Wärmepumpen überwachen
Wärmezähler über M-Bus auslesen und Strom von Wärmepumpe, Pumpen und Zusatzheizung getrennt messen. COP und Periodenkennzahl nur mit gleicher Bilanzgrenze berechnen.
- Messgrößen
- Gelieferte Wärme, Stromverbrauch der Wärmepumpe sowie von Pumpen und Hilfsaggregaten, Quell- und Vorlauftemperatur
- Berechnung
- Aktueller COP aus gültigen Leistungswerten; saisonale Leistungszahl nur aus vollständigen passenden Energiesummen über die festgelegte Saison
- Sensoren
- ZHM-21, liest den eigenen Energiedatensatz des Wärmezählers über kabelgebundenen M-Bus Datenblatt: M-Bus-Schnittstelle
- Vor Ort
- ZGW-20 Gateway, berechnete Sensoren mit zugehörigen Eingängen beim Ergebnis Datenblatt: Gateway
Welcher Strom zählt als Eingang?
Ein Plan zur Überwachung gewerblicher Wärmepumpen beginnt mit der Grenze, nicht mit der Formel. Die Wärmepumpe allein wirkt besser als das System, zu dem sie gehört. Entscheiden Sie vorab, ob Quellpumpen, Lastpumpen, Steuerungen und Zusatzheizung in der Kennzahl enthalten sind. Benennen Sie diese Grenze bei jedem Ergebnis und messen Sie alle einbezogenen Eingänge ohne Überlappung.
| Nur Gerät | System | |
|---|---|---|
| Elektrischer Eingang | Eigener Stromanschluss der Wärmepumpe | Wärmepumpe, Umwälzpumpen, Steuerungen und Zusatzheizung |
| Aussage | Wie das Gerät arbeitet | Was die Wärmeerzeugung tatsächlich an Strom braucht |
| Aufpassen bei | Hoher Wert ohne Pumpenstrom | Zusatzheizung trägt die Last unbemerkt |
Hardware für eine COP-Messung der Wärmepumpe
Nutzen Sie eine Schnittstelle je kompatiblem Wärmezähler und einen Stromzähler je nicht überlappender Versorgung innerhalb der festgelegten Grenze. Steuerungsregister und ein unabhängiger Kontext-Temperaturpunkt sind optional: Nehmen Sie sie nur auf, wenn verfügbare Schnittstelle, Registerkarte und Fühlerposition eine festgelegte Betriebsfrage beantworten.
Liest gelieferte Energie, Volumen und Temperaturen des Wärmezählers
1 je Zähler jeweils ein angeschlossener Zähler
2 m Anschlussleitung zum Zähler, 300 bis 9.600 Baud, bis zu 1.000 m Kabellänge
Versorgung der Wärmepumpe sowie jeder Pumpe oder Zusatzheizung innerhalb der Grenze
1 je Versorgung Drehstrom, 3- oder 4-Leiter
- Stromwandlerbereich je Versorgung wählen: aufklappbarer 120-A-Wandler oder Rogowski-Spulen für 300 A, 1 kA und 3 kA
Speichert Wärme-, Strom- und Kontextdaten und berechnet konfigurierte aktuelle Kennzahlen in Edge
Mit 1 je Anlagenbereich beginnen, dann vor Ort prüfen Gerätezahl, Kabelwege und Funkabdeckung bei Inbetriebnahme vor Ort prüfen
Wenn die Steuerung eine veröffentlichte Registerkarte besitzt
Betriebsart, Sollwert, Abtauung und Kompressorstatus aus der Wärmepumpensteuerung
1 je Steuerung bis zu 30 Register
Wenn noch keine zuverlässige Quelltemperatur vorhanden ist
Quell- oder Außentemperatur als Bezugsbedingung für die Leistung
1 je Punkt 2,5 m wasserdichter Fühler
1 wasserdichter Fühler mit 2,5 m Leitung
±0,2 °C von −20 bis 70 °C, ±0,5 °C von −40 bis 105 °C
Thermische und elektrische Bilanzgrenze festlegen
Gelieferte Wärmeenergie und alle einbezogenen elektrischen Eingänge benötigen vollständige Daten über denselben Zeitraum. Ein leistungsbasierter COP braucht zusätzlich aktuelle Werte derselben Betriebssituation. Ist ein Eingang geschätzt, veraltet oder fehlend, gilt diese Einschränkung auch für das Ergebnis.
Von der Wärmepumpengrenze zu einer belastbaren Kennzahl
Thermischer Ausgang, elektrischer Eingang und optionaler Betriebskontext nutzen getrennte Erfassungspfade. Edge hält die benannten Daten und berechnet konfigurierte Kennzahlen.
