Übersicht Wärmepumpe Ansteuerung



Dieser Funktionsbaustein setzt die Vorgaben von außen an einer Wärmepumpe um: den Sperrbefehl des Netzbetreibers, den PV-Überschuss und die Wunschtemperaturen der Anlage. Die Wärmepumpe regelt sich innen selbst - Verdichter, Abtauung und Expansionsventil gehören nicht zu diesem Baustein. Er liefert nur Freigaben und Sollwerte.

Die Freigaben gehen als vier Betriebszustände über zwei Kontakte an die Wärmepumpe. Die Sollwerte für Heizung und Warmwasser werden bei Überschuss angehoben, damit die Wärmepumpe die überschüssige Energie als Wärme speichert. Die Einstellung ist ohne Überschuss und ohne Sperre unauffällig: der Baustein meldet Normalbetrieb und reicht die Grundwerte unverändert durch.

Wer den Überschuss nicht selbst misst, nimmt ihn vom Baustein Block Energie Manager und legt ihn an den Eingang UE. Ein gemessener Überschusswert lässt sich auch direkt anlegen.

Die vier Zustände

Zustand Wann Wirkung
1 Sperre SB ungleich 0 oder Betriebsart 2 Kontakte nach Parameter Kontakte Sperre. Die Wärmepumpe bleibt aus. Die Sperre hat Vorrang vor jedem Überschuss, auch vor der Betriebsart 3.
2 Normalbetrieb Grundzustand SH = Grundwert Heizung, SS = Grundwert Warmwasser.
3 Einschaltempfehlung Überschuss über der Empfehlungsschwelle, Mindestdauer erfüllt (oder Vorladung) Beide Sollwerte um die Anhebung der Empfehlung erhöht.
4 Anlaufbefehl Überschuss über der Anlaufschwelle, Mindestdauer erfüllt, oder Betriebsart 3 Beide Sollwerte um die höhere Anhebung des Anlaufbefehls erhöht. Das Tagesbudget wird beachtet.

Zwischen den Zuständen liegen Mindestlaufzeit und Mindestpause: ein Überschuss, der im Minutentakt schwankt, darf die Wärmepumpe nicht im Minutentakt umsteuern. Empfehlung und Anlaufbefehl bleiben mindestens die Mindestlaufzeit bestehen; nach dem Verlassen bleibt der Normalbetrieb mindestens die Mindestpause bestehen. Sperre, Störung, Pufferbegrenzung, Tagesbudget und das Ende der Vorladung wirken sofort.

Kontaktbelegung. Die Norm gibt vor: Sperre = Kontakt 1 geschlossen, Normalbetrieb = beide offen, Empfehlung = Kontakt 2 geschlossen, Anlaufbefehl = beide geschlossen. Das ist die Vorgabe. Einzelne Geräte belegen die Kontakte anders oder invertiert - deshalb ist die Belegung je Zustand einstellbar, dazu lassen sich beide Kontakte invertieren. Vor der Inbetriebnahme prüfen: ein falsch belegter Kontakt heißt im schlimmsten Fall Anlaufbefehl statt Sperre.

Sollwerte. Grundwert ist der Eingang SO bzw. SW, ohne Wert der Parameter Grundwert. Fordert ein Verbraucher über AN/AT mehr als der Grundwert Heizung, gilt dessen Temperatur. Dazu kommt die Anhebung des aktuellen Zustands. Das Ergebnis wird auf den maximalen Sollwert begrenzt - eine Anhebung über den Auslegungswert der Anlage hinaus ließe die Wärmepumpe in die Störung laufen.

Tagesbudget. Der Anlaufbefehl darf pro Tag nur begrenzt lange anstehen. Ohne dieses Budget würde im Sommer bei viel Überschuss durchgeheizt. Ist es aufgebraucht, fällt der Zustand auf Empfehlung bzw. Normalbetrieb zurück. Die Betriebsart 3 ist eine Handentscheidung und übergeht das Budget, nicht aber die Sperre und die Pufferbegrenzung. Das Budget bleibt über einen Neustart der Steuerung erhalten und beginnt mit jedem neuen Tag von vorn.

