Es gibt im Jahre 2020 in einem industriell geprägten Land der Dichter und Denker immer noch Energieversorgungsunternehmen (EVU) die meinen, durch eine Abschaltung der kompletten Stromversorgung ihre Last in Spitzenlastzeiten reduzieren zu wollen.
Wärmepumpenstrom
Der Wärmepumpenstrom ist nichts anderes als ganz normaler Strom. Es gibt keine extra Kraftwerke oder Leitungen für Wärmepumpenstrom.
Wärmepumpenstrom ist ein Stromtarif, der oft günstiger ist als “normaler Hausstrom”. Der Nachteil des Wärmepumpenstromtarifs ist, daß das EVU den Verbraucher in der Stromaufnahme regeln möchte.
Im Prinzip ist nichts dagegen einzuwenden, daß ein EVU dem Kunden einen Stromtarif zur Verfügung stellt, der günstiger ist und dafür die Wärmepume in ihrer Stromaufnahme, je nach Last im Stromnetz, geregelt wird.
Das Problem ist die Art wie die EVUs die Verbrauchsregelung implementiert haben.
In den meisten Fällen wird zu gleichen Zeit an alle Wärmepumpenstrombezieher ein Signal gesendet, welches in Folge die Stromversorgung zur Wärmepumpe hart abschaltet.
Hartes Abschalten der Wärmepumpe
Die Prozesse in einer Wärmepumpe sind recht komplex. Da wird Gas bis 40bar verdichtet. Dann wird es transportiert, verflüssigt, weiter transportiert, entspannt, wieder angesaugt, usw.
Es gibt unterschiedliche Drücke, Aggregatzustände, Ventilöffnungswinkel, Drehzahl des Verdichters, Wärmetransport zum Kältemittel und Wärmetransport in das Heizkreiswasser, etc.
Dieser Prozess ist ein sehr dynamischer Prozess.
Weitere Folgen der harten Abschaltung
Wird die Stromversorgung zur Wärmepumpe abgeschaltet, dann funktioniert natürlich weder die Steuerung noch die Umwälzpumpe. Das hat zur Folge, daß eine angeschlossene Pumpengruppe nicht arbeiten kann (z.B. Haus weiterhin aus dem Pufferspeicher versorgen). Übernimmt die Wärmepumpe auch die Ansteuerung der Solarpumpe, dann ist diese während der Abschaltung nicht aktiv.
Nutzt der Kunde die Solarpumpe um das Wasser in der Kaminwassertasche umzuwälzen, so ist diese auch nicht in Betrieb und der Kaminofen wird überhitzen.
Bei Monoblockgeräten funktioniert der Frostschutz nicht, weil die Umwälzpumpe nicht in Betrieb ist.
Hinkende Vergleiche
In diesen Prozess eingreifen, indem man den Strom abschaltet, ist wie einem Sprinter ein Bein zu stellen damit er anhält. Das geht ein paar mal gut, irgendwann (sollte er sich nichts gebrochen haben) fragt der Sprinter aber: “Warum sagt ihr mir nicht, dass ich anhalten soll? Dann kann ich in Ruhe auslaufen und stoppen.”
Ein anderes hinkendes Beispiel: Einem Auto bei voller Fahrt den Motor abschalten mag auch ein paar mal gut gehen. Erst recht, wenn man vorher einen Berg hochgefahren ist. Wer dann den Motor abschaltet, erfreut die Werkstatt, die sich am Zylinderkopf oder Turbolader zu schaffen machen muss.
(Jüngere Elektroautofahrer lassen sich bitte im nächstgelegenen Technikmuseum den Verbrennungsmotor erklären. Dieser müsste gleich neben der Dampfmaschine ausgestellt sein.)
Der richtige Weg
Will das EVU den Stromverbrauch in ihren Wärmepumpenstromtarifen regeln, dann bitte auf eine nicht schädliche Art und Weise.
Verdichterabschaltung über “external comp. SW”
Die Panasonic Zusatzplatine CZ-NS4P hat einen Eingang “ext. comp. SW”. Dieser Eingang kann benutzt werden, um den Verdichter von Außen abzuschalten. Der Verdichter bekommt ein Abschaltsignal und kann seine Arbeit beenden. Die Steuerung und Umwälzpumpe sind weiterhin in Betrieb.
