Module - Techniker

Modul DeltaT

Technische Anleitung: Modul Umschaltlogik (Delta-T)

1. Funktion des Moduls

Dieses Modul dient zur intelligenten Steuerung eines Umschaltventils zwischen zwei Wärmequellen (z.B. Pufferspeicher A und Pufferspeicher B). Es wählt automatisch oder manuell, welche der beiden Wärmequellen für den Heizbetrieb genutzt wird.

2. Konfiguration und Parameter

Die Funktion des Moduls wird über die folgenden Einstellungen in der Benutzeroberfläche angepasst.

2.1. Betriebsmodus

Mit diesem Parameter wird die grundlegende Arbeitsweise des Moduls festgelegt.

2.2. Einstellungen für "Auto: Delta-T"

Dieser Parameter ist nur relevant, wenn der Betriebsmodus Auto: Delta-T gewählt ist.

2.3. Allgemeine Einstellungen


3. Wichtige Systemkonfiguration

Damit das Modul korrekt funktioniert, müssen die zugewiesenen Master-Module (typischerweise Pufferspeicher) und deren Wärmeerzeuger korrekt konfiguriert sein. Nur so werden die Ein- und Ausschalthysteresen der jeweiligen Puffer korrekt beachtet.

3.1. Primärer Master (z.B. Puffer der Wärmepumpe)

3.2. Sekundärer Master (z.B. Puffer des Ölkessels)

Die Missachtung dieser Einstellungen führt zu Fehlfunktionen in der Anforderungskette.


4. Funktionsweise der Automatik-Modi

Modus "Auto: Primär geführt"

Dieser Modus ist für eine Haupt-Wärmequelle (z.B. Wärmepumpe) konzipiert, die bei Bedarf von einer zweiten Quelle (z.B. Ölkessel) unterstützt wird. Die Logik kombiniert die Freigabe-Signale der zentralen Modul_Kaskade mit einer intelligenten, temperaturbasierten Logik zur optimalen Wärmenutzung.

Anforderungslogik

Die Anforderung von Wärme an die übergeordneten Master (Pufferspeicher) folgt strikt der aktuellen Ventilstellung, um sicherzustellen, dass nur der Wärmeerzeuger angefordert wird, der auch tatsächlich genutzt wird.

Der Master (z.B. ein Puffer-Modul im Automatik-Modus) entscheidet dann selbstständig, ob er aufgrund der Anforderung seinen eigenen Wärmeerzeuger (z.B. Wärmepumpe) starten muss.

Umschaltlogik

Die Logik zum Umschalten des Ventils wird nur ausgeführt, wenn eine aktive Heizanforderung im System vorliegt.

Modus "Auto: Delta-T"

Dieser Modus ist ideal für zwei gleichwertige Wärmequellen. Es wird immer die Quelle mit der höheren Temperatur genutzt.

Modul Power 2 Heat

Technische Anleitung: Modul Power-2-Heat

1. Funktion des Moduls

Dieses Modul dient zur intelligenten Steuerung eines stufenlos regelbaren Heizstabs (oder eines ähnlichen elektrischen Verbrauchers). Sein Hauptzweck ist die Maximierung des Eigenverbrauchs von überschüssiger Energie, typischerweise von einer Photovoltaik-Anlage.

Das Modul überwacht kontinuierlich den Energieüberschuss am Netzanschlusspunkt des Gebäudes. Basierend auf diesem Wert regelt es die Leistung des Heizstabs so, dass der überschüssige Strom direkt in Wärme umgewandelt wird, anstatt ihn ins öffentliche Netz einzuspeisen.

2. Konfiguration und Parameter

Die Funktion des Moduls wird über die folgenden Einstellungen in der Benutzeroberfläche angepasst.

2.1. Betriebsmodus

Mit diesem Parameter wird die grundlegende Arbeitsweise des Moduls festgelegt.

2.2. Grundeinstellungen

Diese Parameter definieren die Hardware des Heizstabs.

2.3. Regelungsparameter (nur für Automatik-Modus)

Diese Einstellungen beeinflussen, wie sensibel und schnell die Automatik auf Änderungen im Stromnetz reagiert.

2.4. Manuelle Vorgabe (nur für Manuell-Modus)


3. Funktionsweise der Automatik

Im Automatik-Modus versucht das Modul, den Netzbezug bei 0 W zu halten, indem es den Heizstab als regelbaren Verbraucher nutzt.

