Bomba de calor KNX y SG Ready: Vitocal, Aquarea y arotherm Plus Control de autoconsumo
La integración de bombas de calor aerotérmicas con KNX a través del estándar SG Ready permite optimizar el autoconsumo fotovoltaico: utilizar el excedente de energía solar para calentar el edificio o el ACS en lugar de exportarlo a bajas tarifas de inyección. La integración Modbus TCP extiende esto al control de punto de consigna variable y monitoreo COP en tiempo real.
Estándar SG Ready: 4 estados de funcionamiento
SG Ready (Smart Grid Ready) es un estándar alemán BWP (Bundesverband Wärmepumpe) para el control de bomba de calor sensible a la red. Dos entradas de contacto seco (S1, S2) en el PCB de la bomba de calor definen cuatro estados operativos – no se necesita ningún protocolo de comunicación complejo, solo dos contactos de relé del sistema KNX.
| Estado | S1 | S2 | Significado | Disparador KNX |
|---|---|---|---|---|
| 1 — Bloqueado | 1 (cerrado) | 0 (abierto) | Sobrecarga de red — BC apagada | Nunca usado para PV; solo señal de red |
| 2 — Normal | 0 (abierto) | 0 (abierto) | Funcionamiento por defecto | PV surplus < 1 kW |
| 3 — Fomentado | 0 (abierto) | 1 (cerrado) | Funcionar con capacidad mejorada | Excedente fotovoltaico 2–5 kW |
| 4 — Funcionamiento a máxima capacidad | 1 (cerrado) | 1 (cerrado) | Exceso de PV — capacidad máxima | PV surplus > 5 kW |
KNX implementa SG Ready con dos canales de relé de salida binaria KNX — uno por contacto. El valor de excedente de potencia del inversor fotovoltaico (Fronius, SMA o Huawei Modbus) impulsa la lógica KNX que establece el estado del relé.
Cableado Viessmann Vitocal SG Ready
El bloque de terminales X1.3 de la placa PCB de Vitocal 250-A y 300-A proporciona la entrada de 2 hilos SG Ready. Los terminales 63 (S1), 64 (S2) y 65 (GND común) aceptan contactos libres de potencial — exactamente lo que proporciona un actuador de relé KNX.
Cableado de Vitocal X1.3 al actuador de relé MDT BJ65-AB08.01
MDT BJ65-AB08.01 relay channel 1:
Common (COM) → X1.3 terminal 65 (GND)
NO output → X1.3 terminal 63 (S1)
MDT BJ65-AB08.01 relay channel 2:
NO output → X1.3 terminal 64 (S2)
(share COM terminal 65 with channel 1)
ETS6 Group Addresses:
GA 11/0/0 → S1 relay (DPT 1.001, 0=open, 1=closed)
GA 11/0/1 → S2 relay (DPT 1.001, 0=open, 1=closed)
KNX PV surplus logic (MDT Logic Module):
PV surplus (GA 9/0/1, watts) > 5000W:
→ Send 1 to GA 11/0/0 (S1 closed)
→ Send 1 to GA 11/0/1 (S2 closed) → State 4
PV surplus 2000–5000W:
→ Send 0 to GA 11/0/0 (S1 open)
→ Send 1 to GA 11/0/1 (S2 closed) → State 3
PV surplus < 1000W:
→ Send 0 to GA 11/0/0 (S1 open)
→ Send 0 to GA 11/0/1 (S2 open) → State 2Panasonic Aquarea SG Ready mediante KNX nativo
El adaptador KNX Panasonic Aquarea series J y K CZ-CAPRA1 elimina por completo el cableado de relés. El estado SG Ready se establece directamente mediante un objeto de grupo KNX — el adaptador traduce el valor DPT de KNX a la máquina de estados SG Ready interna de Aquarea.
Objeto de grupo SG Ready CZ-CAPRA1
ETS6 Application: CZ-CAPRA1 KNX adapter Parameter: SG Ready → Enable Group object: DPT 5.001 (0–100%) Value 0 → SG Ready State 2 (Normal) Value 1 → SG Ready State 3 (Encouraged) Value 2 → SG Ready State 4 (Run-at-max) GA 11/0/2 (Aquarea SG Ready state, DPT 5.001) KNX logic thresholds (same as relay approach): PV surplus > 5000W → send value 2 to GA 11/0/2 PV surplus 2000–5000W → send value 1 PV surplus < 1000W → send value 0 No relay wiring required — Aquarea receives state directly via KNX TP bus from CZ-CAPRA1 adapter
Ventaja de Aquarea: el CZ-CAPRA1 también expone temperatura de impulsión, temperatura ACS, modo de funcionamiento y contador de energía como objetos de grupo KNX — proporcionando monitorización completa sin una puerta de enlace Modbus separada. Para proyectos de obra nueva con bombas de calor Panasonic, CZ-CAPRA1 es el enfoque de integración recomendado.
Vaillant arotherm plus SG Ready y Modbus
El Vaillant arotherm plus utiliza el mismo enfoque de cableado SG Ready basado en relés que el Vitocal — bornes S1 (pin 10) y S2 (pin 11) en el bloque de terminales del PCB del arotherm plus. El arotherm plus también soporta Modbus TCP mediante el módulo VR940F, permitiendo un control más rico más allá de la máquina de estados SG Ready fija.