Vorladung vor einer Sperre. Sind die Sperrzeiten des Netzbetreibers bekannt, kann der Baustein davor den Puffer anheben, damit das Gebäude die Sperre überbrückt. Der Baustein bringt keine eigene Schaltuhr mit, weil die Sperrzeiten regional verschieden sind und sich ändern: das Zeitfenster vor der Sperre kommt von einer Schaltuhr (Block Schaltuhr) und liegt am Eingang VF. Die Vorladung ist ab Werk aus. Sie wirkt nur, wenn der Parameter Vorladung eingeschaltet ist und VF anliegt - ohne bekannte Sperrzeiten ist sie wirkungslos. Während der Vorladung gilt die Einschaltempfehlung, der Heizungssollwert wird um die Anhebung Puffer erhöht, und der Ausgang VL steht auf 1. Mit verknüpftem Puffer endet sie, sobald dieser den angehobenen Sollwert erreicht hat.

Pufferbegrenzung. Erreicht der Puffer die Puffer Maximaltemperatur, geht der Baustein sofort auf Normalbetrieb (Rückkehr bei 2 K darunter). Das schützt vor Dauerüberhitzung.

Beispiel

Sole-Wärmepumpe mit 1000-Liter-Puffer, PV-Anlage und Netzsperre von 11 bis 13 Uhr. Der Überschuss kommt vom Energie Manager an UE. Die Sperrzeiten legt eine Schaltuhr auf SB; eine zweite Schaltzeit eine Stunde davor liegt an VF. Parameter: Empfehlung ab 1000 W, Anlaufbefehl ab 2500 W, Vorladung ein, Puffer Maximaltemperatur 60 °C. Ergebnis: um 10 Uhr heizt die Anlage den Puffer vor, von 11 bis 13 Uhr bleibt die Wärmepumpe aus, nachmittags bei Sonne läuft sie auf Empfehlung bzw. Anlaufbefehl und speichert den Überschuss im Puffer.

Eingänge

UE Überschuss in Watt Optional. Wert ab der Empfehlungs- bzw. Anlaufschwelle schaltet den Zustand 3 bzw. 4, sobald er die Mindestdauer ansteht. Ob ein positiver oder ein negativer Wert Überschuss ist, sagt der Parameter Überschuss ist. Nicht verknüpft: es gibt nie Überschuss, der Baustein bleibt im Normalbetrieb.
SB Sperrbefehl Netzbetreiber Optional. Ungleich 0 sperrt (Zustand 1), 0 gibt frei. Gilt, solange der Wert ansteht. Nicht verknüpft: nie gesperrt.
AN Wärmeanforderung Optional. Bit der Wärmeanforderung eines Verbrauchers (Heizkreis, Warmwasser, Sammler). Ungleich 0 gilt als Anforderung, deren Temperatur AT dann den Grundwert Heizung übersteigen kann. Nicht verknüpft: es zählt allein AT - eine Temperatur größer 0 gilt als Anforderung.
AT Wärmeanforderung Temperatur Optional. Gewünschte Temperatur des Verbrauchers. Wirkt nur bei anstehender Anforderung: ist sie höher als der Grundwert Heizung, gilt sie als Grundwert. Nicht verknüpft: der Grundwert bleibt unverändert.
TP Puffertemperatur Optional. Grundlage der Pufferbegrenzung und des Endes der Vorladung. Nicht verknüpft: keine Pufferbegrenzung, die Vorladung läuft, solange VF ansteht.
SO Sollwert Heizung (Grundwert) Optional. Nicht verknüpft oder 0: es gilt der Parameter Grundwert Heizung.
SW Sollwert Warmwasser (Grundwert) Optional. Nicht verknüpft oder 0: es gilt der Parameter Grundwert Warmwasser.
BA Betriebsart Optional. 0 Automatik, 1 nur Normalbetrieb (kein Überschuss), 2 gesperrt, 3 Anlaufbefehl erzwingen. Ein unbekannter Wert gilt als Automatik. Nicht verknüpft: Automatik.
SM Störmeldung Wärmepumpe Optional. Ungleich 0 meldet eine Störung; sie gilt erst, wenn sie länger als die Störmeldung Verzögerung ansteht. Dann steht SR auf 1 und der Baustein geht auf Normalbetrieb. Nicht verknüpft: es wird nie eine Störung erkannt.
FR Freigabe Optional. 0 nimmt dem Baustein die Überschussnutzung: er bleibt im Normalbetrieb. Die Sperre des Netzbetreibers wirkt trotzdem. Ungleich 0 gibt frei. Nicht verknüpft: der Baustein gilt als freigegeben. Dieser Eingang lässt sich nutzen, wenn ein anderer Verbraucher Vorrang haben soll.
VF Vorladung Freigabe Optional. Ungleich 0 meldet das Zeitfenster vor einer Sperre. Wirkt nur bei eingeschaltetem Parameter Vorladung. Nicht verknüpft: keine Vorladung.