- M-Bus
- Zigbee
- Verbindung
- Edge
- Plattformen
| Messstelle | Was sich daraus ablesen lässt | Referenz | Sensor |
|---|---|---|---|
| Gelieferte Wärme | An den festgelegten lastseitigen Kreis gelieferte Wärmeenergie oder aktuelle Wärmeleistung, wenn der Zähler sie bereitstellt | Kumulativen Energiewert des Wärmezählers für Periodensummen verwenden; bereitgestelltes Wärmeleistungsregister als gesonderten aktuellen Wert behandeln OMS | ZHM-21 (auf dieser Seite) |
| Stromverbrauch der Wärmepumpe | Eingang der Maschine an ihrer eigenen Versorgung | Stromwandlerrichtung, Verhältnis und Phasenzuordnung anhand eines bekannten Betriebszustands bestätigen | ZEM-65 (auf dieser Seite), Geräteversorgung |
| Pumpen und Zusatzheizung | Übriger Eingang, der den Gerätewert vom Systemwert unterscheidet | Jede in der Grenze benannte Versorgung hat ihren eigenen Zähler | ZEM-65 (auf dieser Seite), jeweils ein Zähler je Versorgung |
| Benannte Kontexttemperatur | Eine Quellen-, Außen- oder Speichertemperatur als Vergleichsbedingung der Leistung | Genaue Fühlerposition dokumentieren; dieser Kontextpunkt ist nicht das abgeglichene Temperaturfühlerpaar des Wärmezählers Datenblatt: Temperatursensor mit Fühler | TES-21 (auf dieser Seite) |
| Betriebsart und Abtauung | Optionaler Kontext, ob ein Zeitraum Raumheizung, Warmwasser oder Abtauung betraf | Steuerungsregister nur nutzen, wenn Modell, Firmware und Registerkarte bestätigt sind Datenblatt: Modbus-Schnittstelle | ZMB-31 (auf dieser Seite) |
Zusatzheizung separat messen. Eine Tauch- oder Widerstandsheizung an derselben Verteilung senkt die Systemkennzahl, ohne dass sich die Wärmepumpe ändert. Messen Sie sie getrennt.
Abtauzeiträume einbeziehen. Wer Abtauzeiträume ausschließt, schönt das Ergebnis. Behalten Sie sie und ihren erkennbaren Betriebszustand in den Daten.
Energieregister für Perioden-COP nutzen. Ein kumulatives Wärmeenergieregister trägt eine Periodenberechnung. Ein Wärmeleistungsregister trägt nur dann einen aktuellen COP, wenn die passenden elektrischen Leistungseingänge aktuell und gültig sind. Leiten Sie keine Momentanleistung stillschweigend aus Differenzen spärlicher kumulativer Werte ab.
COP und Leistungszahl eines gemessenen Zeitraums berechnen
Ein aktueller COP nutzt gültige Wärme- und Stromleistung derselben Betriebssituation. Eine Leistungszahl für einen gemessenen Zeitraum nutzt vollständige Energiesummen mit genau denselben Start- und Endzeiten. Nennen Sie sie nur dann saisonale Leistungszahl, wenn Zeitraum und Grenze tatsächlich der festgelegten Saison entsprechen.
COP = heat rate ÷ (heat-pump power + included auxiliary power)
PFperiod = delivered heat energy ÷ (heat-pump energy + included auxiliary energy)- heat rate
- Aktuelle gelieferte Wärmeleistung des Wärmezählers, kW
- heat-pump power
- Elektrische Leistung der Wärmepumpe, kW
- included auxiliary power
- Einbezogene elektrische Leistung von Hilfsaggregaten, kW
- delivered heat energy
- Änderung des kumulativen Wärmezähler-Energiewerts im vollständigen Zeitraum, kWh
- heat-pump and auxiliary energy
- Elektrische Energie im selben Zeitraum, kWh
Rechenbeispiel
Das Wärmeenergieregister steigt in einer Woche um 1.240 kWh. Die Wärmepumpe verbraucht in derselben vollständigen Woche 340 kWh und ihre einbezogenen Umwälzpumpen 42 kWh. Die Leistungszahl des gemessenen Zeitraums beträgt 1.240 ÷ 382 = 3,2. Dies ist noch keine saisonale Leistungszahl. Ohne Pumpen ergäbe sich für dasselbe Gebäude und dieselbe Wärmemenge 3,6; deshalb gehört die Bilanzgrenze unmittelbar neben den Wert.
In Edge
Eine aktuelle Edge-Berechnung kann die momentane Wärmeleistung durch die Summe ausgewählter elektrischer Leistungen teilen. Die Eingänge können verschiedene Zeitstempel haben; nutzen Sie eine Regel für veraltete Eingänge und prüfen Sie den Ergebniszeitstempel, denn ein früherer Anzeigewert kann nach unterdrückter Berechnung stehen bleiben. Ein elektrischer Eingang von null oder nahezu null ist ein ungültiger Nenner. Berechnen Sie Periodenkennzahlen aus vollständigen, zeitlich abgestimmten Energiedaten und klären Sie Registerresets, Neustarts und Datenlücken vor der Division.
