Anbindung von Wärmepumpen über EVU-Sperrkontakt

Die Anbindung von Controme an Wärmepumpen (WP) über den EVU-Freigabekontakt und ein Relais am Controme Gateway ist bei jeder WP möglich, da alle Geräte am Markt mit einem EVU-Freigabekontakt ausgestattet sein müssen.

Controme sperrt die WP, wenn keine Wärmeanforderung aus den Räumen UND keine Warmwasseranforderung vorhanden ist.

Freigabe der Wärmepumpe durch Wärmeanforderung eines oder mehrerer Räume

In Bezug auf die Räume wird die Freigabe über das Modul Raumanforderung konfiguriert. Da das Ausschalten der WP ohnehin über Controme erfolgt, sollte die Heizkennlinie der integrierten Wärmepumpensteuerung etwas HÖHER eingestellt werden (z.B. 2K parallel nach oben schieben). Diese höhere Einstellung der Heizkennlinie sorgt dafür, dass Controme bei Aufheizvorgängen (die immer so kurz wie möglich sein sollen) bei Bedarf mehr Heizleistung zur Verfügung hat. Im Durchschnitt wird die Temperatur des Wärmeträger-Mediums (Wasser in der FBH) mit Controme jedoch deutlich niedriger, da die WP immer so früh wie möglich durch Controme abgeschaltet wird.

Im Modul Raumanforderung sollten vorzugsweise nur „wichtige“ Räume zur Freigabe der WP ausgewählt werden. Dies verhindert, dass die WP unwichtige Räume (z.B. Gang EG, WG EG, Schlafzimmer, etc.) separat aufheizt. Hintergrund: Bei Heizvorgängen für einzelne Räume wird nur ein geringer Wärmeträgerdurchfluss erreicht, wodurch die WP mit einem deutlich schlechteren Wirkungsgrad betrieben werden würde.

Im Ergebnis wird mit Controme

  • eine niedrigst-mögliche Temperatur des Wärmeträgermediums
  • größtmöglicher Wärmeträgerdurchfluss während des Heizvorgangs
  • weniger Ein- und Ausschaltvorgänge der Wärmepumpe

erreicht.

Berücksichtigung der Warmwasserbereitung

Über den EVU-Kontakt wird die komplette Wärmepumpe und damit auch die Warmwasserbereitung gesperrt.

Deshalb muss die zuvor konfigurierte Raumanforderung mithilfe des Moduls FPS als UND Verknüpfung zur Warmwasserbereitung erstellt werden (Sinngemäß: Wärmepumpe dar AUS, WENN keine Raumanforderung UND keine Warmwasseranforderung).

  • Zur Feststellung der Warmwasseranforderung seitens Controme, muss ein Controme-Temperatursensor im Warmwasserspeicher angebracht werden.
  • Im Modul Differenzregelung eine einfache Zweipunktregelung mit dem Warmwassersensor als S2 anlegen. Als Solltemperatur die gewünschte Brauchwasser-Mindesttemperatur einstellen. Wichtig: In Controme muss die Mindesttemperatur eingestellt werden. In der Wärmepumpensteuerung muss eine etwas höhere Warmwasser-Zieltemperatur eingestellt werden.
  • Mit dem Modul FPS eine UND Verknüpfung aus Raumanforderung und Warmwasser-Zweipunktregelung konfigurieren (Sinngemäß: Wärmepumpe AUS, WENN keine Raumanforderung UND keine Warmwasseranforderung).
  • Um sicherzustellen, dass auch eine Warmwasserbereitung erfolgt, wenn Controme die WP freischaltet, ist in der Wärmepumpenregelung die Solltemperatur der Warmwasserbereitung auf einen Wert > des bei Controme eingestellten Sollwertes zu konfigurieren.

Optional: Warmwasserbereitung verhindern mit Sensoren-Manipulator

Bei der zuvor beschriebenen Umsetzungsvariante ist keine vollständig separate Brauchwassersteuerung über Controme möglich. Wird die WP nach einer Sperre durch Controme wieder freigegeben, prüft die WP immer vorrangig die Brauchwassertemperatur und erwärmt es bei Bedarf auf die in der WP-eingestellte Solltemperatur. Es ist bei der zuvor beschriebenen Variante also nicht möglich, die Warmwasserbereitung bei gleichzeitig freigegebener Raumheizung zu sperren. Im normalen Wohnumfeld ist dies jedoch ohnehin eine seltene Anforderung, da eine freigegebene WP normalerweise immer die Anwesenheit von Personen im Haus bedingt, die dann auch warmes Brauchwasser benötigen.

Ist eine vollständig separate Brauchwassersteuerung mit Controme gewünscht, kann dies durch das einbinden des Sensorenmanipulators erreicht werden. Dieser manipuliert bei Bedarf (also zu- und weg-schaltbar) den Brauchwassersensor der WP-Steuerung auf eine höhere Temperatur. Die WP „glaubt“ bei zugeschalteter Manipulation dann, dass das Brauchwasser bereits warm genug ist. Dadurch kann die WP durch die Raumanforderung freigegeben und gleichzeitig die Brauchwasserbereitung mithilfe des Sensoren-Manipulators verhindert werden.

