# 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

*   **Modus:** Legt die grundlegende Arbeitsweise fest.
    *   `Aus`: Die Wärmepumpe ist deaktiviert.
    *   `Manuell`: Manuelle Steuerung (derzeit nicht implementiert, verhält sich wie `Aus`).
    *   `Automatik`: Die Wärmepumpe reagiert auf Heizanforderungen aus dem System.
    *   `Nur Heizstab`: Ausschließlich der elektrische Heizstab wird für die Wärmeerzeugung verwendet. Der Kompressor der Wärmepumpe bleibt dauerhaft abgeschaltet. Dieser Modus ist z.B. bei einem Kompressor-Defekt sinnvoll oder bei extremen Außentemperaturen, bei denen der Wärmepumpenbetrieb nicht mehr möglich ist. Kühlbetrieb ist in diesem Modus nicht verfügbar.

### 2.2. Kaskaden- & Bivalenz-Einstellungen

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

*   **Kaskaden-Priorität:** Legt die Priorität der Wärmepumpe fest, wenn mehrere Wärmeerzeuger verfügbar sind. Eine niedrigere Zahl bedeutet eine höhere Priorität (z.B. `1` ist höher als `2`).
*   **Bivalenztemperatur:** Die Außentemperatur, unter der die Wärmepumpe gesperrt wird und ein anderer Wärmeerzeuger (z.B. ein Heizstab oder Ölkessel) übernehmen muss.
*   **Maximale Temperatur:** Die maximale Vorlauftemperatur, die die Wärmepumpe im Kaskadenbetrieb anstreben soll.

### 2.3. Regelungsparameter (Heizen)

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

*   **Rücklauf-Delta-T:** Die gewünschte Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf. Die interne Pumpe wird so geregelt, dass dieser Wert erreicht wird.
*   **PID-Reglermodus:** Bestimmt die Kernstrategie, nach der die Leistung des Verdichters geregelt wird.
    *   `Drehzahl`: Der Regler passt die **Verdichterdrehzahl** direkt an, um die Soll-Rücklauftemperatur zu erreichen. Dies ist eine einfache und robuste Regelungsart.
    *   `Thermische Leistung`: Der Regler ermittelt basierend auf der Rücklauftemperatur eine **Soll-Wärmeleistung in Watt**. Ein zweiter, unterlagerter Regler passt dann die Verdichterdrehzahl so an, dass die Wärmepumpe exakt diese Wärmeleistung abgibt. Dies ermöglicht eine präzisere Leistungsdosierung.
    *   `Elektrische Leistung`: Dieser Modus ist für zukünftige Erweiterungen vorgesehen (z.B. für die Anbindung an einen Energy Manager) und aktuell nicht implementiert.

### 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.

*   **SPx Temperatur:** Die Außentemperatur für diesen Kennlinienpunkt.
*   **SPx Min. Drehzahl:** Die minimale Kompressordrehzahl bei dieser Temperatur.
*   **SPx Max. Drehzahl:** Die maximale Kompressordrehzahl bei dieser Temperatur.

### 2.5. Laufzeit-Einstellungen

*   **Mindestlaufzeit:** Die minimale Zeit in Minuten, die der Kompressor nach dem Start laufen muss. Verhindert schädliches Takten.
*   **Mindeststandzeit:** Die minimale Zeit in Minuten, die der Kompressor nach dem Abschalten ausgeschaltet bleiben muss.

### 2.6. Silent-Modus

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

*   **Silent-Modus aktiv:** Aktiviert oder deaktiviert die Funktion.
*   **Startzeit / Stoppzeit:** Definiert den Zeitraum, in dem der Silent-Modus aktiv ist.

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## 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:

*   **Priorität:** Die eingestellte Priorität.
*   **Betriebsbereitschaft (`EnergyLow`):** Das Modul meldet, ob es aktuell ineffizient läuft (z.B. weil die Temperaturdifferenz am Verdampfer zu gering ist). Die Kaskade kann dann entscheiden, einen anderen Wärmeerzeuger zu nutzen.
*   **Kosten pro kWh:** Basierend auf dem aktuellen Strompreis und dem Wirkungsgrad (COP) berechnet das Modul die Kosten für eine erzeugte Kilowattstunde Wärme. Dies ermöglicht der Kaskade eine ökonomische Entscheidung.