SG-Ready Wärmepumpe

Voraussetzungen

Zur Integration einer SG-Ready Wärmepumpe mit der »FEMS App Power-to-Heat« ist erforderlich:

  • FENECON Home 10 mit zwei freien Relaiskontakten oder

  • FEMS Relaisboard 8-Kanal TCP mit zwei freien Relaiskontakten (Hinweis: Nicht im Lieferumfang enthalten)

  • Wärmepumpe mit „Smart-Grid Ready“ Label

Je nach Wärmepumpentyp (Heizungswärmepumpe vs. Warmwasserwärmepumpe) ist ggf. auch ein freier Relaiskontakt ausreichend (s. hierzu FAQ).

Einbindung

Die Einbindung einer "SG-Ready" (Smart-Grid-Ready) Wärmepumpe in das Energiemanagement ist eine fortgeschrittene Form der Sektorkopplung von Elektrizität und Wärme.

Die Ansteuerung sorgt dafür, dass die Wärmepumpe zu Zeiten, in denen PV-Überschussstrom zur Verfügung steht, den thermischen Speicher leicht überheizt, um dann in Zeiten ohne günstigen Überschussstrom elektrische Energie einzusparen.

Betriebszustände

Für die SG-Ready Ansteuerung wurden vier verschiedene Schaltzustände realisiert, die der folgenden Auflistung entsprechen:

  • Sperre: Betriebszustand 1 (1 Schaltzustand, bei Klemmenlösung: 1:0): Dieser Betriebszustand ist abwärtskompatibel zur häufig zu festen Uhrzeiten geschalteten EVU-Sperre und umfasst maximal 2 Stunden „harte“ Sperrzeit.

  • Normalbetrieb: Betriebszustand 2 (1 Schaltzustand, bei Klemmenlösungen: 0:0): In dieser Schaltung läuft die Wärmepumpe im energieffizienten Normalbetrieb mit anteiliger Wärmespeicher-Füllung für die maximal zweistündige EVU-Sperre.

  • Einschaltempfehlung: Betriebszustand 3 (1 Schaltzustand, bei Klemmenlösung 0:1): In diesem Betriebszustand läuft die Wärmepumpe innerhalb des Reglers im verstärkten Betrieb für Raumheizung und Warmwasserbereitung. Es handelt sich dabei nicht um einen definitiven Anlaufbefehl, sondern um eine Einschaltempfehlung entsprechend der heutigen Anhebung.

  • Einschaltbefehl: Betriebszustand 4 (1 Schaltzustand, bei Klemmenlösung 1:1): Hierbei handeltes sich um einen definitiven Anlaufbefehl, insofern dieser im Rahmen der Regeleinstellungen

Da bzgl. der Wärmepumpeneingänge keine offizielle Normung existiert, realisieren manche Hersteller die Aktivierung der Betriebszustände über eine (an den Eingängen) anliegende Spannung. Andere Hersteller verwenden stattdessen eine Verbindung zweier Eingänge der Wärmepumpe. Aufgrund dieser Tatsache, wurde die App universal aufgebaut. Diese muss nun an die Ansteuerung der Wärmepumpe angepasst werden. Dies kann bedeuten, dass an den Relais eine Steuerspannung angelegt wird, die dann (bei aktivem) Relais an den jeweiligen Wärmepumpeneingang weitergeleitet wird (Wärmepumpen-abhängig).

Die untenstehende Tabelle zeigt zusammengefasst die vier unterschiedlichen Betriebszustände, die entsprechenden Bezeichnungen im Widget, sowie die Schaltungen der einzelnen Relais.

Bezeichnung im Widget Relais 2 Relais 3

Betriebszustand 1

Sperre

geschlossen

offen

Betriebszustand 2

Normalbetrieb

offen

offen

Betriebszustand 3

Einschaltempfehlung

offen

geschlossen

Betriebszustand 4

Einschaltbefehl

geschlossen

geschlossen


Sobald die »FEMS App Power-to-Heat« zur Integration einer SG-Ready Wärmepumpe auf Ihrem System installiert wurde, sehen Sie dieses Widget in Ihrem Monitoring:

App Waermepumpe Widget
Abbildung 1. Widget – Übersicht

Mit einem Klick auf das Widget öffnet sich die Detailansicht:

waermepumpe sg ready detail
Abbildung 2. Widget – Detailansicht

In dieser wird der aktuelle Zustand und Modus angezeigt.

Hier haben Sie die Möglichkeit, zwischen den zwei Betriebsmodi Manuell und Automatisch zu wechseln:

  • Manuell

    waermepumpe sg ready manuell
    Abbildung 3. Betriebsmodus "An"

Im Modus Manuell können die Betriebszustände der Wärmepumpe manuell gesetzt werden.

