Der Betrieb einer Wärmepumpe ist in den meisten Fällen etwas, was eben läuft. Sind die Parameter einmal eingestellt, dann verrichtet die Heizung ihre Tätigkeit ohne ein Dazutun des Besitzers. Schnell findet man heraus, dass die Pumpe nur in die Vergangenheit schauen kann und nicht in die Zukunft.
Der Außentemperaturfühler misst fleißig den aktuellen Wetterzustand, aber hat keine Ahnung, ob morgen Kaltluft kommt oder der Sommer etwas Kühlbetrieb verlangt. Sobald man eine Photovoltaikanlage auf dem Dach hat, und deren Strom möglichst weit nutzen möchte, wird es langsam komplex. Damit man den Überblick nicht verliert, hat blog.stromhaltig einige generellen Schritte zusammengetragen, die den Aufbau einer smarten Wärmepumpe erlauben.
Den Anfang machen die Minima. Minimale Raumtemperatur (18°), minimale Warmwassertemperatur (38°), Frostschutz (AT Grenze 2°). Egal, was das Wetter sagt, bei diesen Werten muss eine Aktion ausgeführt werden. Dies bedeutet auch, dass es in diesem Fall egal ist, ob die Sonne gerade scheint und der Stromspeicher voll ist. Koste es was es wolle – diese Werte dürfen nicht unterschritten werden.
Bei der im Casa Stromhaltig verbauten Wärmepumpe gibt es einen Parametersatz für “Nachtabsenkung” und einen für den Tagbetrieb. Ohne Intelligenz wird per Timer umgeschaltet, jedoch kann man alle Werte auch individuell setzen. Bei der Nachtabsenkung werden die Minima definiert. Diese gilt, wenn nichts anderes passiert für alle Stunden des Tages. Dies hat den Vorteil, dass im Falle eines Ausfalls der (externen) Steuerung ein kurzer Stromentzug reicht, um zumindest die Minima garantiert zu haben.
Die eigentliche Optimierung – bzw. der vorausschauende Betrieb – hat den Konflikt, dass es auf der einen Seite ein Angebot von günstigem Strom gibt das schwankt, auf der anderen Seite die benötigte Wärmemenge. Man kann es mathematisch beweisen, dass es nichts bringt, wenn man die benötigte Wärmemenge vorhersieht. Ist heute schlechtes Solar-Wetter (Schneefall) und danach kommt die Kaltfront mit eisigen Temperaturen, dann muss diese Information von der Erzeugung aus verwendet werden.
Im Falle der WP des Casa Stromhaltig wird für die kommenden 7 Tage ermittelt, welche Erzeugung die PV-Anlage bringen wird. Besteht ein genereller Wärmebedarf, so wird durch Erhöhung der Sollwerte der Heizung diese zum Stromverbrauch gezwungen. Im Winter besteht so die Grenze für die Raumtemperatur bei 28° – für Warmwasser bei 50°. Geht die Erzeugung zurück, so werden diese Werte parallel nach unten geändert, bis die Minima erreicht werden.
Der Gedanke, der hinter diesem Betriebskonzept steckt, ist einfach erklärt. Die Isolation des Hauses hat einiges an Geld verschlungen. Sie sorgt dafür, dass bei 0 Grad und leichtem Wind die Temperatur um maximal 1,5°/24 Stunden zurückgeht. Beim Warmwasser sind es 0,37°/Stunde (ohne Verbrauch). Das Haus wird zum Stromspeicher, da man den Verbrauch der kommenden Tage vorwegnehmen kann.
Es gibt allerdings einen Nebeneffekt, der hier nicht verschwiegen werden soll. Schaut man auf die Kilo-Watt-Stunden oder die Jahresarbeitszahl (JAZ), so werden sich diese Werte deutlich verschlechtern. Der Geldbeutel freut sich trotzdem :) – und die 28 Grad sind auch sehr angenehm. Das Betriebskonzept widerspricht selbstverständlich jeglicher isolierten Betrachtung einer Wärmepumpe, denn diese sollen eigentlich immer träge mit einer konstanten Temperatur betrieben werden. Wir kennen alle, dass 1 Grad mehr 5% mehr Stromverbrauch ist.
Auf Basis der Werte aus den letzten 4 Jahren kann gesagt werden, dass der Stromverbrauch um etwa 5% ansteigt, die Raumtemperatur real zwischen 21° und 24° schwankt – die 28° wurden nie “gefahren”. Die 18° gab es, jedoch war es der Ausfall der Steuerungssoftware.
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