal kalt, brauchts du Unmengen von Energie um die, üblicherweise mit Heizkörpern, nach einer vollständigen Abkühlung wieder aufzuwärmen. So lange wird es nicht vernünftigh warm in der Hütte. Den Effekt merkst Du im Herbst, wenn es draußen bereits wesentlich kälter ist und dir die Wände noch behagliche 20-21 Grad bescheren. Im Frühjahr wenn es die ersten Tage richtig heiß ist ist es dafür drin wesentlich kühler. Die Ziegelwände speichern Wärme aber auch Kälte. Geh mal im Sommer in eine alte Kirche... Die kriegts du nur halbwegs mit Umluft für einen G...dienst mal etwas wärmer. Sorry bin Nichtreligiös. Erste Umluftheizungen mit heissen Steinen gab es in manchen Burgen des 12./13 Jahrhunderts schon. Z.B. die Marienburg, der ehem. Hauptburg des ehemaligen deutschen Ordens in Polen. Imposante und noch völlig erhaltene Backsteinburg. Aber natürlich nur für die Chefs von das alles.... :lol:

Bei modernen Häusern ist das meist berücksichtigt: Luftkreislauf mit Wärmetauscher, Top isolierte Hütte ermöglichen eine exakte Temperatur- und Energieregelung. Alles nach meinem Verständnis als Besitzer einer alten Backsteinhütte :roll: :PM:
Ein ERIBA im Land der QEK's. :D

Triton M Bj. 1976 "Heinz"
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Herzliche Grüße aus Brandenburg der Stadt

Finki
mugru
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von mugru »

@Finki :thumbs: Es kommt bei der Bewertung des Energiespareffekts sehr auf die Beschaffenheit der Wände an. @roadmovie: Guck mal nach "thermische Trägheit von Gebäuden"
Gruß
Reinhard
Puck 230 GT, Bj. 2005 & VW T5
road-movie
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von road-movie »

mugru hat geschrieben: 19.07.2022, 08:04 @roadmovie: Guck mal nach "thermische Trägheit von Gebäuden"
... und der erste Google-Treffer nennt es Nachtabsenkung und findet es gut.
https://www.net4energy.com/wiki/nachtabsenkung
Ob eine Nachtabsenkung sinnvoll ist, hängt von der Beschaffenheit des Gebäudes ab. Je schlechter es gedämmt ist, desto eher lohnt sich die Nachtabsenkung.
Aber im Detail mit Einschränkung
Ein Nachteil bei der nächtlichen Reduzierung der Temperatur ist, dass die Räume morgens wieder aufgeheizt werden müssen, wofür eine erhöhte Heizleistung erforderlich ist. Vor allem wenn eine elektrisch betriebene Wärmepumpe installiert ist, sollte von einer Nachtabsenkung besser abgesehen und stattdessen der Nachtstrom genutzt werden.
Aber unter diesem Stichwort wird es ganz klar beschrieben: Es lohnt sich generell die Temperatur zeitweise abzusenken.

Hier mein Erklärungsversuch (steht Teils auch i.d. Link). Angenommen wir haben eine schwere Wand, die außen gut gedämmt ist. Ein Extremfall wäre so ein Energiespeicher, der heißen Sand über Monate bevorratet: https://www.heise.de/hintergrund/Power- ... 79764.html
Bei einer idealen Dämmung würde die Wand nicht abkühlen. In der Praxis tut sie es doch, dann nur über den Wärmeverlust durch die reale Dämmung. Hier ist der Wärmedurchgang aber proportional zur Temperaturdifferenz https://de.wikipedia.org/wiki/Wärmedurc ... oeffizient und je niedriger die Differenz, desto weniger geht verloren. Nachgeheizt muss immer nur die Wärme, die durch die Dämmung verloren geht. Wäre die Innentemperatur konstant hoch, wäre der Wärmeverlust höher und man braucht mehr Energie.

Mir war das, als ich die Frage gestellt habe, eben noch nicht so ganz klar. Vor allem, weil ich immer wieder gelesen haben, das Auskühlen lassen wäre eine schlechte Idee.

Im Detail mag das stimmen (Schimmel, Wirkungsgrad der Heizung, Zeitpunkt des Stromverbrauchs) aber die häufige Intuition scheint falsch zu sein. Zuletzt habe ich die (falsche) Aussage im Zeit-Prodcast gehört https://www.zeit.de/politik/2022-07/gas ... tikpodcast wo es eine Wissenschaftlerin erwähnte - aber halt eine Ökonomin und keine Physikerin.
road-movie
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von road-movie »

Fall Ihr Lust habt, ich hätte noch eine zweite Überlegung: Meine Mama sagt immer, dass ein voller Kühlschrank energiesparender ist als ein leerer. Ich kann mir hier vorstellen, dass im leeren Raum die Luft zirkulieren kann und als Wärmetauscher dient. Anderseits dämmt ja jeder Kühlschrankinhalt schlechter als Luft und ist somit eine Wärmebrücke.

Aber es ist zumindest ökonomischer, Bier anstelle von Luft zu kühlen :)
Feger ETC 421
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von Feger ETC 421 »

Je weniger Luft im Kühlschrank ist, desto effizienter.

Weil bei jedem Öffnen der Türe die kalte Luft fast vollständig "rausfällt"....

Je voller er ist, desto weniger warne Luft muss wieder runtergekühlt werden....

Ideal wäre es, den Kühlschrank nie zu öffnen, dann bildet sich auch kein Eis im Gefrierfach....

Gruß, der Feger

P.S. Beim Thema Nachtabsenkung und diesem ganzen Trödelkram enthalte ich mich mal meiner Meinung, die aus meiner Sicht sogar fachlich fundiert sein könnte....
Neuerdings ohne Navi unterwegs
road-movie
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von road-movie »

Ersterem Argument stimme ich zu - das mit Meinung zurückhalten geht hier ja mal gar nicht :)
renault troll 550
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von renault troll 550 »

Jeder Mensch hat ein anderes Temperaturempfindem.

Es hängt auch viel von der Oberflächentemperatur ab, eine warme Wand wird als angenehm empfunden, auch wenn die Raumtemperatur eher auf der frischen Seite ist.
mozarella
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von mozarella »

Das Empfinden spielt bei der Temperatur eine wesentliche Rolle. So können 25 Grad Raumtemperatur als angenehm warm oder angenehm kühl empfunden werden, je nach Situation. Im Winter bei -20 Grad wärmt man sich bei 25 Grad Raumtemperatur schon schön auf, im Sommer, wie heute bei 35 Grad Außentemperatur, ist es mit 25 Grad erfrischend kühl. Obwohl es einem im Mittel wohl zu warm erscheint.

Heute im Zeitalter von Smarthome spielen viele Leute mit dem Gedanken, die Raumtemperatur nur anzuheben, wenn man auch zuhause ist. Das läßt sich mit moderner Technik gut umsetzen. Das Smartphone lernt, wann man für gewöhnlich das Büro verläßt und stellt entsprechend die Heizung im Winter auf Wohlfühltemperatur rauf und während man im Büro ist, ist die Temperatur abgesenkt.
Ich handhabe das aber anders. In meiner Wohnung gibt es Fußbodenheizung gekoppelt an eine Wärmepumpe. Von daher gibt es eine sehr geringe Vorlauftemperatur. So gibt es weder eine Nacht- noch eine Tagesabsenkung bei mir. Die Heizung läuft in der kälteren Jahreszeit permanent durch (Wohn-Ess-Bereich auf max. Thermostat-Einstellung). Und ja, man spürt sogar deutlich wenn man nicht zuhause ist, denn da genügt die geringe Vorlauftemperatur im "normalen" Heizprogramm nicht, um die Temperatur konstant auf Wohlfühltemperatur zu halten. Zumindest im Wohn-Ess-Bereich. Da sinkt die Temparatur in Abwesenheit um etwa 2 bis 3 Grad ab. Ist man da, lüftet und bewohnt die Wohnung, ist es im Schnitt 2 bis 3 Grad wärmer. 2 Kühlschränke in dem Bereich kühlen stärker weil sie öfter geöffnet werden, Fernseher und Espressomaschine laufen länger (Fernseher) oder generell durch (Siebträger) und unterstützen die Raumheizung. Und die "Heizenergie" von zwei Erwachsenen, zwei Kindern und einem Hund tragen auch noch dazu bei. Außerdem kocht oder back man manchmal was.

Es gibt immer mehrere Dinge, die dazu beitragen und direkten oder indirekten Einfluss auf Temperaturen haben.

Das wirkt sich auch beim Camping aus. Der Absorber-Kühlschrank hat nicht die starke Kühl-Leistung wie ein Kompressor-Kühlschrank. Von daher kann man ihm etwas helfen, z. B. mit der Abführung der warmen Luft unterstützt durch Lüfter. Oder man packt gekühlte Gegenstände in den Kühlschrank, so muß er "warme" Dinge nicht erst runter kühlen, die den Innenraum unnötig aufheizen. Man kann da mit einer Kompressor-Kühlbox nicht gekühlte Dinge runter kühlen und dann in den Absorber packen.
neja
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von neja »

road-movie hat geschrieben: 17.07.2022, 22:25 Ich habe eine Frage zur Physik des Energiesparens und da hier ja durchaus kompetente Leute sind, hoffe ich auf Aufklärung.

Man hört immer wieder, dass es keinen Sinn mach, einen zu beheizenden Raum abkühlen zu lassen um ihn dann wieder aufzuheizen. Energetisch verstehe ich die Aussage nicht. Ich verstehe, dass es durch das Abkühlen Probleme wie Schimmel geben kann (feuchte Innenluft kondensiert an oder in der kalten Wand). Aber warum soll durchgehendes Warmhalten energieverschwendend sein? Ist der Wärmeverlust nicht sogar proportional zur Temperaturdifferenz und somit am höchsten bei konstant hoher Innentemperatur?
Es hängt letztendlich von der Isolierung ab, wie sinnvoll eine Absenkung ist. Gut eigenen sich dazu extremere Beispiele, wie z.B. ein Zelt.

Ein Zelt hat eine zu vernachlässigende Isolierung (ein Touring mit angehobenem Dach ist da nicht dramatisch besser...) und die Außenhülle des zeltes hat kaum Speicherpotential.
Eine Absenkung der eingestellten Heiztemperatur von z.B. normal 21Grad auf 17Grad bei z.B. 10Grad Außentemperatur macht daher eindeutig und nachvollziehbar Sinn.
Die Absenkung tritt innerhalb kurzer Zeit ein (die 17Grad werden schnell erreicht), wodurch der Zeitabschnitt mit real weniger Temperaturdifferenz und daher weniger Heizleistungsbedarf recht lang ist. Die Oberflächentemperatur des Zeltes hat schnell den niederigeren Temperaturwert erreicht.
Wenn man nahezu die gesamte Absenkzeit anstatt 11Grad Temperaturdifferenz, nur 7 Grad Temperaturdifferenz hat, spart das entsprechend deutlich.

Wie würde es aussehen, wenn im Zelt eine größere Masse vorhanden wäre, die zudem eine große spezifische Wärmekapazität aufweist und vor der Absenkung eine Temperatur von ebenfalls 21Grad aufweist?
(Wenn die größere Masse quasi in den Wänden steckt (wie bei Häusern), ist ein Vergleich schlechter möglich, da die größere Masse dann i.d.R. zusätzlich immer eine Verbesserung der Isolation zur Folge hat, was einen Vergleich schwieriger macht.)

Wirkung der größeren Masse:
Die angestrebte Absenktemperatur des Raumes wird erst später (abhängig von der Absenkzeitspanne) oder eventuell gar nicht erreicht.
Folge: die durchschnittliche Oberflächentemperatur an der Außenfläche des Zeltes ist in der Absenkphase größer. Der Raum (das Zelt) gibt daher in der Absenkphase mehr Energie ab, als ohne interne große Speichermasse.
Das Absenken der Temperatur lohnt sich in dem Fall weniger, als beim Zelt ohne Speichermasse.

Bei gut isolierten Häusern (Isolierung auf der Außenseite), wobei Häuser in der Regel immer eine größere, beheizte Masse haben, die sich innerhalb des Raumes befindet (tragende Wände, Fußböden usw.), lohnt sich eine Absenkung eher wenig, denn die gute Isolierung sorgt ohnehin für geringe Oberflächentemperatur der Haushülle.

Eine Absenkung der Innenraumtemperatur von z.B.21 auf 17Grad bei 10 Grad Außentemperatur, kann man an der Heizung eines gut isolierten Hauses zwar einstellen, aber sie wird (sofern keine Fenster offen gelassen werden...) real über Nacht nicht eintreten.
Das Haus gibt daher kaum weniger Heizleistung nach außen ab, wenn abgesenkt wird.
Der Spareffekt bleibt daher sehr überschaubar.....
Sparen kann man in solchen Fällen eher durch ein generelles Absenken der Innenraumtemperatur, als durch stundenweises Absenken der Innenraumsolltemperatur.
GT230/Puck L
road-movie
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von road-movie »

Danke für die Beiträge!

Ich würde es wie folgt zusammenfassen:

Nachtabsenkung ist energetisch *kein* Unsinn - auch wenn die Wirkung individuell ist (bis hin zu vielleicht fast vernachlässigbar). Das könnte man Rechnen, haben wir hier aber nicht getan. In Einzelfällen kann es auch nachteilig sein (Schimmel, Energiespitzen, ...).

Ob der Kühlschrank voll oder nicht so voll ist, mach wenig Unterschied - dass aber die Menge an Luft, aus dem leeren Kühlschrank rausfällt größer ist, ist ein gutes Argument.
trolloholic
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von trolloholic »

road-movie hat geschrieben: 23.07.2022, 19:46 Ich würde es wie folgt zusammenfassen:

Ob der Kühlschrank voll oder nicht so voll ist, mach wenig Unterschied - dass aber die Menge an Luft, aus dem leeren Kühlschrank rausfällt größer ist, ist ein gutes Argument.
blödsinnige "Zusammenfassung"
vulgo: Quatsch!
Immer wenn unser Troll rumzickt, kommt mir C. Bukowski in den Sinn:
"Find what you love and let it kill you."
road-movie
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Re: Physik des Energiesparens

Beitrag von road-movie »

Was ist Blödsinn und Quatsch?
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