Die speziell für Wärmepumpen-Heiz- und Kühlanlagen entwickelte Raumtemperaturregelung ermöglicht einen hohen Komfort bei maximaler Effizienz.

Im Mittelpunkt steht der Komfort des Bewohners, der in jedem Raum die von ihm gewünschte Temperatur einstellt. Die intelligente Raumtemperaturreglung ermittelt und optimiert die benötigte Systemtemperatur.
Zu beachten sind dabei die Einflussfaktoren:

• externer Wärmegewinne (z.B. solare Einstrahlung auf der Südseite des Gebäudes),

• Interne Wärmegewinne (z.B. Abwärme von technischen Geräten, Kamin, etc.)

• Trägheit und Speichermasse des Gebäudes (z.B. hochwärmegedämmte Häuser kühlen in kalten Nächten nicht aus)

Grundlagen

Die Wärmepumpenregelung ermittelt die benötigte Systemtemperatur, welche zur Beheizung der einzelnen Räume notwendig ist. Um das System mit hoher Effizienz zu betreiben, wird stets die optimale Rücklauftemperatur ermittelt.

Die empfundene Raumtemperatur wird nicht nur durch die Lufttemperatur, sondern auch durch die Temperatur der Raumumschließungsflächen (Decke, Wände und Boden) bestimmt. Deshalb regelt die intelligente Raumtemperaturregelung nicht nur die Raumtemperatur, sondern zusätzlich die Speichermasse
des Fußbodens.

Regelverhalten

In überhitzten Räumen, z.B. durch solare Energiegewinne, wird die Fußbodenheizung auf der Raumsolltemperatur gehalten. Dadurch kühlt trotz erhöhter Raumtemperatur der Fußboden nicht aus.

Durch den Selbstregeleffekt der Fußbodenheizung wird vermieden, dass der „warme“ Fußboden zusätzlich Wärme an den Raum abgibt.

Eine leichte Überhitzung von Räumen mit internen bzw. externen Wärmegewinnen wird bewusst herbeigeführt.

Sobald die Wärmegewinne wegfallen (z.B. Sonnenuntergang), wird im Gegensatz zu einer herkömmlichen geregelten Raumtemperatur eine Unterkühlung des Raumes vermieden, da die Fußbodentemperatur schon auf dem Niveau der gewünschten Raumtemperatur ist und bei einem Unterschreiten der Solltemperatur sofort Wärme abgibt (Nutzung der Fußbodenheizung als Speicher).

Regelungslogik

• Der Raum mit der höchsten Soll-Ist-Abweichung ist der Referenzraum

• Die permanente Berechnung der Rücklaufsolltemperatur erfolgt in Abhängigkeit der Abweichung von „Raumtemperatur“ zu „Raumsolltemperatur“

• Je größer die Abweichung, desto schneller wird die Rücklaufsolltemperatur erhöht.

Schaltverhalten der Stellventile

Die Stellventile werden vorzugsweise geöffnet, um den Selbstregeleffekt und die Speichermasse der Fußbodenheizung optimal zu nutzen und die Laufzeiten der Wärmepumpe zu verlängern. Nur unter bestimmten Bedingungen werden die Ventile geschlossen.

Wärmepumpe aus

• Die Stellventile werden nur dann geschlossen, wenn die Fußbodentemperatur über der Raumtemperatur liegt (Rücklauftemperatur ist größer als Raumtemperatur und die Raumtemperatur liegt über der Raumsolltemperatur).

• Wenn die Rücklauftemperatur kleiner als die Raumtemperatur ist, kann Wärme vom Raum an den Fußboden abgegeben werden. Dadurch kann Wärmeeintrag in die Fußbodenheizung abgeführt werden (z.B. Sonneneinstrahlung bei bodentiefen Fenstern).

Wärmepumpe “Ein Heizen”

• Die Stellventile werden geschlossen wenn die Raumsolltemperatur überschritten wird (Raumtemperatur
  liegt über der Raumsolltemperatur + einstellbare Hysterese) und die aktuelle Systemtemperatur ≥ der aktuellen Raumtemperatur ist.

