In Deutschland wird besonders gern gegipfelt und gewendet. Jetzt soll auch die Wärmewende kommen – also eine Abkehr von Wärme zu Kälte? Man gipfelt zur Wärmepumpe, es soll wieder einen Königsweg mit nur einer Technik als Erlösung geben. Die Lernfähigkeit unseres führenden Personals ist überschaubar.
von Frank Hennig
Im Zuge der Sektorenkopplung soll künftig auch der Wärmemarkt zunehmend auf Elektrizität basieren. Das hilft als Begründung für immer weiteren, ambitionierten, ehrgeizigen und ähnlich propagandistisch bezeichneten extremen Ausbau von Wind und Fotovoltaik.
Auch hier will man wieder alle Eier in einen Korb legen, auch hier werden Ziele verkündet, die einer Plausibilitätsprüfung nicht standhalten. 2021 wurden 154.000 Wärmepumpenanlagen installiert, ab 2024 sollen es 500.000 pro Jahr sein. Abgesehen von der Frage, ob auf Herstellerseite so viel gebaut werden kann und was dieser Nachfragedruck für die Preise bedeutet, steht vor allem die Installateursseite im Focus. Bereits heute fehlen um die 40.000 Fachkräfte, nun bräuchte man noch 60.000 zusätzlich. Minister Habeck sieht dafür drei Hebel: Die Attraktivität des Berufes herausstellen, die Weiterbildung fördern und die „Hürden“ senken. Insbesondere letzter Punkt ist problematisch, denn Wärmepumpen sind in der Auslegung und Einstellung verglichen mit konventionellen Heizungssystemen sehr sensibel. Eine falsch eingestellte Anlage wird schnell zum Stromfresser.
Erwähnenswert übrigens, dass es über die sehr konkrete Tätigkeit im Heizungsgewerbe keine Quotendiskussion gibt. Die Zahl der jungen Frauen, die sich in der Heizungs-, Klima- und Lüftungsbranche durch Machos am beruflichen Aufstieg gehindert fühlen, dürfte gering sein. Jedenfalls gab es dazu noch keine Diskussion, andernfalls wäre es in einschlägigen Medien verbreitet worden.
Kälte rein, Wärme raus
Die Funktionsweise einer Wärmepumpe kann man sich am besten wie die eines Kühlschranks vorstellen, der anders herum genutzt wird. Der Umwelt wird Wärme auf niedrigem Niveau entzogen, ein Kältemittel verdampft bei niedrigem Druck, wird komprimiert und kondensiert bei hohem Druck und höherer Temperatur.
Die überwiegende Zahl der Anlagen funktioniert auf diese Weise und benötigt entsprechend Strom für die Verdichter. Am Ende steht ein Wirkungsgrad von über 100 Prozent, aber da dies den Begriff verfälscht, spricht man hier von der „Arbeitszahl“. Bei modernen Anlagen liegt diese bei 4 bis 5, das heißt pro aufgewendeter Energieeinheit (Kilowattstunde Strom) ergeben sich 4 bis 5 Kilowattstunden Wärme.
Die Arbeitszahl ist umso höher, je geringer die Temperaturdifferenz von Energiequelle (Erdboden, Außenluft) zur Heizungs-Vorlauftemperatur ist. Deshalb machen eigentlich nur Niedertemperaturheizungen Sinn, also Fußboden- oder Wandheizungen. Übliche Heizkörper müssten in größerer Zahl eingebaut werden, um die Räume mit der geringen Vorlauftemperatur von 30 bis reichlich 40 Grad ausreichend temperiert zu bekommen.
Das zeigt, dass nicht jedes Gebäude für eine Umrüstung geeignet ist. Der nachträgliche Einbau einer Fußbodenheizung ist aufwändig und auch eine gute Gebäudedämmung ist Voraussetzung. Deshalb sagte Professorin Messari-Becker, Inhaberin des Lehrstuhls für Gebäudetechnologie und Bauphysik an der Uni Siegen, Wärmepumpen seien gut für den Neubau. Doch die Herausforderungen lägen im Bestand. Hier seien die Gebäude, ihre energetische Qualität oder die Infrastruktur derart unterschiedlich, dass es nicht die eine Lösung geben könne. Die Bundesregierung sollte dringend vielfältige technische Wege zulassen. „Man ist immer noch auf Strom fokussiert.“ Das sei ein fataler Fehler, man müsse mehr etwa auch auf Biogas oder Geothermie setzen und an Quartierslösungen denken.