Prüfungen bei der Inbetriebnahme
Belegen Sie jeden Eingang, bevor die Kennzahl weitergegeben wird.
-
Wärmezähler stimmt mit eigener Anzeige überein
Vergleichen Sie Energie, Volumen und Temperaturen in Edge zum selben Zeitpunkt mit der eigenen Anzeige des Zählers.
Bestanden, wenn Jeder Wert und jede Einheit stimmt mit der Anzeige überein.
-
Jede einbezogene Versorgung ist gemessen
Gehen Sie die Verteilungen ab, listen Sie jede Versorgung innerhalb der Grenze auf und finden Sie ihren Zähler in Edge.
Bestanden, wenn Liste und Zähler stimmen überein; jede nicht enthaltene Versorgung ist als ausgeschlossen dokumentiert.
-
Jeder Steuerungskontext ist belegt
Falls Steuerungsdaten zum Umfang gehören, prüfen Sie genaues Modell, Firmware und Registerkarte und beobachten Sie verfügbare Zustände für Raumheizung, Warmwasser und Abtauung an der Anlage.
Bestanden, wenn Jeder verfügbare Zustand stimmt mit der Anlage überein, unbekannte Codes bleiben unbekannt und Leistungszeiträume werden nicht stillschweigend ausgeschlossen.
-
Fehlender Eingang unterdrückt die Kennzahl
Unterbrechen oder simulieren Sie in einer freigegebenen Testumgebung einen Wärme- oder Stromeingang länger als die Veraltungsgrenze. Prüfen Sie Wert und Zeitstempel des Ergebnisses vor und nach Wiederherstellung oder Neustart.
Bestanden, wenn Die Berechnung wird unterdrückt oder eindeutig als ungültig markiert; ein fehlender Wert wird nicht zu null und ein vorheriger Anzeigewert ist am älteren Zeitstempel erkennbar.
-
Null-Eingang darf keinen glaubwürdigen COP ergeben
Berechnen Sie in einer freigegebenen Testumgebung mit null oder nahezu null summierter elektrischer Leistung.
Bestanden, wenn Die Nennerprüfung verhindert ein endliches Leistungsergebnis und der Zustand ist für die Bedienperson sichtbar.
-
Einen Zeitraum von Hand berechnen
Nehmen Sie Anfangs- und Endwerte von Wärme und Strom eines vollständigen Zeitraums, prüfen Sie Resets und fehlende Daten und dividieren Sie die Differenzen von Hand.
Bestanden, wenn Das Handergebnis stimmt mit der Berechnung des gemessenen Zeitraums für dieselbe Grenze und exakte Zeitstempel überein.
Grenzen dieser Messung
Eine Leistungskennzahl beschreibt den Zeitraum, die Grenze und das Wetter, unter denen sie gemessen wurde.
- Ein momentaner COP ist keine saisonale Kennzahl, und beides ist kein Nennpunkt des Herstellers.
- Eine Woche, ein Tag oder eine unvollständige Heizsaison ergibt eine Leistungszahl des gemessenen Zeitraums, nicht automatisch eine saisonale Leistungszahl.
- Eine Leistungszahl mit geschätzter Wärmeabgabe übernimmt deren Unsicherheit, auch wenn die Rechnung sehr genau aussieht.
- Zwei Saisons zu vergleichen bedeutet auch zwei Wetterlagen zu vergleichen, sofern die Quellenbedingungen nicht bei der Kennzahl genannt werden.
- Überwachung genehmigt nichts an Kältemittel-, Elektro-, Hydraulik- oder Druckauslegung.
Quellen
- OMS specification volume 2, primary communication (öffnet in einem neuen Tab) OMS Group
- Commission Decision 2013/114/EU, guidelines on calculating renewable energy from heat pumps (öffnet in einem neuen Tab) (öffnet in einem neuen Tab) Europäische Kommission
- Datenblatt: M-Bus-Schnittstelle (öffnet in einem neuen Tab) EpiSensor. Technische Daten, Messbereiche und Bestellcodes.
Weiterführend
- ÜberblickEnergieüberwachung
- RechnerWärmezähler auf Plausibilität prüfen
- LeitfadenMessgrenzen für die Anlagenleistung
Drittgeräte für diese Anwendung
Weitere Geräte im Geräteverzeichnis: Energy meters (56), Current transformers (7), Temperature and humidity sensors (21)
Vor SPF-Messung festlegen, welcher Strom zählt
Eine Fachperson kann die Bilanzgrenze vereinbaren, prüfen, ob der vorhandene Zähler auslesbar ist, und Stromzähler dimensionieren.