Das Zu- und Abschalten der Manipulation des Brauchwassersensors erfolgt hierbei einfach mithilfe der zuvor konfigurierten Zweipunktregelung.

Heizkreispumpe

Die Heizkreispumpe darf bei Wärmepumpen nicht von der integrierten WP-Steuerung abgeklemmt werden. Da die integrierte Wärmepumpensteuerung selbst die Warmwasserbereitung schaltet, muss diese auch die Heizkreispumpe sicher abschalten können. Jedoch soll auch Controme die Heizkreispumpe sperren können. Die empfohlene Umsetzungsvariante ist deshalb, die Heizkreispumpe in Form einer Freigabeschaltung an ein Relais am Controme-Gateway anzuschließen.

Das Relais wird über die zuvor konfigurierte und bereits für die generelle Freigabe der Wärmepumpe verwendete Raumanforderung geschalten werden.

Smart-Grid und Photovolatikanlagen bei Wärmepumpen

Viele Wärmepumpen mit der Bezeichnung „SG-Ready“ sind mit einer Smart-Grid-Funktionalität ausgestattet.

Grundidee von SG-Ready Wärmepumpen ist es, im Stromnetz der Zukunft günstige Tarife für den Betrieb der Wärmepumpe zu nutzen. Smart-Grid-fähige Wärmepumpen verlagern ihre Betriebszeiten also so, dass sie möglichst bei günstigem Strom in Betrieb sind. Zur Speicherung der produzierten Energie nutzen die Wärmepumpen üblicherweise den Puffer- oder den Brauchwasserspeicher.

Vor allem im sehr häufig vorkommenden Gesamtsetup „Wärmepumpe + Photovoltaikanlage + Smart-Heat-OS“  lassen sich tolle Energiespar-Funktionen umsetzen, indem das Gebäude

  • entweder als zusätzlicher Puffer benutzt wird,
  • oder die Räume in Erwartung von günstiger Energie tendenziell an der unteren Komfortgrenze gehalten werden.

Umsetzung:

Technisch gesehen handelt es sich bei den SG-Ready Eingängen der WP-Steuerungen üblicherweise um einfache potentialfreie Eingänge. Sind die beiden Klemmen dieses SG-Ready-Eingangs verbunden, bedeutet dies für die Wärmepumpe, dass sie die Systemtemperatur erhöhen kann, weil Energie im Moment günstig ist. Diese SG-Ready Eingang lässt also durch ein einfaches potentialfreies Relais eines Controme Gateways ansteuern.

Bei Photovoltaikanlagen können die meisten Wechselrichter eine Ertragsmeldung über einen integrierten potentialfreien Kontakt ausgeben. Dieser Wechselrichter-Ausgang kann wiederum an einem Eingang des Universalgateway-PRO angeschlossen werden. So kann Controme den SG-Ready-Eingang der  Wärmepumpe intelligent ansteuern und zu bestimmten Bedingungen das Gebäude als Puffer benutzen. Kostenlose Energie wird dann  intelligent ins Gebäude gespeichert.

  • Während der Heizperiode können bei günstigen Bedingungen die Räume mit kostenloser Energie überheizt und das Gebäude als Puffer benutzt werden. Dies geschieht nur, wenn Energie günstig / kostenlos ist. Über das Offset-Modul ist für jeden Raum frei definierbar, um wie viel der jeweilige Raum überheizt werden darf, wenn die konfigurierte Bedingung (z.B. Photovoltaik bringt Ertrag + Außentemperatur in den nächsten 24 Stunden im Schnitt < 8°) zutrifft. Die einzelnen Bedingungen (Status des Eingangs am Universalgateway PRO + Wetterbedingungen über Wetter-PRO) werden einfach im FPS-Modul verknüpft. Treffen die Bedingungen zu, wird der positive Offset in der eingestellten Höhe in den Räumen gesetzt.
  • Gleichermaßen können die Räume durch einen negativen Offset an der unteren Komfortgrenze gehalten werden, wenn Solarertrag in Kürze erwartet wird. Die Erwartung des Solarertrags kann durch die Abfrage des künftigen Bedeckungsgrades über das Modul Wetter-PRO realisiert werden.

Im Ergebnis wird die Laufzeit der Wärmepumpe zu einem großen Anteil in die Zeiten verlagert, in denen die Energie günstig ist, wodurch sich ein bemerkenswertes Einsparpotential ergibt.

Umschalten zwischen Heizen und Kühlen bei Wärmepumpen

Smart-Heat-OS bietet hierfür marktweit die ausgereiftesten Möglichkeiten. Detaillierte Erläuterungen sind in der Dokumentation zum Modul Betriebsarten zu finden.