Weisung statt Markt
Nun widerspricht differenziertes Denken dem grünen Naturell. Hier gibt es kein Grau, nur schwarz und weiß, nur richtig und falsch, nur gut und böse. Hier ist Wettbewerb unter den Technik unerwünscht, ein selbstregulierender Markt sowieso. Dabei gab es noch nie Erfindungen, technischen Fortschritt und Technikentwicklung nach politischen Vorgaben. Stets war es der Markt, der für Höherentwicklung sorgte, die besten Technik für den Masseneinsatz möglich machte.
Dabei trennte sich auch folgerichtig die Spreu vom Weizen, die Windenergie war auf Grund geringer Energiedichte und zufälligem Aufkommens im ausgehenden 19. Jahrhundert folgerichtig am Ende. Nur durch politische Entscheidungen, Begünstigung und finanzieller Zwangsbeatmung wurde sie wieder zur Massenerscheinung. Politiker mit ihrem begrenzten (und offenbar immer begrenzterem) Wissen, maßen sich an, die Weichen der Technik per Beschluss zu stellen und damit das Leben in den künftigen Jahrzehnten bereits heute bestimmen zu können.
Nun stehen nicht nur Material- und Fachkräftemangel dem überambitionierten Ziel des umfangreichen Wärmepumpenausbaus im Weg, auch die Stromzufuhr für die Masse der Anlagen in der Fläche funktioniert nicht ohne den Ausbau der Verteilnetze, was mit zunehmender E-Mobilität ohnehin nötig würde. Das Gesamtaufkommen an Strom ist nicht gesichert, denn immer noch gelten die Gesetze zum Atom- und Kohleausstieg.
Seit dem 1. Juli hilft uns nun die Ukraine. Nach Angaben von Präsident Selenskyi fließt der Strom über Rumänien in die EU, er könne einen bedeutenden Teil russischen Gases ersetzen. Währenddessen behaupten immer noch deutsche Politiker und Wissenschaftlerinnen, Strom- und Wärmesystem hätten nichts miteinander zu tun. Mehr Ahnungslosigkeit war selten, deutsche Gaskraftwerke laufen weiter und produzieren zwischen etwa 5.000 und 18.000 Megawatt Strom.
Der ukrainische Strom verbessert sogar unseren Fußabdruck, er wurde am 1. Juli mit 238 Gramm CO2 pro Kilowattstunde erzeugt, während deutscher Strom mit 377 Gramm zu Buche schlug1. Die Kernkraft macht den Unterschied.
Ein Land im Krieg hilft einem Land, das selbst im Frieden seine Infrastruktur nicht in den Griff bekommt.
Luft und Erde
Wärmepumpen wie auch E-Mobil sind nur dann „klimafreundlich“, wenn der Strom zu ihrem Betrieb weitgehend emissionsfrei ist. Durch das Ersatzkraftwerke- bereitstellungsgesetz (EKWG) wird es wieder mehr Kohlestrom geben. Da die E-Fahrzeuge ohnehin mit einem größeren CO2-Rucksack vom Band rollen, wird durch den Fahrstrom mit hohem Kohleanteil der herbei gerechnete „Klimavorteil“ gegenüber einem Verbrenner zunehmend Makulatur. Dennoch bleibt die 9.000-Euro-Förderung erhalten. Warum? Ebenso konterkarieren kohlestrombetriebene Wärmepumpen den Ansatz der Emissionssenkung.
Nun hängen die Vorteile der Wärmepumpe, eine gute Nutzung der Umweltwärme und eine möglichst hohe Arbeitszahl, stark von der Art der eingesetzten Umweltwärme ab. Anlagen mit Solekreisläufen, also Erdsonden oder –kollektoren, liefern das ganze Jahr über relativ konstante Vorlauftemperaturen an der Eingangsseite von ungefähr fünf Grad. Das ermöglicht auch im Winter wirtschaftlichen Betrieb. In viel größerer Zahl werden allerdings Luftwärmepumpen verbaut, die die Umgebungsluft nutzen. Sie sind in der Installation wesentlich preiswerter, bei den Betriebskosten dürften sie jedoch deutlich teurer sein.
Ich kann hier eigene Erfahrungen einbringen, denn bei uns im Haus laufen zwei Wärmepumpen. Die erste wurde bereits 1995 beim Bau installiert, das Aggregat wurde inzwischen erneuert. Damals war es noch eine Exoten-Technik . Sie arbeitet mit vier doppelt berohrten Erdspießen, die bis in etwa 25 Meter Tiefe reichen. Das hat auch in kalten Wintern stabile Temperaturen auf der Primärseite zur Folge. Die Warmwasserbereitung läuft über eine Luftwärmepumpe, die im Keller steht und von der Temperatur der Kellerluft „lebt“. Hier gibt es einen deutlichen Unterschied zwischen Sommer- und Winterbetrieb. Im Sommer bei fast 20 Grad im Keller sind die Laufzeiten kurz, im Winter bei unter 15 Grad läuft sie deutlich länger und bei höherem Warmwasserverbrauch geht es nicht ohne den elektrischen Heizstab. Bezogen auf eine Heizungswärmepumpe auf Basis der Umgebungsluft bedeutet dies, dass im Winter, zu Zeiten des höchsten Wärmebedarfs, die Arbeitszahl stark sinkt und bei Frost der teilweise Einsatz einer weiteren Wärmequelle, vermutlich von Direktstrom, nötig werden kann.
In diesem Sinne äußerte sich auch Frau Professorin Messari-Becker in der Anhörung im Ausschuss für Klimaschutz und Energie des Bundestages zum Gebäudeenergiegesetz. Sie schlug eine stärkere Förderung Erdwärme-basierter Wärmepumpen vor. Ob die Grünen diesen technisch-physikalischen Unterschied der Wärmepumpentechnologie intellektuell verarbeiten können, darf bezweifelt werden. Bei ihnen schlägt Ideologie das Fachwissen. Dies ist eine Analogie zum verflossenen realsozialistischen System.
Wärmepumpen können und sollten verstärkt genutzt werden. Sie sind aber bei weitem nicht der Königsweg im Gebäudesektor. Wie im Strommarkt und auf der Straße wäre ein sinnvoller Mix verschiedener Technik volkswirtschaftlich vorteilhaft. Gegen die Wärmepumpen spricht eine unkalkulierbare Strompreisentwicklung, zudem ist aus Sicht der Versorger und des Staates der systemische Vorteil gegeben, die Anlagen fernabschalten zu können. Über die Regelung der Schaltzeiten besteht die Möglichkeit des Zugriffs, das heißt, die Anlagen lassen sich nicht nur vertragsgemäß in Spitzenzeiten, sondern auch in eventuell kritischen Situationen abschalten. Das funktioniert bei den leistungsstärkeren Ladesäulen der E-Mobilität noch nicht, wird aber unausweichlich sein, wie der (vorerst zurückgezogene) Gesetzentwurf zur Spitzenglättung zeigte.
Im Jahr 2020 wurden etwa viermal so viele Gasheizungen wie Wärmepumpen installiert. Das ruft geradezu danach, weiter zu gipfeln und zu wenden.
1 – https://app.electricitymap.org/map
Lust auf Wärmepumpenexperimente?
Ich nehme an, hier lesen einige Elektrotechniker.
Letztens kaufte ich ein Peltier-Element, auch eine Wärmepumpe, für ca. 20 Euro.
Das Element ist handlich, ca. 4 x 4 cm, gut für kleine Experimente geeignet.
Ich befestigte es auf einem dicken etwa 30 cm langen Aluwinkel, meine Wärmesenke.
Mich interessierte die kalte Seite, die Dinger funktionieren natürlich auch anders herum.
Da muss man nur die Betriebsspannung umpolen, um die Seiten kalt und warm zu vertauschen.
Einerseits frohlockte ich bei den Ergebnissen, andererseits waren sie ernüchternd.
Unter einfachen realen Bedingungen erzeugte ich Temperaturdifferenzen von 10 – 25 °C.
Der „Wirkungsgrad“ , Arbeitsfaktor, ist bei kleinen Leistungen und Differenzen hoch.
Bei zu hoher elektrischer Eingangsleistung sinkt die Differenztemperatur!
Grob ist der Wärmepumpeneffekt linear und die Verlustleistung quadratisch.
Am Kühlkörper und der Umgebungstemperatur änderte ich nichts, bei allen Versuchen identisch.
Man muss ja nicht gleich wie ich mit einem realen Versuchsaufbau experimentieren.
Es reicht schon, sich das Datenblatt eines Pelztierelements herunterzuladen.
Da schaut man in die Kurvenscharen, betrachtet verschiedene Arbeitspunkte.
Bestimmt was für Herrn Keks, eventuell wird es bei mir ein kleiner Bierflaschenkühler.
Setzen, sechs, bitte, Danke.
Ein Kühlschrank, eine Wärmepumpe und ein Peltier-Element sind thermodynamisch identisch, die Energieabgabe erfolgt bei niedriger Temperatur und die Energieaufnahme bei der höheren Temperatur. Die Energieabgabe erfolgt selbstverständlich immer von hoher zu niedrigen Temperatur, bei dem aufgezählten „Wärmepumpen“ sind 2 Prozesse so gekoppelt, dass auf der einen Seite von 20 auf 30 Grad erwärmt wird, auf der anderen von 15 auf 5 Grad abgekühlt, als Beispiel.
Setzen krause, sechs! Wie in Wirtschaft, Politik und Militärwissen!
„thermodynamisch identisch“, kalt rein heiß raus, alles dasselbe nicht wahr?