Ausgänge
K1 Kontakt 1 Kontakt 1 der Freigabeschnittstelle, nach Zustand und Parameter.
K2 Kontakt 2 Kontakt 2 der Freigabeschnittstelle, nach Zustand und Parameter.
ZU Zustand 1 Sperre, 2 Normalbetrieb, 3 Empfehlung, 4 Anlaufbefehl.
SH Sollwert Heizung Grundwert, ggf. angehoben und begrenzt. Zum Gerät oder zum Modbus-Master.
SS Sollwert Warmwasser Grundwert, ggf. angehoben und begrenzt. Zum Gerät oder zum Modbus-Master.
VL Vorladung läuft 1 während der Vorladung.
GS Gesperrt 1 im Zustand Sperre.
ST Statustext Zustand im Klartext, z. B. "Normalbetrieb", "Einschaltempfehlung, Warmwasser +3.0 K (1850 W Ueberschuss)", "Anlaufbefehl (2800 W Ueberschuss)", "Gesperrt durch Netzbetreiber seit 12 min", "Vorladung laeuft". Für eine Textadresse.
SR Störung 1 bei einer Störmeldung der Wärmepumpe und bei einer Sperre, die länger als die Sperre Maximaldauer dauert.
BT Betriebsstunden Überschussnutzung Stunden in den Zuständen Empfehlung und Anlaufbefehl. Bleibt über einen Neustart der Steuerung erhalten.

Parameter
Kontakte Sperre / Normalbetrieb / Empfehlung / Anlaufbefehl Welche Kontakte im Zustand geschlossen sind. Vorgabe nach Norm: Sperre Kontakt 1, Normalbetrieb offen, Empfehlung Kontakt 2, Anlaufbefehl beide.
Kontakt 1 / 2 invertieren Kehrt den Ausgang um, für Geräte mit Öffner. Vorgabe aus.
Überschuss ist Positiv oder negativ (Netzleistungsmessung, Einspeisung negativ). Vorgabe positiv.
Überschuss Hysterese Ein Zustand wird erst verlassen, wenn der Überschuss um diesen Wert unter seine Schwelle fällt. Vorgabe 200 W.
Empfehlung: Schwelle, Mindestdauer, Anhebung Heizung/Warmwasser Vorgabe 1000 W, 5 min, 3 K und 3 K. Schwelle 0 schaltet die Empfehlung ab.
Anlaufbefehl: Schwelle, Mindestdauer, Anhebung Heizung/Warmwasser, Tagesbudget Vorgabe 2500 W, 5 min, 5 K, 7 K und 240 min. Schwelle 0 schaltet den Anlaufbefehl ab, Budget 0 = unbegrenzt.
Sperre Maximaldauer, Sperre bei Überschreitung Dauert die Sperre des Netzbetreibers länger, meldet SR eine Störung. "nur melden" lässt die Sperre bestehen, "Sperre beenden" hebt sie auf - der Baustein arbeitet dann wieder nach dem Überschuss. Vorgabe 0 = unbegrenzt, nur melden. Eine Sperre über die Betriebsart ist nie begrenzt.
Vorladung, Anhebung Puffer Vorgabe aus, 5 K.
Mindestlaufzeit je Zustand, Mindestpause Vorgabe 10 min und 5 min.
Grundwert Heizung / Warmwasser Gelten, solange SO bzw. SW nicht verknüpft sind. Vorgabe 35 °C und 48 °C.
Maximaler Sollwert Heizung / Warmwasser Begrenzt Sollwert samt Anhebung. Vorgabe 60 °C. 0 = keine Begrenzung.
Puffer Maximaltemperatur Vorgabe 60 °C. 0 = keine Begrenzung. Wirkt nur mit verknüpftem Eingang TP.
Störmeldung Verzögerung Vorgabe 60 s.

Siehe auch allgemeine Parameter aller Funktionsbausteine.