Das EVU schaltet mit ihrem Rundsteuersignal einen potentialfreien Kontakt (Relais/Schütz). Damit wird der Eingang “EXTERNAL COMP. SW” geschaltet.
Der Eingang “ext. comp SW” muss im Installateursetup konfiguriert werden, sonst ist dieser ohne Funktion.
Wichtiger Hinweis für Monoblock wärmepumpen
Wegen einer unglücklichen Spezifizierung der Controllersoftware, schaltet diese Funktion auch den Frostschutz ab. Damit darf diese Verdichterabschaltung nicht verwendet werden bei Monoblockgeräten, die Temperaturen unter 0°C ausgesetzt werden können. Klartext: Wenn Monoblock, dann diese Funktion nicht verwenden.
Zeitschaltuhr
Die Wärmepumpe bietet die Möglichkeit Timer (Zeitschaltuhr) einzurichten. Man könnte einen Timer einrichten, der die Wärmepumpe wenige Minuten vor Abschaltung durch das EVU abschaltet und nach einigen Minuten wieder einschaltet. Die Wärmepumpe wird, sobald der Strom vom EVU wieder anliegt, sich einschalten.
Zeitschaltuhr 2
Dazu ist die Zusatzplatine CZ-NS4P notwendig.
Eine Zeitschaltuhr schaltet den Eingang “EXTERNAL COMP. SW” wenige Minuten vor Abschaltung durch das EVU ab und nach der Abschaltung wieder ein. Der Eingang “EXTERNAL COMP. SW” muss im Installateursetup konfiguriert werden, sonst ist dieser ohne Funktion.
Umschaltung auf Haushaltsstrom
Dieses Vorgehen muss mit dem Elektriker und dem EVU abgesprochen werden. Es funktioniert nur, wenn die Abschaltungen zu definierten Zeiten erfolgen.
Der Wärmepumpenstrom kommt aus der gleichen Versorgungsleitung wie der Haushalststrom. Das besondere am Wärmepumpenstrom ist nur die Abrechnung und die Abschaltung. D.h. der Strom wird vor den Zählern abgezweigt und auf zwei Zähler verteilt. Hinter dem Wärmepumpenstromzähler ist noch ein Schütz, welches vom Rundsteuerempfänger oder teilweise durch eine Zeitschaltuhr gesteuert wird.
Der Vorteil dieser Schaltung ist, daß keine Abschaltung der Versorgungsspannung der Wärmepumpe statt findet. Die Wärmepumpe ist stets mit elektrischer Energie versorgt.
Man kann technisch folgendes tun:
- Wenige Minuten vor dem Anschalten durch das EVU wird die Wärmepumpe auch auf den Haushaltsstrom geschaltet (Phasengleichheit beachten). Steuerung erfolgt über eine Zeitschaltuhr.
- Sobald das EVU abschaltet wird die Wärmepumpe über den Haushaltsstrom versorgt (teurerer Tarif).
- Nachdem das EVU den Wärmepumpenstrom wider freigegeben hat, wird die Versorgung vom Haushaltsstrom (gesteuert durch die Zeitschaltuhr) gekappt.
Smart Grid Steuerung
Die Panasonic Zusatzplatine CZ-NS4P bietet zwei Eingänge mit dennen sich die Vorlauftemperatur und damit indirekt die Leistungsaufnahme regeln lassen. Es können zwei Stufen geschaltet werden. Jede Stufe entspricht einem konfigurierbaren Wert. Dieser Wert kann zwischen 50-150% liegen.
Damit lässt sich von Außen die Leistungsaufnahme auch erhöhen (z.B. bei Stromüberschuss im Netz)
Leistungsaufnahmebegrenzung mittels 0-10V Signal
Auf der Panasonic Zusatzplatine CZ-NS4P befindet sich ein Eingang für ein 0-10V Signal. Damit lässt sich die Stromaufnahme des Verdichters begrenzen.
Fazit
Panasonic hat einige Möglichkeiten implementiert, wie eine EVU Sperre unschädlich durchgeführt werden kann. Bitte sprechen Sie ihren Stromversorger auf diese Punkte an.