Ersatzstromversorgung einer Wärmepumpe mit Rundsteuerempfänger und Schütz

[h-v]

Hallo,

in Kürze erhalte ich eine PV-Anlage mit Ersatzstromversorgung (so nennt der Hersteller das). Da die zur Verfügung stehende Leistung bei Netzausfall logischerweise begrenzt ist, bevorzuge ich eine manuelle Umschaltung. Für das Haus ist das soweit auch trivial und bereits mit meinem Elektriker abgestimmt.

Ich möchte aber auch die Möglichkeit haben meine Wärmepumpe bei Bedarf (und ausreichend Kapazität) zu versorgen und damit ich für die Diskussion mit meinem Elektriker gerüstet bin, habe ich mir dazu einige Gedanken gemacht. Ich würde mich freuen eure Gedanken dazu zu hören:

Im einfachsten Fall würde ich den Elektriker bitten - wie beim Haus auch - vor den RCD einen Notstromumschalter zu setzen, also ungefähr so:


Leider ist meine Installation aber etwas komplizierter, so habe ich vor der Wärmepumpe einen Schütz, der vom Netzbetreiber über einen Rundsteuerempfänger (RSE im Bild) gesteuert werden kann und bei Netzüberlast meine Wärmepumpe vom Netz trennt. Zusätzlich ist die Wärmepumpensteuerung nicht hinter dem Schütz, wird also auch nicht getrennt:


Was möchte ich nun erreichen? Zweierlei: Erstens möchte ich, dass ich die gesamte Wärmepumpe bei einem Netzausfall auf die Ersatzstromversorgung umschalten kann. Zweitens möchte ich die Ersatzstromversorgung auch nutzen können, wenn mir der Netzbetreiber über den Rundsteuerempfänger den Saft abdreht.
Jetzt könnte man natürlich einfach vor den RCD den Umschalter setzen um die erste Anforderung zu erfüllen, aber dann könnte der Netzbetreiber mir die Wärmepumpe über den Rundsteuerempfänger und Schütz immer noch ausschalten, obwohl ich gar kein Strom aus dem Netz beziehe und damit wäre die zweite Anforderung nicht erfüllt.

Was also tun? Mir sind zwei mögliche Lösungen eingefallen:

Option 1) Die Steuerung der Wärmepumpe bekommt ihren eigenen RCD und davor einen Umschalter, so ist diese Komplezität schon mal weg. Für die Wärmepumpe wird ein Umschalter vor dem vorhandenen RCD installiert, aber anders als üblich werden die Ausgänge des Notstromuschalters nicht gebrückt, sondern jeweils mit einem eigenen RCD und Leistungsschutzschaltern verbunden, so dass der vorhandene Schütz nur das Netz trennen kann, aber nicht die Ersatzstromversorgung:

Als Nachteil dieser Lösung empfinde ich, dass der Ersatzstrom auch am Schütz anliegt.

Option 2) Es werden erneut zwei RCDs (1x Netz, 1x Ersatz) eingesetzt, aber diesmal sind die Umschalter nicht vor dem RCD, sondern hinter allen Sicherungen und dem Schutz direkt vor den Verbrauchern:

Diese Lösung erscheint mir zwar sinning, aber ungewöhnlich, da der Notstromumschalter ja gewöhnlich vor dem RCD installiert wird.

Was denkt ihr? Welche Option ergibt mehr Sinn und ist zulässig? Gibt es vielleicht noch weitere Varianten?

Danke & Gruß

 

[Pumukel]

und wo ist da das Problem das die Spannung von der Ersatzstromanlage am Netzschütz anliegt ? Wichtig ist doch nur das die Steuerspannung und die Drehstromspannung an der Wärmepumpe anliegt! Im Notstrombetrieb ist ja die Netzspannung inklusive des N vom Netz getrennt. Das Netzschütz kann nur bei Anliegen der Netzspannung schalten. Diese kommt aber vor dem Schütz an ! Problematisch ist es nur die Umschaltung für die Steuerspannung der Wärmepumpe zu gestalten. Den es gibt keine 1 0 2 Umschalter mit 6 Kontakten. Das geht mit 2 Schützen zu lösen.
Je nachdem ob Netz anliegt oder eben Ersatznetz zieht das zugehörige Schütz an ! ( Schützverriegelung beachten!)