Selten so gelacht Herr Georgiev, jetzt wundert mich nx mehr…
Bei Ihrem Wissensstand ist Weinen angebracht!
„Pelztierelement“ find ich gut.
„Sie haben mich zum Lachen gebracht! Gott segne Sie!“ 😉
„Bestimmt was für Herrn Keks,“
Hm, ich hab’s nicht so mit den Franzosen:
Wollte nie einen Peugot, Citroen, Simca oder Renault und ein Peltier kommt mir auch nicht in die Garage…
😉
Simca ist wohl nur noch den über 70jährigen ein Begriff ;-))
https://www.zwischengas.com/de/FT/fahrzeugberichte/Simca-1200-S.html
Bei Amazon gibt es 5 Stück 4 x 4 cm für ca. 22.- €
Herr Strasser, aufpassen bei Billigangeboten!
Eigentlich ging es mir nur um das Prinzip, deswegen Hinweis auf Datenblatt.
Herr Krause hat da anscheinend bei sich eine leichte kognitive Hürde.
Ganz billige Dinger könnten eher eine keramische Heizung sein…
Je nach Qualität zahlt man für 4 x 4 cm etwa 20 bis 30 Euro.
Herr Keks, SIMCA kenne ich auch noch, da war ich Schüler.
Peltier in der Garage muss nicht sein, dafür habe ich Verständnis.
Andererseits, so ein kleiner Bierflaschenkühler im Auto hat schon was.
Kompromiss, das Ding kommt erst ins Auto, wenn es aus der Garage herausgefahren wurde!
Jetzt mal ernsthaft: wenn Peltierelemente und Wärmepumpen für sie dasselbe sind, scheinen eher sie kognitive Probleme zu haben, und zar schon beginnend bei der visuellen Wahrnehmung. Das ist wie wenn sie eine Kustche mit einem Auto vergleichen und sagen „beide bewegen sich, also kinetisch identisch“. Kogntiiv bitte einfach mal die elektrischen Wirkungsgrade vergleichen. Be der WP heißt dies übrigens „Arbeitszahl“ (warum wohl?). Schaffen Sie das? Dann lassen Sie mal hören!
@gerhard krause am 8. Juli 2022 um 9:17
Krause, Sie reiten sich immer tiefer ‚rein….
Wärmepumpe UND die „Pelztierelemente“ erzeugen durch Hilfsenergie Temperaturgradienten. Der „Wirkungsgrad“ nimmt bei beiden mit zunehmender angestrebter Temperaturdifferenz rapide ab, aber das überfordert Sie anscheinend.
Herr Krause, ich glaube, jetzt habe ich Ihr Denkproblem erfasst!
Für Sie scheint nur das eine Pumpe zu sein, was z.B. Flüssigkeiten oder Gase mechanisch pumpt.
Hier Zitat von Wikipedia beim Eintrag Peltier-Element:
„Der Strom pumpt somit Wärme von einer Seite auf die andere und erzeugt eine Temperaturdifferenz zwischen den Platten.“
In der Technik gibt es noch ein paar mehr Pumpen, sogar elektrische Ladungspumpen, ganz ohne Mechanik.
Wenn wir uns über Fahrzeuge zur Personenbeförderung unterhalten, ist es egal, ob der Antrieb per Pferd, Ottomotor oder elektrisch erfolgt, wegen mir auch Rikscha oder Segelflieger.
Na was ist denn jetzt mit den Zahlen meine Herren? Kein Gelaber, sondern Fakten bitte!
Wie wäre es mit 4 VS 1/4 beim Wirkungsgrad? Also: WP nimmt 1 kWh elektrische Energie auf – und gibt 4 kWh thermische Energie ab. Peltierelement nimmt 1 kWh elektrische Energie auf – und gibt 0,25 kWh thermische Energie ab. Beides im optimalen Arbeitspunkt natürlich.
Erkenne Sie da einen Unterschied zweischen 4 und 1/4?? Ja beides „pumpt“ Wärme… Ein Elefant und ein Dampfschiff erzeugen auch beide Geräusche – sind jedoch völlig unterschiedliche Dinge, nicht wahr?
Herr Krause, ist es wirklich so schwierig?
Ich hoffe, das mit der Pumpe ist jetzt bei Ihnen angekommen.
Sie fragen nach Arbeitszahlen, ja die sind interessant!
Als Beispiel gaben Sie 4 und 1/4 an.
Wie von mir erwähnt, schauen Sie in das Datenblatt eines Peltier-Elements!
Meist sind die in englischer Sprache, schauen Sie nach der Abkürzung C.O.P.
Mit so einem Element können Sie sowohl 4 als auch 1/4 erreichen, ganz nach Wunsch und angedachter Aufgabe.
Erst informieren, darüber nachdenken und eventuell dann einen Kommentar schreiben!
Dann nennen Sie doch mal ein Modell / Hersteller eines Peltierelements, das ein Delta-T von 30°C mit einem COP von 4 erreicht?
Und ich war sicher, das es das Pelztier war, das man nicht in der Garage haben will….
„so ein kleiner Bierflaschenkühler im Auto hat schon was“
Meine Beifahrerin muß nüchtern bleiben…
„Die Bundesregierung sollte dringend vielfältige technische Wege zulassen“
Wie wahr! Dazu gehören auch Synthetik- und Pflanzenöle – nicht jeder ist an einer Gasleitung oder Fernwärmenetz angeschlossen. Häuser, die vor mehr als 30 Jahren gebaut wurden, vermutlich die Mehrheit, sind in aller Regel nicht für Wärmepumpen-Heizung ausgelegt. Synthetische Öle, produziert mit Prozesswärme aus KKW oder in Gotts Namen mit Solaranlagen in der Sahara, gehören auch dazu. Wer dem Klima-Hype frönt und nicht nur auf Wärmepumpen setzt, kann dann hoffen, mit der „Dekarbonisierung“ deutlich schneller voran zu kommen.
Herr Dr. Ullrich, wozu denn hoffen, mit der „Dekarbonisierung“ deutlich schneller voran zu kommen? Ist Ihnen entgangen dass z.B. die CO2-Halbierung (mit dem Ziel, den ppm-Wert und die globale Temperatur auf dem heutigen Stand zu stabilisieren) für den deutschen Beitrag langfristig real nur 0,0035 Grad weniger bringt? Was soll also der ganze billionenteure Zirkus?
„Wer dem Klima-Hype frönt…“ heißt nicht, dass ich dazu gehöre. Doch wo es geht, ist es sinnvoll, die Klima-verdummte Mehrheit mit ins Boot zu holen. Mehrheits-fähige Vorschläge sind (theoretisch) leichter durchzusetzen. Gegen Ideologie-Barrieren hilft es allerdings wenig, die sind unüberwindbar…
„Herr Dr. Ullrich, wozu denn hoffen, mit der „Dekarbonisierung“ deutlich schneller voran zu kommen?“
Surprise, Surprise!
Eine Frage und eine damit verbundene Erkenntnis, die Sinn macht.
Und das von Dietze !!!!!!!!
„Wärmepumpen wie auch E-Mobil sind nur dann „klimafreundlich“, wenn der Strom zu ihrem Betrieb weitgehend emissionsfrei ist.“
Diese Aussage setzt voraus, daß Emissionen (CO2, Wasserdampf, usw.) „klimaschädlich“ sind. Ein entsprechender Nachweis dazu fehlt bis heute allerdings. Wäre das alles nämlich so klar und zwingend, müßte man doch den Nachweis ganz einfach führen können. Wieso gelingt das nicht?
Heutzutage werden von Programmierern erfundene Computer-Modelle als Ersatz für physikalische Belege verwendet. Modelle allerdings, die nicht in der Lage sind, die bereits geschehene Wirklichkeit der Vergangenheit zu reproduzieren. Weder über wenige Jahrhunderte noch z. B. bis zum Ende der letzten Eiszeit vor ca. 12.000 Jahren. Absurder geht es eigentlich nicht!
Herr Strasser, dass Sie bezweifeln dass THG klimawirksam sind weil das noch nicht nachgewiesen sei und die Modelle (welche darauf beruhen) somit die Klimavergangenheit nicht reproduzieren können, zeigt ein grosses laienhaftes Missverständnis.
Tatsache ist dass die Strahlungseigenschaften z.B. von CO2 höchstpräzise im Labor gemessen wurden (HITRAN) und die Klimawirksamkeit (z.B. etwa nur +0,6 Grad am Boden bei Verdoppelung) mit sehr gut bekannter Strahlungsphysik zu berechnen ist.
Die Klima-Nichtreproduzierbarkeit liegt 1. daran dass der Effekt der Sonnenaktivität erheblich überwiegt weil er noch durch die Wolkenbedeckung um mehr als den Faktor 4 verstärkt wird (CO2 hat z.B. allenfalls 25% der Temperaturerhöhung seit vorindustrieller Zeit verursacht). Der historische Verlauf der Solaraktivität ist nicht gut bekannt.
2. werden diese Tatsachen von IPCC-Modellierern ignoriert (der solare Einfluss wurde in drei Stufen auf 1/27 reduziert) und 3. wird meist noch mit einer 5-fach (!) zu hohen CO2-Klimasensitivität gerechnet. Klar dass man so kaum etwas reproduzien kann…
„Tatsache ist dass die Strahlungseigenschaften z.B. von CO2 höchstpräzise im Labor gemessen wurden (HITRAN) und die Klimawirksamkeit (z.B. etwa nur +0,6 Grad am Boden bei Verdoppelung) mit sehr gut bekannter Strahlungsphysik zu berechnen ist.“
Joo!