4. Energiezählung

Das Modul protokolliert den Energieverbrauch des Heizstabs. In der Visualisierung können die folgenden Werte eingesehen werden:

Energie Manager

Technische Anleitung: Energy Manager

1. Funktion des Moduls

Der Energy Manager ist die zentrale Intelligenz zur Optimierung des Energieverbrauchs im System. Seine Hauptaufgabe ist es, basierend auf externen Signalen wie Strompreisen, PV-Überschuss oder Smart-Grid-Signalen, eine von vier Betriebszuständen für das gesamte Heizsystem vorzugeben.

Diese Zustände, bekannt als "Smart-Grid-Ready" (SG-Ready) Level, signalisieren den anderen Modulen (z.B. Wärmepumpe, Boiler), ob sie Energie sparen, normal arbeiten, den Verbrauch erhöhen oder den Betrieb sogar zwingend starten sollen.

2. Konfiguration und Parameter

Die Funktion des Moduls wird über die folgenden Einstellungen in der Benutzeroberfläche angepasst.

2.1. Betriebsmodus

Dieser Parameter legt fest, welche externe Quelle zur Bestimmung des Systemzustands herangezogen wird.

2.2. Einstellungen für Modus "Marktpreis"

Diese Parameter definieren, wie auf unterschiedliche Strompreis-Niveaus reagiert werden soll. Sie weisen jedem Preislevel einen der vier SG-Ready-Zustände zu.

2.3. Einstellungen für Modus "PV-Überschuss"


3. Funktionsweise der Modi

3.1. Modus "SG Ready"

Das Modul liest zwei digitale Eingänge aus und setzt den Systemzustand gemäß der SG-Ready-Spezifikation:

Eingang 1 Eingang 2 Resultierender Zustand Beschreibung
0 0 Normalbetrieb Standardbetrieb ohne Einschränkungen.
0 1 Einschaltempfehlung Das System sollte, wenn möglich, den Verbrauch erhöhen (z.B. Puffer stärker laden).
1 0 Sperre Das System sollte den Betrieb für eine bestimmte Zeit unterbrechen, um das Netz zu entlasten.
1 1 Zwangseinschaltung Das System muss den Verbrauch zwingend starten (MANDATORY_BOOST), um überschüssige Energie aus dem Netz aufzunehmen.

3.2. Modus "Marktpreis"

Das Modul empfängt die aktuellen Strompreise und ordnet sie einer Preiskategorie zu (z.B. "günstig", "teuer"). Anschließend setzt es den Systemzustand auf den Zustand, den der Benutzer für diese Preiskategorie konfiguriert hat.

3.3. Modus "PV-Überschuss"

  1. Messen: Das Modul liest die aktuelle Leistung am Zähler. Wenn am Netzanschlusspunkt gemessen wird, wird der aktuelle Verbrauch der Wärmepumpe herausgerechnet, um ein "Schwingen" der Regelung zu vermeiden (Potentialberechnung).
  2. Mitteln: Der Messwert wird über die eingestellte Anzahl an Zyklen geglättet.
  3. Hysterese & Zeitverzögerung:
    • Übersteigt der (negative) Messwert die Boost-Schwelle für die Dauer der Einschaltverzögerung, wechselt das System in den Zustand Zwangseinschaltung (MANDATORY_BOOST).
    • Fällt der Wert unter die Normal-Schwelle für die Dauer der Ausschaltverzögerung, wird wieder auf Normalbetrieb geschaltet.
    • Liegt der Wert zwischen den Schwellen, bleibt der aktuelle Zustand erhalten und die Zeitverzögerungs-Timer werden angehalten.
  4. Bereitstellen: Der gemittelte Überschusswert wird anderen Modulen (wie ModulPower2Heat) zur Verfügung gestellt.

4. Ausgabe und Wirkung auf Module

Das primäre Ergebnis des Energy Managers ist der Server SG_State. Alle anderen Module im System, die energie-optimiert arbeiten können, reagieren auf diesen Zustand.

