Manuelle Betriebsartenumschaltung

Betriebsart Umschaltung bei Wärmepumpen mit Change-Over-Kontakt

Moderne Wärmepumpen mit Kühlfunktion sind mit üblicherweise mit einem sogenannten Change-Over-Kontakt ausgestattet. Dabei handelt es sich um einen potentialfreien Kontakt, den der Wärmepumpenregler schaltet, wenn sich die Wärmepumpe im Kühlmodus befindet. Die Wärmepumpenregler haben üblicherweise eine einstellbare Kühlgrenze. Falls die gemittelte Außentemperatur (meist 3h) die Kühlgrenze überschreitet, wird die Wärmepumpe auf Kühlen umgeschaltet.

Da dem Wärmepumpenregler Wettervorhersageinformationen fehlen, führt dies jedoch oftmals nur zu einem sehr unbefriedigenden Ergebnis in Sachen Regelqualität. Ein weiteres Problem: Arbeitet eine Wärmepumpe im Kühlmodus, muss gleichzeitig auch die Raumregelung im Kühlmodus (also invertiert) arbeiten.

Steuerungstechnische Herausforderungen

Systeme mit konventionellen Raumthermostaten

Zur Umkehrung der Regellogik wird bei herkömmlichen Raumthermostaten ohne Display ein Kippschalter betätigt, bei Raumthermostaten mit Display sind Änderungen der Einstellungen im Menü erforderlich. Beide Variante erfüllen Ihren Zweck, sind aber gerade mit hohem Aufwand in der Bedienung verbunden und der Umschaltvorgang kann technisch bedingt immer nur zeitversetzt erfolgen.

Konventionelle Einzelraum-Regelleisten mit Change-Over-Eingang

Einige wenige Thermostat-Anschlussleisten für den Heizkreisverteiler bieten für den Change-Over-Kontakt einen Eingang. Die Funktion der angeschlossenen Raumthermostate wird dadurch umgekehrt und diese in den Kühlmodus geschalten. Hierfür muss ein zusätzliches Kabel von der Wärmepumpe zu den einzelnen Heizkreisverteilern verlegt werden.

Ungewünschte Effekte bei konventioneller Technik in Bezug auf die Regelqualität

Kühlfunktion bleibt zu lange EIN / wird zu aktiviert obwohl unnötig:

Da Wärmepumpenregler ohne Vorhersage-Daten arbeiten, wird die Wärmepumpe häufig kühlen, obwohl die Außentemperatur in Kürze unter die Kühlgrenze fällt. Die Kühlung wird aufgrund der Trägheit der Fußbodenheizung immer erst deutlich später wirksam. Der Fußboden wird also in diesen Fällen zu viel gekühlt. Neben den Stromkosten bringt dies eine sehr starke Einschränkung des Wohnkomforts mit sich, die die Räume zu stark auskühlen. In extremen Fällen wird sogar kurz darauf wieder gegen geheizt.

Problem 2 – Kühlfunktion wird zu spät aktiviert:

Da Wärmepumpenregler ohne Vorhersage-Daten arbeiten, kann die Wärmepumpe die Kühlfunktion erst aktivieren, wenn die Außentemperaturgrenze über mehrere Stunden überschritten wurde. Dies ist jedoch in den vielen Fällen deutlich zu spät. Die Kühlung des Fußbodens wird erst Stunden später wirksam, sodass die Räume überhitzen.

Lösung: Automatische Betriebsartenumschaltung mit Controme

Mithilfe des Moduls Wetter-PRO und des Moduls FPS können Bedingungen definiert werden, die die Räume automatisch zwischen Heizen und Kühlen umschalten. Durch das Wetter-PRO Modul können beliebige Vorhersagebedingungen einbezogen werden, die Räume frei definierbar zwischen Heizen/Aus/Kühlen umschalten.