Das ist die wissenschaftliche Basis für dein Perpetuum Mobiles…
Herr Keks, mit Ihrer Privatphysik xxxxxxxxx. Sie halten fälschlich alle Vorgänge, die bei gleicher Leistung zu einer höheren Temperatur führen, für ein Energie erzeugendes Perpetuum Mobile. Dazu zählen dann ebenso wie die „Strahlungsdämmung“ beim Treibhauseffekt auch die Wärmedämmung, Wintermäntel, Bettdecken, Wärmepumpen, sowie z.B. auch eine Pappe welche bei strengem Frost vor den Autokühler gesteckt wird. Auch die Peltierelemente von Herrn Schöllhammer würden dazu zählen, die man als Ersatz für Wärmepumpen vielleicht grossflächig hintereiander schalten könnte.
„Strahlungsdämmung“ beim Treibhauseffekt?
Wie geht das?
Die Hauswand strahlt auch, aber da wird Strahlung aus dem gleichen Grund ignoiriert, warum man ihn auch bei der Atmosphaere ignorieren kann.
Herr Schulz, „Strahlungsdämmung“ liegt vor wenn kühlende Abstrahlung (analog zur Wärmeabgabe) eines beheizten Körpers behindert wird. Das kann z.B. durch Rückstrahlung von einem Spiegel oder von THG erfolgen und führt bei konstanter Heizleistung zu einer Temperaturerhöhung. Das widerspricht weder dem 2.HS noch ist es ein Energie erzeugendes Perpetuum Mobile.
Herr Dietze,
sie vermischen einen Spiegel der Reflekitiert mit einer Energie absorbierenden und abstrahlenden Atmosphaere.
Wissen sie nicht wissen wo der Unterschied ist?
Lesen sie mal hier: https://spiegato.com/de/was-ist-strahlungsisolierung
Was denken sie macht die Konvektion in der Atmosphaere? Warum braucht man sich bei der Atmosphaere keinen Kopf um die Waermeleitung zu machen?
Herr Schulz, zwischen zurück gespiegelter sowie zurück emittierter Strahlung besteht hinsichtlich der W/m² auf die es nur ankommt, prinzipiell kein Unterschied. Wenn Sie vermuten dass die Temperatur der Quelle entscheidet ob die Gegenstrahlung den Boden erwärmt oder nicht, liegen Sie falsch.
Leider ist das nicht so!
In einem Fall wird die Energie zeitgleich absorbiert, im anderen Fall eben nicht.
Vielleicht lesen sie mal etwas zum Strahlungsdruck:
https://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsdruck
Dietze
Kein Mensch bezweifelt Strahlungseigenschaften von CO2!
Mit Ausnahme von 2-atomigen Gasen haben alle Materialien Strahlungseigenschaften. Trotzdem vermag keines dieser Materialien eine Temperatur zu entwickeln, die über der Gleichgewichtstemperatur liegt. Das gilt natürlich auch für CO2!
Wo also sehen Sie bei mir ein „grosses laienhaftes Missverständnis“?
PS: bisher ist noch keine Theorie bekannt, die es erlaubt, ein Perpetuum Mobile zu entwickeln!
Dietze
„… und führt bei konstanter Heizleistung zu einer Temperaturerhöhung.“
Das hieße, die selbst abgestrahlte Energie kommt zurück und erwärmt den Strahler über seine bestehende Temperatur, was Erwärmung aus sich selbst z. B. per Spiegel wäre.
Glauben Sie das wirklich? Ein Körper nimmt bei 100% Isolation genau jene Temperatur an, die der entsprechenden Temperatur der Heizenergie 1:1 entspricht. Mehr geht nicht. Konkret wäre das die Sonnenenergie.
Wenn gleichzeitig Energieabgabe durch Strahlung erfolgt, also keine 100% Isolation vorliegt, dann wird die Gleichgewichtstemperatur geringer sein, weil entsprechende Kühlung wirkt.
Eine Rückführung der Abstrahlenergie kann aber maximal 1:1 erfolgen. Bei identischer Rückstrahlung wie Abstrahlung kann aber keine Erwärmung eintreten, weil Gleichgewicht herrscht. Man kann auch die Rückstrahlung nicht zur Zustrahlung ab Sonne addieren, weil die Rückstrahlung geringer ist und somit Wärme von Kalt nach Warm fließen müßte, was der 2. HS verbietet. Real ist das Zurückgestrahlte aber wesentlich schwächer als das Abgestrahlte, was bestenfalls eine Verlangsamung der Abkühlung gegenüber ohne Rückstrahlung bewirkt.
Wäre es anders, könnte man mit geringer Energiezufuhr plus Spiegel beliebig hohe Temperaturen erzeugen. Weil die höhere Temperatur auch wieder höhere Abstrahlleistung produziert, welche wieder per Spiegel zurückkäme und weiter erwärmt, was wieder höhere Abstrahlleistung bewirkt, usw.
Perpetuum Mobile läßt grüßen …
Herr Strasser, ein mit konstanter Leistung beheizter Körper erhöht bei 100% Isolation laufend seine Temperatur! Sie sehen das z.B. beim Vulkanismus, wo trotz nur 50 mW/m² (!) wegen der guten Isolation durch die Erdkruste die Temperatur des Magmas auf 700-1300 Grad steigen kann.
Dietze
Nehmen Sie einen Energiespender=Wärmespender mit z. B. 50°C konstanter Oberflächentemperatur und bringen Sie ihn in direkten flächigen Kontakt mit einem anderen Körper ähnlicher Dimension, der aber außer an der wärmeübertragenden Kontaktfläche überall sonst zu (theoretischen) 100% isoliert ist.
Was glauben Sie, wie warm kann der so beheizte Körper maximal werden? Glauben Sie tatsächlich, seine Temperatur steigt ins „Uferlose“? Wäre es nämlich so, müßte Wärme von Kalt nach Warm fließen, was bekanntlich nicht möglich ist!
Danke Herr Dietze,
sie zeigen das sie lernfaehig sind. Richtig selbst mit einer kleinen Heizleisung, kann man hohe Temperaturen generieren.
Jetzt verstehen sie vielleicht wie man auf einfache Weise die Temperaturen an der Oberflaeche der Erde erklaeren kann.
Die Heizleistung ist halt nur 240 W/m2 wenn sie ihren Durchschnitt nehmen, aber die Temperatur ist hoeher.
Die Atmosphaere wirkt wie eine Isolierung?
Wir nutzen Luft als Isoliermaterial oder nicht?
Herr Strasser,
Bei einer Isolation muss der Waermestrom durch die Isoalation und an der Aussenseite der Heizleistung entsprechen.
Der Waermestrom ist abhaengig von der Temperaturdifferenz und ein paar anderen Faktoren.
Wenn man nur Strahlung betrachtet dann ist der spezifische Waermestrom fuer eine Abstrahlstaerke von 400 W/m2 und einer empfangenen Strahlung von 300 W/m2 genau 100 W/m2.
Dieser Betrag kann aber auch mit den folgenden Strahlstaerken realisiert werden: 350 W/m2 und 250 W/m2.
Wie man sehen kann ist der spezifische Waermestrom immer noch 100 W/m2 .
Was die Strahlentheoretiker nicht begreifen ist, das sie das falsche Model der paralellen Platten benutzen. Sie sind der Meinung das die Strahlung den konstanten Waermestrom realiseren muss.
Aber das ist der Fehler. Die 100 W/m2 werden gar nicht durch Strahlung uebertragen, sondern in der Atmosphaere durch Konvektion und Latente Waerme. Es gibt also a) nur einen theoretischen Grund, das sich die Erdtemperatur erhohen muss um den Waermestrom konstant zu halten und b) es muss einen anderen Mechanismus geben, warum die Temperatur der Erde an der Oberflaeche so ist wie sie ist.
Bisher habe ich noch keine sinnvolle Evaluierugn gesehen, die zum Beispiel vorschreibt, wie hoch die Temperaturdifferenz sein muss, um einen entsprechenden Waermestrom durch Konvektion zu gewaehrleiten.
Um wieviel verringert sich diese Differnz weil auch Waerme durch Strahlung uebertragen wird?
Zusaetzlich wissen sie und ich, ist die Heizung auf der Erde nicht kontinuierlich. Tag und Nacht sind weitere Faktoren.
Ich hoffe ich habe das einigermassen sinnvoll geschrieben.
Zu b) kann ich nur sagen, das man die Atmosphaere als Isoliereung berechnen muss. Dazu gehoert das man die Dicke der Atmosphaere bestimmt, und da fehlt welchen Einfluss die angeblich NichtTreibhausgase haben, und das man realisiert, das der Waermtransport hauptsaechlich von der Adiabatik bestimmt wird.
Am Ende wird man finden, das die Verbesserung der Strahlungseigenschaften mit einer Verringerung der Temperaturdifferenz, um den gleichen Waermestrom zu transportieren einher gehen koennte. Dafuer muss man aber endlich mal die Bedingungen fuer Konvektion bestimmen.
