Wärmepumpen: Was bedeutet SG Ready?

Förderfähige Wärmepumpen müssen laut Bundesförderung effiziente Gebäude/Einzelmaßnahmen (BEG EM) ab dem 1. Januar 2023 über Schnittstellen verfügen, über die sie automatisiert netzdienlich aktiviert und betrieben werden können, z. B. anhand des Standards SG Ready.

Siegeszug der Wärmepumpe

Im Sektor Wärme spielen Wärmepumpen eine zunehmend systemrelevante Rolle. Im Neubau ist laut Branchenverband BWP inzwischen mehr als jede zweite Zentralheizung eine Wärmepumpe, Tendenz steigend, und auch in Heizungs-Sanierungsfällen im Bestandsbau zieht sie vermehrt ein, auch hier in der Hauptsache über die Variante Luft/Wasser-Wärmepumpe. Vorhandene Vorbehalte (z. B. zum Wirkungsgrad der Pumpen in diesen Gebäuden und den dort vorhandenen Wärmeverteilsystemen) gehören spätestens seit der Studie des Fraunhofer ISE „Wärmepumpen in Bestandsgebäuden“ aus dem letzten Jahr auf den Prüfstand.

Lesen Sie hierzu unsere Artikelserie "Wärmepumpen im Bestand".

Sektorkopplung und Smart Grid

Die Sektorkopplung bezeichnet den Umstand, dass Strom vermehrt auch in die Sektoren Wärme und Verkehr fließt bzw. gebraucht wird, weil auch diese elektrifiziert werden – im Sektor Wärme über die Wärmepumpe und im Verkehr über die E-Mobilität. Es geht um den Aufbau intelligenter Stromnetze, so genannter Smart Grids. Sie verbinden über moderne Kommunikationstechnik Stromerzeuger, Speicher und Verbraucher mit dem Ziel, ein stabiles Stromnetz zu erhalten. Die Ausgangslage ist, dass die Stromversorgung mehr und mehr auf erneuerbaren Energien basiert.

Diese sind aber nicht auf Knopfdruck zu haben, sondern nur wetterabhängig verfügbar. Die Elektromobilität und Wärmepumpen erhalten deshalb Systemrelevanz, weil sie a) Strom abnehmen und b) Strom speichern und c), im Fall von Wärmepumpen, sich ggf. auch (stundenweise) abnabeln lassen, um Lastspitzen im Netz zu vermeiden oder Überschüsse aufzufangen.

 Was SG-Wärmepumpen können

Dem trägt der Gesetzgeber bei der Wärmepumpen-Förderung Rechnung, indem ab 1. Januar 2023 über die BEG nur noch solche Geräte gefördert werden, wenn sie den technischen Standard SG-Ready besitzen. „SG“ steht für Smart Grid. Pumpen, die dieses Label besitzen, sind in der Lage, in ein Smart Grid eingebunden zu werden.

Smart-Grid-kompatible Wärmepumpen können z.B. über einen Sperrkontakt eine gewisse Zeit abgeschaltet werden, wenn es Lastspitzen im Netz gibt. Umgekehrt können sie bei Stromüberschuss im Netz diesen abnehmen und in Form von Warmwasser speichern. Über eine Schnittstelle werden die SG-Ready-Wärmepumpen in das Smart Grid integriert. Signalgeber können z.B. Energieversorger (EVU) sein, aber auch, falls Photovoltaik-Strom bestmöglich als Eigenstrom im Haus selbst genutzt werden soll, Signale vom Wechselrichter oder von Smart Home Systemen.

Das SG-Ready-Regularium

Der Bundesverband Wärmepumpen BWP betreibt bereits eine SG-Ready-Datenbank, in der die Geräte von Herstellern aufgelistet sind, die heute schon die Kriterien erfüllen. Der BWP hat dazu ein SG Ready-Regularium für das SG Ready-Label publiziert. Darin sind die Anforderungen für Heizungs- und Warmwasserwärmepumpen und kompatible Systemkomponenten aufgeführt:

1. Heizungswärmepumpen müssen über einen Regler verfügen, der vier Betriebszustände abdeckt

• Betriebszustand 1 (1 Schaltzustand, bei Klemmenlösung: 1:0):
  
  Dieser Betriebszustand ist abwärtskompatibel zur häufig zu festen Uhrzeiten geschalteten EVU-Sperre und umfasst maximal 2 Stunden „harte“ Sperrzeit.
  