Wirkung der SG-Ready-Zustände

Zustand Temperatur-Offset Puffer Boiler Heizkreis
Normalbetrieb (0) 0 Normal Normal Normal
Sperre (1) Absenkung Ladesperre Ladesperre Absenkung
Einschaltempfehlung (2) Anhebung Anhebung Anhebung Anhebung
Zwangseinschaltung (3) Boost Erzwungene Ladung Erzwungene Ladung Anhebung
Reduzierter Betrieb (4) Absenkung Absenkung Absenkung Absenkung

Zwangseinschaltung (MANDATORY_BOOST): Puffer und Boiler starten eine Ladung auch dann, wenn die normale Hysterese-Startbedingung noch nicht erreicht ist. Die Ladung startet, sobald die Temperatur unter der (durch den Boost-Offset angehobenen) Solltemperatur liegt. Die Abschaltung erfolgt weiterhin normal bei Erreichen der Solltemperatur.

Sperre (LEGACY_LOCKOUT): Puffer und Boiler werden aktiv an einer Ladung gehindert. Laufende Ladungen werden gestoppt. Beim Heizkreis wirkt nur die Temperatur-Absenkung, da dieser keine Ladepumpe hat.

Modul Wärmepumpe

Technische Anleitung: Modul Wärmepumpe (Acond)

1. Funktion des Moduls

Dieses Modul dient der Ansteuerung und Regelung einer Acond Wärmepumpe. Es fungiert als Schnittstelle zwischen der übergeordneten Systemlogik (Heizanforderungen, Kaskaden-Management) und der spezifischen Steuerung der Wärmepumpe über Modbus.

Das Modul empfängt eine Soll-Temperatur vom System und regelt die internen Komponenten der Wärmepumpe (Kompressor, Pumpe) so, dass diese Temperatur effizient erreicht wird. Es stellt zudem Betriebsdaten, Leistungs- und Energiewerte zur Visualisierung und für andere Systemmodule bereit.

2. Konfiguration und Parameter

Die Funktion des Moduls wird über die folgenden Einstellungen in der Benutzeroberfläche angepasst.

2.1. Betriebsmodus

2.2. Kaskaden- & Bivalenz-Einstellungen

Diese Parameter steuern das Verhalten der Wärmepumpe im Zusammenspiel mit anderen Wärmeerzeugern.

2.3. Regelungsparameter (Heizen)

Diese Einstellungen definieren, wie die Wärmepumpe ihre Leistung im Heizbetrieb anpasst.

2.4. Drehzahl-Kennlinie (Speed Points)

Die Leistung der Wärmepumpe ist stark von der Außentemperatur abhängig. Über vier Kennlinienpunkte (SP1 bis SP4) wird die minimale und maximale Kompressordrehzahl in Abhängigkeit von der Außentemperatur festgelegt. Das System interpoliert zwischen diesen Punkten, um die optimale Drehzahl für die jeweilige Witterung zu finden.

2.5. Laufzeit-Einstellungen

2.6. Silent-Modus

Ermöglicht einen zeitgesteuerten, geräuschreduzierten Betrieb (z.B. nachts).


3. Funktionsweise der Automatik

  1. Anforderung: Das Modul erhält eine Heizanforderung (Soll-Vorlauftemperatur) von der übergeordneten Regelung (z.B. von einem Heizkreis oder Pufferspeicher).

  2. Freigabe: Das Modul prüft, ob die Freigabebedingungen erfüllt sind:

    • Die Außentemperatur liegt über der eingestellten Bivalenztemperatur.
    • Die Mindeststandzeit seit dem letzten Lauf ist abgelaufen.
  3. Regelung:

    • Die Wärmepumpe startet. Die Mindestlaufzeit beginnt.
    • Der Kompressor wird je nach gewähltem PID-Reglermodus entweder über die Drehzahl oder die thermische Leistung geregelt, um die geforderte Rücklauftemperatur zu erreichen. Die erlaubte Leistung wird dabei dynamisch aus der Kennlinie anhand der aktuellen Außentemperatur ermittelt.
    • Die interne Pumpe wird gleichzeitig so geregelt, dass die eingestellte Spreizung (Rücklauf-Delta-T) zwischen Vor- und Rücklauf eingehalten wird.
  4. Abschaltung: Die Wärmepumpe schaltet ab, wenn keine Heizanforderung mehr besteht. Die Mindeststandzeit beginnt.

4. Kaskadenbetrieb

Im Zusammenspiel mit anderen Wärmeerzeugern meldet das Modul kontinuierlich seinen Status an die Kaskadenlogik: