Die Energie für Gebäude KG (EFG) hat für ihren SpeedPower-WärmepumpenManager den Bundesinnovationspreis 2018 erhalten. Das Modul soll den effizienten, zielgerichteten und störungsfreien Betrieb von Wärmepumpen gewährleisten und berechnet den COP in Echtzeit.
Das mittelständische High-Tech-Unternehmen im oberbayerischen Kaufbeuren ist zum dritten Mal in Folge mit dem Bundesinnovationspreis ausgezeichnet worden. Für SpeedPower3, die dritte Generation des bereits 2004 entwickelten Heizsystems, erhielt EFG 2016 den renommierten „Bundespreis für hervorragende innovatorische Leistungen für das Handwerk“, der einmal jährlich vom Bundeswirtschaftsministerium verliehen wird. Im Jahr darauf folgte die Auszeichnung für den E-Heat, einen außenliegenden, elektrischen Wärmeerzeuger, der überschüssigen Solarstrom optimal zum Heizen und zur Warmwasserbereitung nutzt. Auf der Internationalen Handwerksmesse in München konnte EFG-Geschäftsführer Martin Sandler am 11. März 2018 den Innovationspreis nun zum dritten Mal entgegen nehmen – für das neueste EFG-Produkt, den SpeedPower-WärmepumpenManager.
Auszeichnung für den WärmepumpenManager
Der WärmepumpenManager ist nach Unternehmensangaben „ein weiterer Modulbaustein des SpeedPower3-Heizsystems, mit dem Wärmepumpen unterschiedlichster Art problemlos in bestehende Heizungen eingebunden werden können“. Auch die Kombination unterschiedlicher Wärmeerzeuger wie zum Beispiel bestehende Öl-, Gas- oder Pelletskessel mit einer Wärmepumpe soll dadurch möglich werden. Laut Hersteller „gewährleistet das Modul stets einen effizienten, zielgerichteten und störungsfreien Betrieb der Wärmepumpe“. Dafür hat EFG die so genannte PowerFlow-Funktion sowie eine dynamische Spreizungs- und Leistungsregelung entwickelt.
Die PowerFlow-Funktion
Die PowerFlow-Funktion soll garantieren, dass die Wärmepumpe jederzeit mit dem vom Hersteller vorgegebenen Volumenstrom durchflutet wird, ohne dass Wärme unnütz durch einen Speicher geleitet werden muss. Um den Mindestvolumenstrom zu ermöglichen, den Hersteller für ihre Wärmepumpen vorschreiben, werden heute in der Regel meist hydraulische Weichen oder Pufferspeicher in das Heizsystem integriert. „Der Volumenstrom und die Spreizung zwischen Vor- und Rücklauf der Wärmepumpe können sich damit zwar frei einpendeln, für das gezielte und rasche Aufheizen, wie es beispielsweise bei Nutzung von kostenlosem Solarstrom aus einer Photovoltaikanlage notwendig ist, ist diese Methode jedoch viel zu langsam und ungenau“, heißt es aus Kaufbeuren.
Dynamische Spreizungs- und Leistungsregelung
Die PowerFlow-Funktion ist mit der dynamischen Spreizungs- und Leistungsregelung des WärmepumpenManagers verbunden. Bei einer Zieltemperatur von beispielsweise 52 °C im Vorlauf und einer geforderten Spreizung von 5 K, bleibt der Mischer nach EFG-Angaben solange geschlossen, bis die Rücklauftemperatur exakt 47 °C beträgt. Erst dann öffnet die speziell für den WärmepumpenManager entwickelte Regelungselektronik den Mischer, um die Rücklauftemperatur konstant zu halten. Ein Teil des Heizwassers mit 52 °C Vorlauftemperatur strömt dann weiter in die Trinkwasserzone des SpeedPower-Schichtspeichers und lädt diesen von oben auf. Der andere Teil des Volumenstroms wird mit dem kühlen Rücklaufwasser aus dem Schichtspeicher gemischt und mit 47 °C wieder zur Wärmepumpe geleitet. Die dynamische Spreizungsanpassung erfolgt in Abhängigkeit von der Zieltemperatur – je höher diese ist, desto kleiner wird die Temperaturspreizung.
Optimale Nutzung von Solarstrom
Wird eine Photovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe kombiniert, gewährleistet der WärmepumpenManager, dass Solarstrom unmittelbar dann zum Heizen genutzt wird, wenn er zur Verfügung steht. Das Modul verfügt zudem über die Möglichkeit, die Leistung der Wärmepumpe stufenlos über ein Signal von 0 bis 10 V anzusteuern. Sollte eine Wärmepumpe also auch mit niedrigerer Leistung die gewünschte Wärme liefern, kann der Betreiber diesen Spielraum entsprechend ausschöpfen, so der Hersteller. Das SpeedPower3-Heizsystem stellt dabei stets sicher, dass schon nach wenigen Minuten heißes Wasser zum Heizen und Duschen zur Verfügung steht, denn dazu muss der Schichtspeicher von EFG nicht komplett geladen werden.
COP-Echtzeit-Erfassung
Darüber hinaus erfasst der WärmepumpenManger den COP (Coefficient of performance), also den thermischen Wirkungsgrad, der Wärmepumpe. Der Wert gibt das Verhältnis der von der Wärmepumpe abgegebenen Wärmeleistung zur elektrischen Antriebsleistung an. Dazu wird die von der Wärmepumpe aufgenommene elektrische Leistung von einem dreiphasigen Messbaustein erfasst und mit der abgegebenen Wärmemenge ins Verhältnis gesetzt. Abgelesen wird der Echtzeit-COP am Bedienboard des SpeedPower3-Heizsystems oder über die BedienApp. Das Wissen über den COP schafft laut EFG Transparenz beim Kunden sowie beim Handwerker: „Der Besitzer erhält Einblick in das Betriebsverhalten seiner Wärmepumpe und der Handwerker bekommt ein zusätzliches Werkzeug zur Störungsanalyse an die Hand.“