Vaillant Integration Energieoptimierung
myVaillant Connect EEBUS Interface
Das Herzstück der Kommunikation zwischen Loxone Automatisierung und Vaillant Wärmepumpe ist das EEBUS Interface, das durch das Internetkommunikationsmodul VR940f bereitgestellt wird.
Loxone bietet das EEBUS Interface erst mit dem Miniserver Gen. 2 an, wodurch ein Aufrüsten meiner Generation 1 Hardware unausweichlich war.
Als Nebeneffekt der Beschaffung des Internetkommunikationsmoduls, steht nun auch der Zugriff auf den Loxone Regler über die mobile myVaillant App zur Verfügung. Damit lassen sich einige Einstellungen des SensoComfort VRC720 Reglers über diese App bewerkstelligen. Dort werden sehr brauchbare Auswertungen und Statistikaufzeichnungen für den täglichen Gebrauch angeboten.
Das VR940f Modul kommuniziert über WLAN. Obwohl ich mich vorerst nach einem LAN Anschluss sehnte, muss ich nun feststellen, dass die WLAN Kommunikation sehr stabil funktioniert. Ein zusätzlicher Accesspoint im Heizraum, war allerdings erforderlich. Die Einrichtung des WLAN’s wird gestartet indem die Taste neben der LED für einige Sekunden gedrückt wird. Dadurch sollte das Gateway in der App gefunden werden und die WLAN Einrichtung abgeschlossen werden können.
Für die Einbindung in Loxone muss über Netzwerkeinstellungen der App zuerst das EEBUS Interface aktiviert werden. Über die Netzwerkgeräte Suche am Reiter Netzwerkperipherie der Loxone Config wird das Modul nun gefunden. Nun müssen über den Button Peripherie finden am Reiter EEBUS Gerät noch die verfügbaren Ein- und Ausgänge des VR940f hinzugefügt werden.
Schlussendlich ist es noch notwendig den Miniserver in den Netzwerkeinstellungen der App zu den vertrauenswürdigen Quellen hinzuzufügen.
Unter nachstehendem Link ist eine Beschreibung zur Einbindung des EEBUS Geräts verfügbar.
https://www.loxone.com/dede/kb/eebus-geraet
In meinem Fall ging die Inbetriebnahme und die Integration in Loxone nicht ganz problemlos von statten. Erst nach mehrmaligen Wiederholungen der Schritte und nach einigen wenigen Tagen waren die Ein- und Ausgänge in der Loxone Config verfügbar. Obwohl keinerlei Veränderungen vorgenommen wurden, funktionierte die Anbindung plötzlich tadellos. Ich vermute, dass das VR940f Modul vorerst ein Firmware Update oder eine Freischaltung durch Vaillant benötigte, bevor die Integration erfolgreich abgeschlossen werden konnte. Ab diesem Zeitpunkt ist die Schnittstelle seit vielen Monaten stabil und völlig ohne Probleme gelaufen.
Vaillant Wärmepumpe Vorgabewerte
Im wesentlichen werden durch Loxone folgende Werte über den EEBUS an den Vaillant Regler übergeben.
| HZ Betriebsart | 1=Manuell (0=Zeitgesteuert, 2=Aus) Manuell erfordert Vorgabe über HZ Soll-Raumtemperatur |
| HZ Soll-Raumtemperatur | Die zu erreichende Raumtemperatur (!) in °C |
| WW Betriebsart | 1=Manuell (0=Zeitgesteuert, 2=Aus) Manuell erfordert Vorgabe über WW Soll-Puffertemperatur |
| WW Soll-Puffertemperatur | Die zu erreichende Vorlauf/Puffertemperatur in °C |
Es ist unerlässlich diese Vorgabewerte zu diskutieren, zumal vor allem die Vorgabe der Raumtemperatur einige Probleme aufwirft.
Ein Wunsch an das Vaillant-Christkind hinsichtlich Regelbarkeit der Wärmepumpe wäre, über das EEBUS Interface direkt die gewünschte Leistung für Heizen bzw. für Warmwasserproduktion vorgeben zu können. Die entsprechenden benötigten Puffertemperaturen ergeben sich ohnehin zwangsläufig aus der eingebrachten Leistung über die Zeit. Es versteht sich von selbst, dass diese Puffertemperaturen folglich durch Loxone Logiken überwacht werden sollten um starkes Überschwingen der Temperaturen zu vermeiden, mangels der entsprechenden Möglichkeiten zur Leistungsvorgabe, ist diese Diskussion allerdings müssig. Dennoch wäre eine zukünftige Verbesserung der Vaillant Regler dahingehende äußerst vorteilhaft.
Nun gut, die wohl zweitbeste Möglichkeit der Regelung, ist die Vorgabe der Puffertemperatur. Für den Warmwasserkreis ist das einwandfrei möglich, auch wenn diese Lösung noch einiger zusätzlichen Überlegungen zum Energieintegral bedarf (siehe unten).
Nun wäre auch die Vorgabe der Soll-Heizungspuffertemperatur erstrebenswert. Mit Hilfe eines beherzten Vaillant-Servicetechnikers, mit dem ich so einige Stunden im Heizungskeller verbrachte, galt es nun über das Erweiterungsmodul Vaillant VR71 einen Heizkreis zu konfigurieren, der sich analog zum Warmwasserkreis verhält. Leider vergebens! Weder mit noch ohne VR71 ließ sich dies bewerkstelligen. An dieser Stelle sei auch vermerkt, dass Änderungen an den Heizkreisen in der Anlagenkonfiguration einen Neustart des Reglers und des Kommunikationsmoduls benötigen, um die Änderungen bis zur Loxone Automatisierung durchzuschleusen.
