Bivalenter Betrieb mit Pelletkessel – Regelung der Umschaltung

Hallo, bei meiner Anlage läuft eine Luft-Wasser-Wärmepumpe in Kombination mit einem bestehenden Pelletkessel für sehr kalte Tage. Die Umschaltung erfolgt derzeit über ein externes Steuerrelais basierend auf einer Außentemperatur von -5 Grad. Da es jetzt morgens schon deutlich kühler wird, frage ich mich, ob dieser starre Punkt für den bivalenten Betrieb wirtschaftlich noch zeitgemäß ist. Gerade bei hohen Strompreisen wäre ein dynamischerer Übergang vielleicht sinnvoller, um den Pelletkessel früher zuzuschalten, wenn die COP der Wärmepumpe aufgrund der fallenden Außentemperatur in den Keller geht. Hat jemand von euch Erfahrung mit einer regelungstechnischen Anbindung, die den Umschaltpunkt abhängig vom tagesaktuellen Strompreis oder der Effizienzgrenze wählt? Ich suche nach einer Lösung, die nicht direkt eine komplette Gebäudeleittechnik erfordert, aber trotzdem flexibler als mein aktuelles festes Relais ist. Über Tipps zur Umsetzung oder Empfehlungen für Steuerungsmodule wäre ich sehr dankbar. Bin für jeden sachlichen Hinweis zu diesem Thema offen.

Guten Tag Herr K., Ihre Überlegung ist technisch absolut sinnvoll, da ein fester Bivalenzpunkt heute oft nicht mehr den wirtschaftlichen Anforderungen entspricht. Nach VDI 4645 sollte die Auslegung ohnehin so erfolgen, dass die Wärmepumpe möglichst lange im effizienten Bereich arbeitet. Ein einfaches Relais greift hier in der Tat zu kurz, da es die aktuelle JAZ der Wärmepumpe völlig ignoriert. Ich empfehle Ihnen, den Bivalenzpunkt über eine intelligente Wärmepumpensteuerung zu realisieren, die über einen potentialfreien Eingang verfügt. Wenn Ihr Pelletkessel per Modbus oder SG-Ready kommunizieren kann, wäre eine Ansteuerung über einen kleinen Home-Energy-Manager möglich. Damit können Sie die Umschaltung nicht nur nach der Außentemperatur, sondern tatsächlich nach dem COP-Verlauf der Wärmepumpe steuern. Bitte achten Sie dabei unbedingt auf die geltenden Vorgaben des GEG hinsichtlich der Einbindung regenerativer Energien, um etwaige Förderkriterien der BEG nicht zu gefährden.

Hallo Andreas, das Problem kenne ich nur zu gut! Ich habe bei mir zu Hause auch lange mit einem starren Umschaltrelais experimentiert, war aber nie so richtig zufrieden. Letzten Winter habe ich dann auf eine Lösung mit einem kleinen Miniserver umgestellt, der mir den Strompreis über eine API zieht. Wenn der Preis eine bestimmte Schwelle überschreitet, schaltet das System sofort auf den Pelletkessel um, selbst wenn die Wärmepumpe eigentlich noch effizient laufen könnte. Das spart bei meinem aktuellen Stromtarif wirklich bares Geld. Natürlich muss man die Anlage einmal sauber hydraulisch abgleichen, damit die Umschaltung keinen Stress für die Pumpen bedeutet. Der Aufwand hat sich bei mir nach nicht einmal zwei Heizperioden amortisiert. Wenn du technisch etwas versiert bist, kannst du das mit einem Raspberry Pi oder einer ähnlichen Steuereinheit kostengünstig selbst umsetzen, ohne eine teure Gebäudeleittechnik installieren zu müssen.

Vielen Dank für die schnellen Antworten! Petra, dein Ansatz mit der API-Anbindung klingt genau nach der Flexibilität, die ich suche. Markus, der Hinweis auf die VDI 4645 ist wichtig, ich möchte natürlich vermeiden, dass ich durch die Optimierung des COP am Ende meine Betriebssicherheit oder die Gewährleistungsansprüche gegenüber dem Hersteller verliere. Wie habt ihr das mit der Vorrangschaltung gelöst? Ich mache mir ein wenig Sorgen, dass bei einer dynamischen Umschaltung der Pelletkessel zu oft taktet, wenn die Außentemperatur um den Umschaltpunkt herum schwankt. Habt ihr da Hysteresen programmiert oder arbeitet ihr mit einer zeitlichen Verzögerung, um ein permanentes Ein- und Ausschalten zu verhindern? Das wäre für mich die nächste Hürde bei der Umsetzung.

Ganz kurz und direkt, Andreas: Lass die Finger von zu häufigen Umschaltungen. Das Takten killt dir auf Dauer die Zündkerze vom Pelletkessel und bringt hydraulisch nur Unruhe ins System. Ich habe in meiner Anlage eine feste Verzögerung von 30 Minuten eingebaut, bevor die Steuerung entscheidet, ob wirklich umgeschaltet wird. Das verhindert das Hin- und Hergeschalte bei kurzen Temperaturschwankungen. Zudem solltest du prüfen, ob dein Pelletkessel überhaupt für so häufige Lastwechsel ausgelegt ist. Die meisten Hersteller geben dazu klare Vorgaben in der Installationsanleitung. Mein Rat: Setze die Hysterese eher großzügig an und konzentriere dich primär auf den COP-Verlauf bei extremen Minusgraden. Die Einsparung durch Strompreis-Optimierung ist ein nettes Extra, aber das schont die Hardware nicht. Hol dir im Zweifelsfall für die elektrische Anbindung eine Elektrofachkraft dazu, damit die Schaltung auch nach VDE normgerecht ausgeführt ist.