   
• Betriebszustand 2 (1 Schaltzustand, bei Klemmenlösungen: 0:0):
  
  In dieser Schaltung läuft die Wärmepumpe im energieffizienten Normalbetrieb mit anteiliger Wärmespeicher-Füllung für die maximal zweistündige EVU-Sperre.
  
   
• Betriebszustand 3 (1 Schaltzustand, bei Klemmenlösung 0:1):
  
  In diesem Betriebszustand läuft die Wärmepumpe innerhalb des Reglers im verstärkten Betrieb für Raumheizung und Warmwasserbereitung. Es handelt sich dabei nicht um einen definitiven Anlaufbefehl, sondern um eine Einschaltempfehlung entsprechend der heutigen Anhebung.
  
   
• Betriebszustand 4 (1 Schaltzustand, bei Klemmenlösung 1:1):
  
  Hierbei handelt es sich um einen definitiven Anlaufbefehl, insofern dieser im Rahmen der Regeleinstellungen möglich ist. Für diesen Betriebszustand müssen für verschiedene Tarif- und Nutzungsmodelle verschiedene Regelungsmodelle am Regler einstellbar sein:
  
  Variante 1: Die Wärmepumpe (Verdichter) wird aktiv eingeschaltet.
  
  Variante 2: Die Wärmepumpe (Verdichter und elektrische Zusatzheizungen) wird aktiv eingeschaltet, optional: höhere Temperatur in den Wärmespeichern
  
   
• Optional kann die Raumtemperatur als Führungsgröße für die Regelung der Systemtemperaturen (Vor- bzw. Rücklauftemperatur) herangezogen werden. Eine Sperrung der Wärmepumpe durch einen Raumthermostaten in Abhängigkeit von der Raumtemperatur ist nicht ausreichend.

2. Warmwasserwärmepumpen

Warmwasserwärmepumpen müssen über einen Regler verfügen, welcher mittels einer automatischen Ansteuerung eine Erhöhung der Warmwasser-Solltemperatur zum Zweck der thermischen Speicherung ermöglicht.

3. Schnittstellen-kompatible Systemkomponenten

Ein Hersteller kann für alle Systemkomponenten das SG Ready-Label beantragen, die folgende Voraussetzungen erfüllen:

• Sie müssen über eine Logik zur Ansteuerung von Wärmepumpen verfügen, die zwei oder mehrere der definierten Betriebszustände für Wärmepumpen nutzt.
  
   
• Es müssen Unterlagen für die Modelle bzw. Baureihen vorhanden sein, die beschreiben, wie die Systemkomponenten einzustellen sind, um SG Ready fähige Wärmepumpen anzusteuern. Diese sind den Antragsunterlagen mit beizufügen.
  
   
• Die Regelfunktionen sind so einstellbar, dass sie die folgenden Mindestanforderungen erfüllen:
  
  a) Sobald das Signal für die Sperre der Wärmepumpe (Betriebszustand 1) über den digitalen Eingang gesetzt wird, bleibt das Signal für mindestens 10 Minuten aktiv. Nach dem Abfall des Signals darf dieses frühestens nach 10 Minuten wieder aktiviert werden.
  
  b) Eine vollständige Sperre der Wärmepumpe (Betriebszustand 1) darf maximal 2 Stunden anliegen.
  
  c) Eine vollständige Sperre der Wärmepumpe (Betriebszustand 1) darf maximal 3 Mal pro Tag geschaltet werden.
  
  d) Sobald das Signal für Anlaufempfehlung/Anlaufbefehl der Wärmepumpe (Betriebszustand 3/4) über den digitalen Eingang gesetzt wird, bleibt das Signal für mindestens 10 Minuten aktiv. Nach dem Abfall des Signals darf dieses frühestens nach 10 Minuten wieder aktiviert werden.

Standard schon heute

SG-Ready besitzt, neben der Förderrelevanz ab 2023 für den Häuslebauer, einen übergeordneten System-Hintergrund. Wie sich das auswirkt, wenn ferngesteuert z. B. von einem EVU auf die eigene Wärmepumpe zugegriffen werden kann, das muss die Praxis zeigen. Allerdings gibt es dafür auch Regeln bzw. Begrenzungen. SG-Ready dient aber nicht nur der Netzstabilität und wird bald die Fördervoraussetzung sein. Wer eine Photovoltaik-Anlage auf dem eigenen Dach hat und die Eigenstromnutzung maximal nutzen will, der kann auch von SG-Ready profitieren, weil es die interne Verteilung optimiert. Viele Wärmepumpen sind bereits heute SG-Ready. Das wird der Standard sein, schon heute.

 Dittmar Koop ist Journalist für erneuerbare Energien und Energieeffizienz.