Letztendlich blieb nichts anderes übrig als für den Heizkreis die Raumtemperatur vorzugeben, um anhand der Heizkurve eine gewünschte Vorlauftemperatur bzw. Puffertemperatur zu erreichen. Es stellt sich die Frage: Welche Raumtemperatur ist vorzugeben, dass die gewünschte Heizungspuffertemperatur erreicht wird? Ob man für die Ermittlung der Vorlauftemperatur auch die Raumtemperatur heranziehen sollte, lässt sich wohl diskutieren. Ich bin der Meinung, dass das nicht notwendig ist und das Problem sogar unnötig verkompliziert. Ich bezweifle, dass die somit vorgegeben Raumtemperatur tatsächlich gezielt erreicht wird, wenn überhaupt, dann wohl eher zufällig. Sinnvoller erscheint mir die Einstellung der gewünschten Raumtemperatur über die Realisierung einer Einzelraumregelung durch entsprechende 2-Punktregler für jeden Raum. Dies führt in meinem Fall zu einem sehr guten Ergebnis und ermöglicht tatsächlich gezieltes Anfahren der Raumtemperatur.
Vaillant Heizkurve
Die Ermittlung der entsprechenden Formel für den Zusammenhang zwischen Raum-, Außen- und Vorlauftemperatur gestaltete sich nicht ganz einfach. Über direkten Kontakt mit Vaillant ließ sich diese leider nicht eruiieren. Fündig wurde ich aber trotzdem unter folgendem Link:
https://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/201284/Fusspunktanhebung-bei-Vaillant-Heizkurve
Dort wird nachstehend Formel angegeben, die durch empirische Untersuchungen anhand meines eigenen Vaillant Reglers bestätigt wurden.
mit
Da sich diese Gleichung nicht ohne weiteres nach der Raumtemperatur auflösen lässt, sollte abermals eine quadratische Interpolation Abhilfe schaffen. Durch Minimierung des quadratischen Fehlers zwischen Raumtemperatur laut Formel und interpolierter Raumtemperatur lassen sich die entsprechenden Koeffizienten ermitteln. Gelöst wurde das Minimierungsproblem mit Hilfe des Excel Solvers GRG-Nonlinear.
Für eine Heizkurve 1,2 ergibt sich daraus nun folgende Formel.
Das nachstehende Diagramm zeigt die erreichbaren Vorlauftemperaturen für die gewählte Heizkurve 1,2 für die errechneten Werte laut Vaillant Formel im Vergleich zu den Werten der quadratischen Interpolation. Anhand dieser Grafik lässt sich auch erläutern warum die Heizkurve mit 1,2 gewählt wurde. Einerseits erlaubt diese Kurve auch bei tiefen Außentemperaturen erhöhte Vorlauftemperaturen zu erreichen. Andererseits können bei höheren Außentemperaturen um die 5°C auch noch niedrige Vorlauftemperaturen gefahren werden. Zudem erlaubt eine möglichst flache Heizkurve eine höhere Genauigkeit der einzustellende Vorlauftemperaturen aufgrund höherer Auflösung.
Nicht ganz trivial, führt jedoch zum Ziel, auch wenn die Vorgabe einer Vorlauftemperatur für den Heizkreis über den EEBUS definitiv einfacher gewesen wäre.
Die ermittelte Formel kann nun in Loxone verwendet werden, um die Vorlauf- bzw. Puffertemperatur aus dem Ergebnis der Optimization Web API indirekt über die Raumtemperatur an Vaillant zu übergeben.
Vaillant Regler SensoComfort VRC720
Nun muss noch der Vaillantregler entsprechend konfiguriert werden um die Loxone Vorgaben korrekt interpretieren zu können. Dazu müssen wir vorerst in die Fachhandwerkerebene unter den Einstellungen einsteigen.
Dort findet sich die Anlagenkonfiguration über welche die Heizkreise konfiguriert werden können.
Unter Konfiguration Systemschema wird dort Code 8 hinterlegt. Um Änderungen am Regler zu übernehmen und somit auch eine einwandfreie Kommunikation mit Loxone zu ermöglichen, empfiehlt es sich den Regler neu zu starten.
Anschließend kann der Heizkreis konfiguriert werden.
Hier ist es von Bedeutung, dass die Heizkurve auf den ermittelten Wert von 1,20 eingestellt werden. Zusätzlich wird die Raumaufschaltung deaktiviert.
Vaillant Hydraulikstation
An der im Heizraum montierten Hydraulikstation der Wärmepumpe können in der Fachhandwerkerebene mit dem erforderlichen Zugangscode nun noch einige weitere Einstellungen vorgenommen werden.
Einerseits wird die Kompressorhysterese für den Heizmodus reduziert auf 3K um damit die Hoheit für die Steuerung bestmöglich an die Optimization Web API zu delegieren und trotzdem häufiges ein- bzw. ausschalten des Kompressors am Schaltpunkt zu vermeiden.
Andererseits wird das Energieintegral für den Kompressorstart weitestmöglich reduziert. Damit wird die Geschwindigkeit gesteuert mit der die gewünschte Vorlauftemperatur erreicht wird. Um effiziente COP Werte zu erreichen, genügt es bei stündlicher Anpassung der Vorlauftemperatur-Setpoints, bei einem maximalen Delta-T von 10°C im Optimierungsmodell, mit der geringstmöglichen Einstellung von -100°Cmin zu arbeiten.
Stromverbrauchszähler
Um den Leistungsverbrauch der Wärmepumpe genau aufzeichnen zu können wurde noch ein S0 Zähler installiert und an Loxone angebunden. Somit lässt sich die Anlage zuverlässig überwachen und etwaige Analysen können mit höherer Genauigkeit erstellt werden.
