Simon Buddle befasst sich mit der Steuerung von Wärmepumpen zum Heizen und Kühlen, und wie KNX Installateure den Vorteil der Kühlung mit geringen oder gar keinen zusätzlichen Kosten hinzufügen können.
Es ist schon einige Jahre her, dass die Wärmepumpe zum ersten Mal auf dem Markt erschien. Ich erinnere mich, dass Klempner damals sagten, es sei vielleicht an der Zeit, sich zur Ruhe zu setzen, anstatt sich mit dieser neumodischen Technologie zu beschäftigen. Damals bestand das größte Problem darin, dass Wärmepumpen nicht die für die Warmwasserversorgung erforderlichen Temperaturen von 60 °C erreichen konnten. Die separate Frage, wie man einen Heizkessel und eine Wärmepumpe in Einklang bringt, war nicht viel mehr als ein 3-Wege-Ventil und etwas Logik. Wenn man die Höchsttemperatur der Wärmepumpe kannte, war es einfach, auf den Heizkessel umzuschalten, um den Rest des Weges bis zu 60 °C zu schaffen, oder sogar die Heizstäbe zu verwenden, wenn kein Heizkessel vorhanden war. Aber es ist wahr, dass das Wort "Wärmepumpe" so manchem Klempner das Fürchten lehrte.
Gegenwärtige Möglichkeiten von Wärmepumpen
Nach fast zehn Jahren werden sie als Standardwärmequelle installiert. Das Problem der mangelnden Fähigkeit zur Warmwasserbereitung ist überholt, und viele Hersteller verfügen inzwischen über einen voll funktionsfähigen Regler, der die Heizung und Kühlung eines durchschnittlichen Hauses steuert. Das setzt natürlich voraus, dass das Haus nur einen Thermostat und einen einzigen Speicher benötigt. Viele der Häuser, die wir betreuen, haben sehr viel komplexere Anforderungen.
Kühlung
Ein weiterer Fortschritt in der Wärmepumpentechnologie ist die Möglichkeit, sowohl zu kühlen als auch zu heizen. Der Prozess ist derselbe, nur in umgekehrter Richtung. Anstatt also Wärme von draußen ins Haus zu holen, holt die Wärmepumpe die Wärme aus dem Haus und bringt sie nach draußen. In unserer Welt bedeutet dies, dass kaltes/kaltes Wasser durch die Fußbodenheizungskreisläufe geleitet wird. Das ist ein unkomplizierter Prozess, aber er erfordert etwas mehr Überlegung als "nur Heizen".
Allgemeine Grundsätze
Ich betrachte die Heizungsregelung als eine einfache hierarchische Pyramide mit dem Raumtemperaturregler an der Unterseite. Für jeden Verteiler erhalten wir ein Bedarfssignal auf der Grundlage der daran angeschlossenen Räume. Daraus entstehen dann mehrere Bedarfssignale, die ein einziges globales Wärmebedarfssignal erzeugen. Dieses wiederum treibt den Kessel und die zugehörige Anlage an, um Wärme an die Räume zu liefern. Ich bin sicher, dass all dies den meisten bekannt ist.
Bei einer Wärmepumpe im Kühlbetrieb ist der Prozess bis auf zwei entscheidende Elemente identisch:
1) Es wird Kälte und nicht Wärme benötigt.
2) Eine Wärmepumpe kann nur Wärme oder Kälte liefern, nicht beides gleichzeitig.
Wenn es sich bei der Wärmepumpe um ein komplettes System mit einem einzigen Thermostat handelt, wie z. B. bei einer Standardkonfiguration für ein Haus, gibt es keinen Grund zur Sorge. Wenn wir jedoch in die komplexere Welt eines KNX Hauses kommen, müssen wir ein wenig darauf achten, wie dies erreicht wird.
KNX-Lösung
Der wichtigste Punkt hier ist, dass wir eine gewisse Logik benötigen. Thermostate können sowohl Heiz- als auch Kühlsignale ausgeben. Aber wenn eines eingeschaltet ist, muss das andere ausgeschaltet sein, da nicht beide gleichzeitig wahr sein können. Da sich die Wärmepumpe nur in dem einen oder dem anderen Zustand befinden kann, erscheint es sinnvoll, eine Sommer-/Winterfunktion zu verwenden, die durch den Kunden oder die Jahreszeit aktiviert wird, um die Umschaltung der Wärmepumpe zu signalisieren. Die Logik kommt ins Spiel, wenn wir das Heizsystem ohne Wärme laufen lassen müssen, indem wir die Verteilerventile öffnen, die lokalen Pumpen laufen lassen und alle 2-Port-Ventile zum Verteiler öffnen. Die Logik ist erforderlich, damit wir das Ventil öffnen können, wenn Heizbedarf besteht, oder im Sommerbetrieb, wenn Kühlbedarf besteht. Damit das funktioniert, ist ein einfaches ODER-Gatter am Ventil erforderlich.
Dies ist eine neue(re) Entwicklung in der Welt des Heizens/Kühlens, die ein wenig mehr Nachdenken unsererseits erfordert. Möglicherweise müssen die Hersteller ihren Heizungsreglern das ODER-Gatter hinzufügen, damit wir dies auf einfache und robuste Weise tun können. Zennio und ABB zum Beispiel haben die Logik in ihre Stellantriebe eingebaut, aber nicht alle Hersteller tun das, also seien Sie vorsichtig bei der Produktauswahl.
Feuchtigkeitsmessung
Der Einbau von Temperatursensoren in den Boden, die einen Überhitzungsalarm auslösen, um den Boden vor Schäden zu schützen, ist seit Jahren die gängige Installationsmethode. Viele dieser Geräte können auch vor zu starker Abkühlung schützen, aber sie können nicht den Taupunkt ermitteln - den Punkt, an dem die Luft mit Wasser gesättigt ist und sich Tröpfchen zu bilden beginnen. Dies kann für den Fußboden, ob aus Holz oder mit Teppichboden, ebenso katastrophal sein. Der Taupunkt ist abhängig von der Raumtemperatur und der Luftfeuchtigkeit, die beide variieren.
Weitere Informationen finden Sie unter HLK: Die Bedeutung der Luftfeuchtigkeit für KNX Installateure.
Abschluss
Wie immer sind wir in der KNX Welt wunderbar aufgestellt, um komplexe Systeme zu steuern. Das Aufkommen der Wärmepumpentechnologie bietet uns eine weitere Gelegenheit, unseren Kunden zu sagen: "Ja, wir können Ihnen dabei helfen. Wenn man also bedenkt, dass die einzige wirkliche Ergänzung des Systems, um die Kühlung zu erleichtern, ein kleines Stück Logik ist, fühlt es sich so an, als ob wir unserem Kunden einen großen Vorteil zu geringen oder gar keinen zusätzlichen Kosten gegeben haben.
Simon Buddle CEng MIET ist Berater bei Future Ready Homes, einem Spezialisten für die Entwicklung von BMS- und ELV-Systemen.