Eine Frage haben wir aber schon beantwortet. Wenn die Atmosphaere mehr Masse hat, isoliert sie besser.
Da die Masse direkt einfluss auf die Isolationsdicke nimmt. Damit ist eine der wichtigsten Faktoren des Atmosphaerischen Effektes die Masse der Atmosphaere.
=> Anlagen mit Solekreisläufen, also Erdsonden oder -kollektoren, liefern das ganze Jahr über relativ konstante Vorlauftemperaturen an der Eingangsseite von ungefähr fünf Grad. Das ermöglicht auch im Winter wirtschaftlichen Betrieb.
Achtung, dieser wirtschaftliche Betrieb dauert oft nur ein paar Jahre bis der (viel zu kleine) Garten in der Tiefe zu einem Eisblock geworden ist und man grossteils mit Strom heizt – der bald erheblich teurer und oft garnicht verfügbar sein wird.
Der Erdwärmefluss ist nämlich nur etwa 50 mW/m². Wenn also im Schnitt und insbesondere im Winter nichts von oben kommt, braucht man z.B. zur Entnahme von 4 kW über 6 Monate mit vielen Tiefsonden ein Grundstück von 40.000 m², das etwa 20-40 Mio € kostet. Empfehlenswert wäre bei einem deutlich kleineren Grundstück ein Dachabsorber um bei Sommerhitze den Bodenspeicher aufzuladen.
Natürlich wäre die Nutzung von Atomstrom ideal. Aber keine Sorge, auch Kohle- und Gaskraftwerke schaden unserem Klima kaum. Z.B. würde eine Halbierung der globalen CO2-Emission die CO2-Konzentration auf dem heutigen Wert stabilisieren weil die natürlichen Senkenflüsse (welche proportional zu ppm-280 ansteigen) heute bereits etwa 55% betragen. Realistisch berechnet mit 0,6 Grad CO2-Verdoppelungssensitivität und einer CO2-Halbwertszeit von 38 Jahren würde sich langfristig für die unnötige halbe Dekarbonisierung Deutschlands nur ein Effekt von 0,0035 Grad (!) ergeben. Siehe https://www.fachinfo.eu/dietze2022.pdf
iJebb, das mit dem Eis kenne ich aus der Familie. Verwandte haben den ganzen Boden deren Gartens damit angehoben.
So schätzugsweise 10cm über eine Fläche von 150quadratmetern!
… und dann fragen die einen plötzlihc wie das denn sein kann, aber vorab des Bauens informieren die sich nur über „gute“ Berater.
Herr Dietze, ich muss widersprechen.
Meine Wärmepumpe mi 2x 60m Tiefenbohrung liefert konstant gute Leistungszahl ohne Probleme. Kann die Leisungszahl nicht beziffern, kann aber versichern, dass es im Vergleich signifikant billig ist.
Beim Einzug vor 12 Jahre habe ich die Heizpatrone per Sicherung abgeschaltet und nie zugeschaltet. Der Verbrauch für Heizung und WW (WP-Zähler) ist ca. 40% geringer als der Lichtstrom, Jahr für Jahr. Das geht nur bei hoher Leistungszahl. Ob da bestimmte Bedingubgen erforderlich sind, z.B. dass das System nicht durch Erde sondern Grundwasser erwärmt wird, weiß ich nicht.
Dietze, konzentrier dich auf deine kernkompetenz, das Entwickeln von Perpetuums Mobiles und laß dein ewiges Treibhausxxxxxxx
Eine politische Vorgabe für technischen Fortschritt und Technikentwicklung war der 2. Weltkrieg! oder?
Und es sollte ja auch bekannt sein, daß mit der Anschaffung einer Gasheizung im Neubau ein Sonnenkollektor für aufs Dach nach Bauverordnung mit dazugekauft werden muss!
Noch dazu dürfen Wärmepumpen mit weniger Leistung ausgestattet sein als eine gewöhnlicher Brennwert Gaskessel. Was sich in nedriger erreichbaren Temperaturen innerhalb des Hauses, bei tiefen Aussentemperaturen bemerkbar macht.
Es werden also Vorgaben gebrochen, die jahrzehnte lang als Standard im Umfeld des Häuslebauen auferlegt wurden, um Mindesttemperaturen im Haus gewährleisten zu können.
Wer das über den Haufen wirft kann klar mit weniger Leistung arbeiten, als es die früheren Vorgaben für Temperaturen im Haus erfordert hätten.
@Neulen, Holger am 4. Juli 2022 um 10:28
Ganz und garnicht! Bestimmte Technologien wurden in dieser Zeit zwar forciert, aber die Grundlagen sind der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt (1887 gegr.), dem Kaiser-Wilhelm-Institut usw. zu verdanken, die jahrzehntelang das Wissen erarbeitet haben.