Schon mal was vom Trivalenz-Punkt gehört?
Anhand eines Außentemperaturschaltpunktes wird festgelegt wann eine elektrische Wärmepumpe die Heizarbeit an ein Zusatzheizgerät übergibt. Das Zusatzheizgerät wird dabei mit konventionellen Energieträgern wie Gas oder Öl betrieben. Dieses Verhalten nennt man Bivalenzpunkt Schaltung. So weit so gut, aber was ist nun ein Trivalenzpunkt?
Die Regelstrategie anhand des Trivalenz-Wertes kann angewendet werden wenn im Gesamt-System ein Gas- oder Ölheizgerät als Zusatzheizung vorhanden ist.
In dieser Systemkonfiguration ist ein bivalent-alternativer Betrieb oder bivalent paralleler Betrieb für die Heizung möglich.
Erklärung >>>Siehe hier!
Im Heizbetrieb prüft der witterungsgeführte Systemregler aufgrund der eingegebenen Energiepreise, des anliegenden Heizbedarfes und der damit zu erwartenden Effizienz der Geräte, welche Energieressource zur Deckung des Wärmebedarfs die preisgünstigste ist. Ist die Wärmepumpe der effizientere Wärmeerzeuger bleibt das Zusatzheizgerät erst einmal aus, solange die Wärmepumpe die Wärmeanforderung allein abdeckt (alternativer Betrieb). Erreicht die Wärmepumpe nicht die gewünschte Vorlauftemperatur bzw. Raumtemperatur (Raumtemperaturaufschaltung verwenden!) schaltet das Zusatzheizgerät automatisch dazu (Paralleler Betrieb), wenn:
- Die aktuelle Vorlauftemperatur nach 10 min Laufzeit der Wärmepumpe noch 15 K oder mehr unterhalb des Sollwerts für die Vorlauftemperatur liegt.
- Die aktuelle Vorlauftemperatur nach 40 min Laufzeit der Wärmepumpe noch mehr als 2 K unterhalb des Sollwerts für die Vorlauftemperatur liegt und bei aktiver Raumaufschaltung die aktuelle Raumtemperatur mehr als 0,25 K unterhalb des Sollwerts für die Raumtemperatur liegt.
- Die Laufzeit des Zusatzheizgerätes beträgt nach Anforderung mindestens 10 Minuten.
Übersteigt die aktuelle Vorlauftemperatur den Sollwert um 5 K oder der Abstand der Raumtemperatur zum Raumsollwert ist geringer als 0,25 K schaltet das Zusatzheizgerät wieder aus.
Zum optimierten Effizienzvergleich werden daher folgende Parameter mit einbezogen:
- COP (Coefficient of Performance) der Wärmepumpe (der voraussichtliche COP wird vom WP-Regler anhand der angeforderten Vorlaufsolltemperatur und der Quellentemperatur während des vorherigen Betriebes ermittelt).
- Wirkungsgrad des Zusatzheizgerätes (wird beim Brennwertgerät mit 0,9, beim Heizwertgerät mit 0,75 und bei einer elektrischen Zusatzheizung mit 1.0 angenommen).
- Energietarife, dazu muss unter anderem der aktuelle Niedertarif- und Hochtarif Strompreis für die Wärmepumpe, sowie der Preis für die Energieform des Zusatzheizgerätes (Gas,Strom,Öl) eingegeben werden.
- Zeitprogramm für die Energietarife, falls der Niedertarif und Hochtarif zeitlich wechseln.
Aus dem COP und unter Mithilfe der eingegebenen Tarife, ermittelt der witterungsgeführte Systemregler den sogenannten Trivalenzpunkt.
Beispiel:
COP Wärmepumpe = 4
Kosten Zusatzheizgerät = 6 cent/kWh
Wirkungsgrad Brennwertgerät = 0,9
Stromkosten = 22 cent/kWh
Wie in der folgenden Grafik erkennbar ist, hat die aktuelle Außentemperatur und die daraus resultierende Vorlauftemperatur entscheidenden Einfluss auf den COP der Wärmepumpe und damit auf den Trivalenzwert.
Berechnet der Systemregler einen Trivalenzpunkt von > 1 wird vorrangig die Wärmepumpe eingeschaltet und bei einem Trivalenzpunkt von < 1 das Zusatzheizgerät. Somit wird immer die effizienteste und damit kostengünstigste Betriebsweise des Systems sichergestellt.