  • Automatisch

waermepumpe sg ready automatisch
Abbildung 4. Betriebsmodus "Automatisch"

Im Modus "Automatisch" können die Betriebszustände der Wärmepumpe anhand der Parameter Überschusseinspeisung, Netzbezug und Ladezustand des Speichers gesetzt werden. Die eingebaute Hysterese sorgt dafür, dass die Relais nicht ständig ein- und ausschalten. Dies kann über die Mindestumschaltzeit (in Sekunden) umgesetzt werden.

Der Wert der Überschusseinspeisung (s. Hinweis Überschusseinspeisung) darf nicht niedriger als die Maximalleistung der Wärmepumpe sein. Ansonsten wird dieser Zustand im Wechsel immer wieder aus und an gehen.
waermepumpe sg ready automatisch hint
Abbildung 5. Hinweis Überschusseinspeisung

Über das zugehörige Widget in der historischen Ansicht kann das Verhalten der Wärmepumpe im Laufe der Zeit eingesehen werden.

Darüber hinaus können Sie im Online-Monitoring in der historischen Ansicht (s. Widget - Historische Ansicht (1)) die Dauer der einzelnen verwendeten Betriebszustände der Wärmepumpe nachvollziehen:

waermepumpe sg ready historie 1
Abbildung 6. Widget - Historische Ansicht (1)
waermepumpe sg ready historie 2
Abbildung 7. Widget - Historische Ansicht (2)

In dem Beispiel oben wurde im automatischen Modus nur der Betriebszustand Einschaltempfehlung ausgewählt. Dieser wird zu Zeiten, in denen PV-Überschussstrom zur Verfügung steht, aktiviert. In den anderen Zeiten lief die Wärmepumpe im Normalbetrieb.

Mehr Informationen über das SG-Ready Label für Wärmepumpen finden Sie unter https://www.waermepumpe.de/normen-technik/sg-ready/

FAQ - Frequently Asked Questions

Im Folgenden finden Sie die Antworten zu häufigen Fragen zu unserer App

1. Ich nutze eine Warmwasserwärmepumpe mit SG-Ready-Label, die nur über einen Regler/potenzialfreien Kontakt verfügt. Kann ich die App trotzdem nutzen?

Ja. Bei diesen Wärmepumpen dient der Regler der automatischen Ansteuerung und ermöglicht eine Erhöhung der Warmwasser-Solltemperatur zum Zweck der thermischen Speicherung. Auch hier lässt sich die App einsetzen. Allerdings muss bei der Verwendung beachtet werden, dass bei nur einem potenzialfreien Kontakt auch nur zwei Zustände (0 oder 1) geschaltet werden können. Wir empfehlen deshalb die Auswahl der beiden folgenden Kombinationen von Betriebszuständen.

  • Einschaltempfehlung (0 | 1) bzw. Normalbetrieb (0 | 0) oder

  • Einschaltbefehl (1 | 1) bzw. Normalbetrieb (0 | 0)

Technisch unterscheiden sich die Kombinationen oben nicht für die Wärmepumpe, da in beiden Fällen ein Kontakt geschaltet wird und die Vorlauftemperatur angehoben wird. Der Unterschied liegt rein in der Auswahl an Parametrierungsmöglichkeiten in der App. Mit der ersten Kombination wird das Relais nur in Abhängigkeit der Überschusseinspeisung geschaltet. Mit der unteren Kombination kann zusätzlich der Ladezustand des Speichers als weiterer Schwellwert hinzugezogen werden.

Das Beispiel unten zeigt die Verwendung der App mit einer Stiebel Eltron WWK200 Warmwasserwärmepumpe. Die Wärmepumpe ist nur über einen potenzialfreien Kontakt mit der EMS Anschlussbox (Harting Stecker) verbunden.

waermepumpe faq

Hier wurde sich für die obere der zwei Kombinationen entschieden. Ab einer Überschusseinspeisung von 2000 W wird der potenzialfreie Kontakt der Wärmepumpe geschaltet. Der Verdichter erhöht anschließend die Vorlauftemperatur von 55 °C auf 65 °C. Unabhängig davon, ob das Signal noch anliegt, bleibt die Wärmepumpe nun mindestens 20 Minuten in diesem gesteigerten Betriebsmodus. Sollte nach 20 Minuten das Signal weiterhin anliegen, bleibt die Wärmepumpe weiterhin in diesem Modus. Anderenfalls wechselt sie in den normalen Betriebsmodus (Normalbetrieb) zurück.