Der Stromspeicher ist über Modbus-TCP integriert, hier allerdings nur, um Werte zu lesen. „Ein Eingriff in das Energiemanagementsystem des Stromspeichers war mir zu heikel“, betont Kruse. Weiterhin gibt die „Logo!“ über ein digitales Signal die zweite Verdichterstufe der Wärmepumpe frei oder sperrt sie. Sie regelt ferner die Kühlung des Stromspeichers und schaltet bei Bedarf die Wallbox an oder aus. „Es ist schon enorm, was man selbst aus der kleinsten aller Siemens-SPS herausholen kann“. Den Entwurf der Schaltung und die Programmierung der „Logo!“ übernahm Kruse in Absprache mit Dimplex selbst. „Dieses Feintuning mithilfe der SPS erhöht die Effizienz. Man muss aber wissen, was man tut“, räumt der Hauseigentümer ein.
Dimensionierung von Mischern
Damit meint er auch die Einstellung der Mischergruppe zum Nachbarhaus. Die muss einen extrem großen Regelbereich abdecken können, mit Leistungen von 0,5 bis 30 kW. Und, wie bereits angedeutet, neigte die Vorlauftemperatur der Mischergruppe dazu, sich aufzuschwingen. Alle Versuche, die Schwingung über die Regelparameter zu vermeiden, brachten keinen oder nur mäßigen Erfolg.
„Im HeizungsJournal fand ich dazu dann einen sehr hilfreichen Artikel, Titel: »Die Heiztechnik setzt wieder auf den Mischer« (vgl. https://tga.li/4Z4o). Der Autor, Jürgen Lutz vom Unternehmen Resideo, ging darauf ein, wie die 3-Punkt-Mischer funktionieren und wie man sie korrekt dimensioniert. Vor allem den sogenannten kvS-Wert und somit die Durchflussmenge. Für mich war das eine unglaublich wichtige Lektüre für dieses Vorhaben. Laden wir drüben den Brauchwarmwasserspeicher auf, brauchen wir 70 °C Vorlauftemperatur, die volle Leistung mit 25 kW. Ansonsten im Sommer auch mal nur 0,5 kW. Das würde wechselnde kvS-Werte bedeuten, in der Praxis normalerweise umgesetzt mit verschiedenen Drosselblenden. Ich sage nochmal Dank an den Autor. Ich habe seine Erläuterungen so umgesetzt, indem ich eine über ein 0-10 V Signal regelbare Heizungspumpe statt einer Drosselblende eingebaut habe. Damit stelle ich die Durchflussmenge je nach benötigter Leistung ein, geregelt von der SPS. Das funktioniert ganz prima. So kriegt man das hin, dass der Mischer nicht aufschwingt und trotzdem diesen breiten Leistungsbereich abdeckt.“
Der zyklenfeste Stromspeicher
Eine große Rolle kommt im Zusammenspiel der Anlage dem Stromspeicher zu. Erst mit einem zyklenfesten und dauerlastfähigen Stromspeicher kann die BHKW-Wärmepumpen-Kombination ihr volles Potential entfalten. Aus wirtschaftlichen Gründen muss es das Ziel sein, möglichst viel von dem mit dem „XRGI“ produzierten günstigen Strom zu nutzen. Weiterhin sollte der Anteil der Wärmepumpe an der Wärmeerzeugung möglichst hoch sein, einerseits aus Gründen des Klimaschutzes, andererseits natürlich ebenfalls aus wirtschaftlichen Überlegungen. Bezüglich des Anteils der Wärmepumpe gibt es ein wirtschaftliches Optimum, wie Kruse im zweiten Beitrag dieser Reportage erläuterte. Dieses ist im Wesentlichen vom (Fremd-)Strom- und Gaspreis abhängig und liegt bei den aktuellen Energiepreisen etwa bei 45 Prozent.
Beide Anforderungen lassen sich nur mit einem Stromspeicher erfüllen. Im Sommer produziert das BHKW fast nur die Wärme für die Warmwasserbereitung im Nachbarhaus, entsprechend liegt die Laufzeit bei wenigen Stunden pro Tag. In diesen wenigen Betriebsstunden produziert das „XRGI“ aber einen Großteil des Tagesstrombedarfs. Den deponiert der Speicher und sein Verbrauch verteilt sich über den Tag. Das „XRGI 6“ deckt so gut zwei Drittel des Strombedarfes beider Häuser. Im Sommer durchläuft der Stromspeicher am Tag zwei Zyklen (voll-leer-voll).
Das Übergangszeit- und das Winterschema
In der Übergangszeit findet ein „Entweder-BHKW-oder-Wärmepumpe“-Betrieb statt. Die Wärmeabnahme reicht aber noch nicht aus, um beide Wärmeerzeuger gleichzeitig zu betreiben. Die Laufzeit des BHKWs sollte jetzt auf den Tagesstromverbrauch abgestimmt sein, respektive die Wärmepumpe einen möglichst großen Anteil an der Wärmeerzeugung übernehmen. Kruse hat die „Logo!“-SPS so programmiert, dass die Wärmepumpe sich überwiegend aus dem Stromspeicher bedient und das BHKW diesen, bei ausgeschalteter Wärmepumpe, erst wieder auflädt, wenn er leer ist. Auf diese Weise kommen pro Tag bis zu sechs Zyklen des Stromspeichers zusammen, wobei die Wärmepumpe in ihren Betriebszeiten mit durchgehend hoher Last fährt.
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