Pompa ciepła KNX i SG Ready: Vitocal, Aquarea i arotherm Plus Sterowanie autokonsumpcją
Integracja powietrznych pomp ciepła z KNX za pomocą standardu SG Ready umożliwia optymalizację autokonsumpcji PV – wykorzystanie nadwyżki energii słonecznej do ogrzewania budynku lub CWU zamiast eksportu przy niskich taryfach feed-in. Integracja Modbus TCP rozszerza to o zmienną kontrolę zadanej wartości i monitorowanie COP w czasie rzeczywistym.
Standard SG Ready: 4 stany pracy
SG Ready (Smart Grid Ready) to niemiecki standard BWP (Bundesverband Wärmepumpe) dla sterowania pompą ciepła reagującą na sieć. Dwa bezpotencjałowe wejścia (S1, S2) na płytce pompy ciepła definiują cztery stany pracy – nie jest potrzebny żaden złożony protokół komunikacyjny, tylko dwa styki przekaźników z systemu KNX.
| Stan | S1 | S2 | Znaczenie | Wyzwalacz KNX |
|---|---|---|---|---|
| 1 — Zablokowany | 1 (zamknięty) | 0 (otwarty) | Przeciążenie sieci — PC wył. | Nigdy nie używane do PV; tylko sygnał sieciowy |
| 2 — Normalny | 0 (otwarty) | 0 (otwarty) | Domyślna praca | PV surplus < 1 kW |
| 3 — Zachęcany | 0 (otwarty) | 1 (zamknięty) | Praca z podwyższoną wydajnością | Nadwyżka PV 2–5 kW |
| 4 — Praca z maksymalną wydajnością | 1 (zamknięty) | 1 (zamknięty) | Nadmiar PV — maksymalna wydajność | PV surplus > 5 kW |
KNX realizuje SG Ready za pomocą dwóch kanałów przekaźników wyjścia binarnego KNX — jeden na styk. Wartość nadwyżki mocy falownika PV (Fronius, SMA lub Huawei Modbus) steruje logiką KNX, która ustawia stan przekaźnika.
Okablowanie Viessmann Vitocal SG Ready
Zacisk płytki PCB X1.3 Vitocal 250-A i 300-A zapewnia wejście 2-przewodowe SG Ready. Zaciski 63 (S1), 64 (S2) i 65 (GND wspólny) akceptują styki beznapięciowe — dokładnie to, co zapewnia siłownik przekaźnika KNX.
Podłączenie Vitocal X1.3 do przekaźnika 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 przez natywne KNX
Adapter KNX Panasonic Aquarea serii J i K CZ-CAPRA1 całkowicie eliminuje okablowanie przekaźnikowe. Stan SG Ready jest ustawiany bezpośrednio przez obiekt grupowy KNX – adapter tłumaczy wartość DPT KNX na wewnętrzną maszynę stanów SG Ready Aquarea.
Obiekt grupowy 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
Zaleta Aquarea: CZ-CAPRA1 udostępnia również temperaturę zasilania, temperaturę CWU, tryb pracy i licznik energii jako obiekty grupowe KNX – zapewniając pełny monitoring bez osobnej bramy Modbus. W projektach nowych budynków z pompami ciepła Panasonic, CZ-CAPRA1 jest zalecanym podejściem integracyjnym.
Vaillant arotherm plus SG Ready i Modbus
Vaillant arotherm plus stosuje ten sam przekaźnikowy sposób okablowania SG Ready co Vitocal – zaciski S1 (pin 10) i S2 (pin 11) na listwie zaciskowej PCB arotherm plus. Arotherm plus obsługuje również Modbus TCP przez moduł VR940F, umożliwiając bogatsze sterowanie poza stałą maszyną stanów SG Ready.
Mapa rejestrów 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)Sterowanie wartością zadaną Modbus umożliwia płynną optymalizację temperatury zasilania zamiast binarnego włączania/wyłączania stanów SG Ready – poprawia COP w warunkach częściowego nadmiaru PV i umożliwia harmonogramy wartości zadanych z kompensacją pogodową.
Optymalizacja COP pompy ciepła z kompensacją pogodową KNX
COP pompy ciepła jest najwyższy przy łagodnych temperaturach zewnętrznych i niskich temperaturach zasilania. Vitocal 250-A przy 10°C na zewnątrz i 35°C zasilania osiąga COP 4,5–5,0; przy -5°C na zewnątrz i 50°C zasilania COP spada do 2,5–3,0. Sterowanie wartością zadaną z kompensacją pogodową KNX maksymalizuje sezonowy COP (SCOP).
Logika kompensacji pogodowej – 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)Zbiornik buforowy pompy ciepła i zapobieganie krótkim cyklom
Pompy ciepła wymagają zbiornika buforowego (50–200 litrów w zależności od mocy PC) między obiegiem pierwotnym PC a wtórnym obiegiem grzewczym. Monitorowanie temperatury zbiornika buforowego przez KNX zapobiega krótkim cyklom, zapewniając pracę PC przez co najmniej 10 minut na start.
Logika sterowania zbiornikiem buforowym – 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
Dobór zbiornika buforowego: minimalna pojemność bufora = moc pompy ciepła (kW) × 10 litrów. Pompa ciepła o mocy 10 kW wymaga zbiornika buforowego o pojemności co najmniej 100 litrów. Zbyt małe zbiorniki buforowe powodują krótkie cykle pracy niezależnie od logiki KNX – temperatura bufora zmienia się zbyt szybko, aby blokada minimalnego czasu pracy była skuteczna.
Sekwencja testów uruchomieniowych
Wykonaj następującą sekwencję testów po pobraniu ETS6 i konfiguracji bramki Modbus. Przetestuj stany SG Ready przed włączeniem logiki nadwyżki PV na żywo.
| Krok | Akcja | Oczekiwany rezultat |
|---|---|---|
| 1 | Ręczne wyzwolenie S2=1 w Group Monitor ETS6 | Wyświetlacz HP pokazuje stan SG Ready 3 – tryb zwiększonej mocy |
| 2 | Wyzwalacz S1=1, S2=1 | HP pracuje z maksymalną mocą wyjściową – potwierdzono stan 4 |
| 3 | Ustaw oba przekaźniki na 0 | HP powraca do normalnego harmonogramu – stan 2 |
| 4 | Zapisz 40°C do rejestru Modbus zadanej temperatury zasilania (jeśli wyposażony w Modbus) | Temperatura zasilania HP wzrasta do 40°C w ciągu 15 minut |
| 5 | Symuluj nadwyżkę PV: ustaw Fronius GA 9/0/1 w Group Monitor na -4000W | Logika KNX automatycznie wyzwala stan SG Ready 3 |
| 6 | Simulate PV surplus > 5000W | Logika KNX automatycznie wyzwala stan SG Ready 4 |
Potrzebujesz uruchomienia integracji pompy ciepła KNX i SG Ready?
Konfigurujemy okablowanie przekaźników SG Ready, bramy Modbus TCP i logikę nadwyżki PV w ETS6 – dostarczając przetestowaną integrację pompy ciepła z KNX z certyfikatami uruchomienia i pulpitami monitorowania energii.
Poproś o wycenę →