Mapa de registros Modbus TCP arotherm plus (VR940F)
Register 1: Flow setpoint (°C×10, read/write)
Register 5: Current COP (×100, read-only)
COP 350 = 3.50 (multiply by 0.01)
Modbus control vs SG Ready comparison:
SG Ready: 3 fixed states (Normal / Enhanced / Max)
Modbus: Variable setpoint writes every 60 seconds
e.g. 37°C (economy), 45°C (boost), 50°C (DHW)
For PV optimisation via Modbus:
PV surplus 1–3 kW → setpoint 39°C
PV surplus 3–6 kW → setpoint 45°C
PV surplus > 6 kW → setpoint 50°C (DHW)
Night rate tariff → setpoint 42°C (pre-heat buffer)El control de consigna Modbus permite una optimización continua de la temperatura de impulsión en lugar del encendido/apagado binario de los estados SG Ready – mejorando el COP en condiciones de excedente PV parcial y permitiendo programas de consigna con compensación climática.
Optimización del COP de la bomba de calor con compensación climática KNX
El COP de una bomba de calor es más alto a temperaturas exteriores suaves y bajas temperaturas de impulsión. Una Vitocal 250-A a 10°C exterior y 35°C impulsión alcanza un COP de 4,5–5,0; a -5°C exterior y 50°C impulsión, el COP cae a 2,5–3,0. El control de consigna con compensación climática KNX maximiza el COP estacional (SCOP).
Lógica de compensación climática – MDT Logic Module
Input: GA 8/2/0 (Outdoor temperature, °C, DPT 9.001)
Output: GA 11/1/0 (HP flow setpoint, °C, DPT 9.001)
→ Modbus write → VR940F register 1
Linear compensation curve:
Outdoor +15°C → flow setpoint 30°C (min HP output)
Outdoor +5°C → flow setpoint 37°C (mild heating)
Outdoor 0°C → flow setpoint 42°C
Outdoor -5°C → flow setpoint 47°C
Outdoor -10°C → flow setpoint 50°C (maximum)
ETS6 MDT Logic Module: linear interpolation function
Input range: -10°C to +15°C
Output range: 50°C to 30°C (inverse relationship)
Update interval: every 15 minutes (Modbus write)Depósito de inercia de la bomba de calor y prevención de ciclos cortos
Las bombas de calor requieren un depósito de inercia (50–200 litros según la capacidad de la BC) entre el circuito primario de la BC y el circuito de calefacción secundario. La monitorización de la temperatura del depósito de inercia mediante KNX evita los ciclos cortos asegurando que la BC funcione al menos 10 minutos por arranque.
Lógica de control del depósito de inercia – ETS6
Buffer tank top sensor: Pt1000 or NTC → MDT SCN-TM55P.02 temperature input module → GA 8/3/0 (Buffer Top Temperature, DPT 9.001) HP start condition: IF GA 8/3/0 < 35°C AND GA 11/2/0 (HP running) = 0 AND time since last stop > 10 minutes THEN write mode 1 (heating) to HP Modbus register 100 HP stop condition: IF GA 8/3/0 > 50°C THEN write mode 0 (standby) to HP Modbus register 100 Minimum run time interlock: HP start timestamp stored in ETS6 variable HP stop only permitted if (now - start) > 10 minutes Prevents compressor short-cycling — protects compressor
Dimensionamiento del depósito de inercia: volumen mínimo de inercia = potencia de la bomba de calor (kW) × 10 litros. Una bomba de calor de 10 kW requiere un depósito de inercia de al menos 100 litros. Los depósitos de inercia subdimensionados provocan ciclos cortos independientemente de la lógica KNX: la temperatura del depósito varía demasiado rápido para que el bloqueo de tiempo mínimo de funcionamiento sea efectivo.
Secuencia de pruebas de puesta en marcha
Realice la siguiente secuencia de pruebas después de la descarga de ETS6 y la configuración de la pasarela Modbus. Pruebe los estados SG Ready antes de habilitar la lógica de excedente fotovoltaico en directo.
| Paso | Acción | Resultado esperado |
|---|---|---|
| 1 | Activar manualmente S2=1 en el Group Monitor de ETS6 | La pantalla de la HP muestra el estado SG Ready 3 — modo de capacidad mejorada |
| 2 | Disparo S1=1, S2=1 | La HP funciona a máxima potencia — estado 4 confirmado |
| 3 | Poner ambos relés a 0 | La HP vuelve a la programación normal — estado 2 |
| 4 | Escribir 40°C en el registro Modbus del punto de consigna de temperatura de impulsión (si está equipado con Modbus) | La temperatura de impulsión de la HP sube a 40°C en 15 minutos |
| 5 | Simular excedente fotovoltaico: ajustar Fronius GA 9/0/1 a -4000W en Group Monitor | La lógica KNX activa automáticamente el estado SG Ready 3 |
| 6 | Simulate PV surplus > 5000W | La lógica KNX activa automáticamente el estado SG Ready 4 |
¿Necesita puesta en marcha de la integración bomba de calor KNX y SG Ready?
Configuramos el cableado de relés SG Ready, pasarelas Modbus TCP y la lógica de excedente fotovoltaico en ETS6 – ofreciendo una integración KNX de bomba de calor probada con certificados de puesta en marcha y paneles de monitoreo energético.
Solicitar presupuesto →