Konfigurationsbeispiel zum Umschalten der Räume

Um beispielsweise ausgewählte Räume automatisch auf Kühlen umzuschalten, gehen Sie wie folgt vor:

  1. Legen Sie im Modul Wetter-PRO eine Abfrage an, die Sie zum Umschalten auf kühlen verwenden wollen (z.B. durchschnittliche Außentemperatur innerhalb der nächsten 24 Stunden).
  2. Legen Sie im Modul FPS eine neue Abfrage an, in der Sie die angelegte Wetter-PRO-Information verwenden und festlegen, bei welchem Grenzwert die Umschaltung auf Kühlen erfolgen soll (z.B. „Durchschnittliche Außentemperatur innerhalb der nächsten 48 Stunden > 20°C“).
  3. Navigieren Sie zu Konfiguration –> Betriebsarten und klicken Sie im Footer auf „anlegen“. Im erscheinenden Interface können Sie die zuvor konfigurierte FPS-Abfrage auswählen und die Räume auswählen, die durch diese Abfrage die Betriebsart wechseln sollen.

Einbinden des Change-Over-Kontaktes

Der Change-Over-Kontakt wird an einen der beiden Universaleingänge des Universalregler-PRO angeschlossen. Anschließend wird der Universaleingang mit einer UND-Verknüpfung der FPS-Formel hinzugefügt.

Einstellung des Wärmepumpen-Reglers

Der Wärmepumpenregler wird so eingestellt, dass er tendenziell deutlich zu früh auf Kühlen umschaltet. Zusätzlich muss die Wärmepumpe über das Modul Raumanforderung generell über Controme freigegeben / gesperrt werden können.

Die Kühlfunktion wird aktiv, wenn…

Die Kühlfunktion wird bei dieser Umsetzung also aktiv, wenn die nachfolgenden Bedingungen zutreffen:

  1. Der Wärmepumpenregler ist im Betriebsmodus kühlen und schaltet dadurch den Change-Over-Kontakt.
  2. Die angelegte FPS registriert dies über den Universaleingang. Zusätzlich wird nun die Wetter-PRO-Bedingung geprüft.
  3. Ist die Wetter-PRO-Bedingung ebenfalls TRUE, werden die entsprechenden Räume in den Kühlmodus geschalten.
  4. Sofern einer dieser Räume auch die zu warm ist, wird die Wärmepumpe freigegeben.

Berechnungsintervall und Priorisierung

Das Berechnungsintervall beträgt 120 Minuten. Die nachfolgend gewählten Räume werden also auf den gewählten Modus gesetzt, sobald die FPS-Abfrage TRUE ist.

Sofern die FPS-Abfrage FALSE ist, wird der Raum nicht sofort, sondern erst nach 30 Minuten auf den Standardwert „heizen“ gesetzt. Dies stellt sicher, dass für einen Raum mehrere Umschaltpunkte definiert werden können. Erst wenn ALLE Umschaltpunkte „FALSE“ sind, wird zurück auf „heizen“ geschaltet.

Die Priorisierung der Umschaltpunkte ist folgendermaßen:

  • Priorität 1: Kühlen
  • Priorität 2: AUS
  • Priorität 3: Heizen

Sofern also mehrere Umschaltpunkte gegensätzliche Ergebnisse liefern, wird entsprechend die höchste Priorität verwendet.

Dies ermöglicht als Beispiel folgende Funktionalität, die über separat anzulegende Betriebsart-Umschaltungen umzusetzen ist:

  • Raum „Wohnzimmer“ wird auf „AUS“ geschalten, wenn die durchschnittliche Außentemperatur >13 beträgt.
  • Raum „Wohnzimmer“ wird auf „KÜHLEN“ geschalten, wenn die durchschnittliche Außentemperatur >20 beträgt.
  • Trifft beides nicht zu, wird Raum „Wohnzimmer“ auf HEIZEN geschalten.

Ansicht im Betriebsmodus kühlen

Ansicht im Betriebsmodus heizen