Wärmepumpe „Ein Warmwasser- oder Schwimmbadbereitung“

• Bei deaktivierten Heizungsumwälzpumpen werden alle Stellventile geöffnet. Dadurch kann nach dem Wiedereinschalten der Heizungsumwälzpumpen (Spüllauf) die Referenz-Temperatur (Rücklauftemperatur) ermittelt werden. Während einer Warmwasser- oder Schwimmbadbereitung sowie stehenden Heizungsumwälzpumpen ist kein Wärmeeintrag über das Heizsystem möglich.

Einstellung bei der Inbetriebnahme

Die voreingestellten Werte sind auf einen effizienten und komfortbetonten Betrieb ausgelegt und können bei Bedarf an die Nutzeranforderungen angepasst werden.

Maximale Rücklauftemperatur:
Bei der Inbetriebnahme muss der Default-Wert für die maximale Rücklauftemperatur von 45 °C auf das vorhandene Heizsystem angepasst werden. Bei einer Auslegungstemperatur der Fußbodenheizung auf 35/28 °C sollte die Rücklauftemperatur auf 28 °C begrenzt werden.

Hysterese Wärmepumpe:
Um die Regelgenauigkeit zu erhöhen sollte bei einer Fußbodenheizung mit Raumtemperaturregelung die Hysterese der Wärmepumpe zwischen 1 K und 2 K gewählt werden.

Hysterese Raumtemperatur:
Angenommener Raumtemperatur Sollwert: 20 °C
Hysterese oben: 0,8 => Ventil schließt bei 20,8 °C
Hysterese unten: 0,3 => Ventil öffnet bei 20,3 °C

Optimierung der Trägheit

Die Trägheit oder auch Reaktionsfähigkeit zur Berechnung der Solltemperatur, kann über zwei I-Anteile beeinflusst werden. Je größer der I-Anteil, desto träger wird auf Temperaturschwankungen reagiert (maximaler Einstellwert: 480)

Je kleiner der I-Anteil, desto schneller wird auf Temperaturschwankungen reagiert, es kann zu Über- und Unterschwingern kommen (minimaler Einstellwert: 240)

Empfehlung für die Einstellung des I-Anteils für einen energieoptimierten Betrieb:

• I-Anteil min: 240 max: 480 Diese Werte werden für einen energieeffizienten Betrieb empfohlen, der im Raum mit der höchsten Temperaturanforderung (z.B. Bad) auch ohne zusätzliche Stellventile möglich ist. Es erfolgt eine gemäßigte Anpassung der Systemtemperatur, um Überschwinger zu vermeiden und so eine gleichmäßige Raumtemperatur sicherzustellen. Bei dieser Einstellung ist mit geringen Schwankungen der Systemtemperatur zu rechnen.

Empfehlung für die Einstellung des I-Anteils bei Komfort Betrieb:

• I-Anteil min: 60 max: 120 (Komfortwerte) Diese Werte werden für einen komfortbetonten Betrieb empfohlen, der in allen Räumen zusätzliche Stellventile erfordert. Es erfolgt eine schnellere Anpassung der Systemtemperatur. Um Überschwinger zu vermeiden greifen die Stellventile regelnd mit ein. Bei dieser Einstellung ist mir größeren Schwankungen der Systemtemperatur zu rechnen.

Raumregelung Grenztemperatur

Die einstellbare minimale Raumtemperatur verhindert eine Heizanforderung aus Räumen, die bewusst auf einem niedrigeren Temperaturniveau gehalten werden sollen (z.B. Schlafräume mit häufig geöffneten Fenster). Sobald die eingestellte Raumsolltemperatur unter 19°C (Default-Wert) liegt, wird dieser Raum auch bei zu niedrigen Raumtemperaturen nicht zum Referenzraum.

Gezielte Überhitzung mit der Smart Grid-Funktion

Bei aktiver Smart Grid-Funktion wird die eingestellte Raumsolltemperatur um den eingestellten Wert erhöht. Räume mit einer Raumsolltemperatur < der Grenztemperatur verhindert eine Überhitzung dieser Räume.