 

[h-v]

Interessanter Gedanke - kannst du einen passenden Schütz empfehlen, damit ich mir das mal anschauen kann? Der bei mir verbaute von Eaton hat nur 4 Kontakte. Letzendlich brauche ich ja auch nur 5 Kontakte (3 Phasen für Wärmepumpe, 1 Phase für Steuerung und der gemeinsame Nullleiter). Notstromumschalter haben ja in der Regel auch einen vorauseilendem Neutralleiter, wie ist das beim Einsatz mit zwei Schützen?

Spricht denn entwas dagegen zwei Umschalter zu verwenden, so wie im Bild der Option 1) oben vorgeschlagen?

 

[Pumukel]

Du kannst auch 2 Umschalter verwenden , nur musst du eben auch beide Umschalten.
Mit Schütz brauchst du 2 Stück ABB ESB 25-31N-06 Installationsschütz 230V / 25A - 3 Schließer + 1 Öffner | Elektroversand Schmidt GmbH

 

[Octavian1977]

Auf keinen Fall mit einem einfachen 4 poligen Schütz schalten!!!

Der Neutralleiter (NICHT NULLEITER) ist zwingend nacheilend ein und voreilend ein zu schalten!
Ansonsten sind Schäden an der Anlage die Regel.

Zusätzlich mußt Du bei Schützen zwei in Reihe verwenden, da ein Schütz alleine durch den zu geringen Kontaktabstand keine sichere Trennung herstellen kann.
Des weiteren ist erst mal zu klären ob der N überhaupt mitgeschaltet wird und wenn dann muß sichergestellt werden, daß vor dem Einschalten das Neue Netz im Sternpunkt geerdet ist!.
Einfach nur 4 polig umschalten bedeutet, daß das neue Netz Erdfrei ist und damit die wichitgste Schutzmaßnahme nicht mehr vorhanden, Fehlerstromschutzschalter sind dann fast funktionslos.

 

[Pumukel]

och nee hier wird mit den Schützen nur Wechselspannung geschaltet und der Öffner dient der Schützverriegelung. Und @Octavian1977 die Erdung ist durch den PE gegeben sofern das Ersatznetz als TN-S-Netz einspeist!

 

[h-v]

Schon mal danke für die vielen Antworten

Du kannst auch 2 Umschalter verwenden , nur musst du eben auch beide Umschalten.
Mit Schütz brauchst du 2 Stück ABB ESB 25-31N-06 Installationsschütz 230V / 25A - 3 Schließer + 1 Öffner | Elektroversand Schmidt GmbH

Wenn ich zwei von diesen nutzen würde und die beiden Öffner für die Schutzverriegelung nutzen würde, würde ich aber trotzdem nur die drei Phasen für die Wärmepumpe schalten. Neutralleiter für die Wärmepumpe sowie Phase und Neutralleiter für die Steuerung der Wärmepumpe aber nicht. Also bräuchte ich doch zwei Schütze mit 4 Schließern (davon einer nacheilend aus / voreilend ein für den Neutralleiter) und 1 Öffner (für die Schutzverriegelung) für die Wärmepumpe, sowie zwei Schütze mit 2 Schließern (davon einer für den Neutralleiter) und 1 Öffner (für die Schutzverriegelung) für die Steuerung der Wärmepumpe, oder etwa nicht?

Der Neutralleiter (NICHT NULLEITER) ...

Sorry, ich meinte oben selbstverständlich den Neutralleiter N und nicht den Nullleiter PEN. Danke für die Richtigstellung.

Auf keinen Fall mit einem einfachen 4 poligen Schütz schalten!!!

Der Neutralleiter (NICHT NULLEITER) ist zwingend nacheilend ein und voreilend ein zu schalten!
Ansonsten sind Schäden an der Anlage die Regel.

Das war jetzt auch meine Annahme, wobei ich Schäden bei der Anlage nur bei der dreiphasigen Komponente erwarten würde, aber nicht bei der einphasigen Steuerung der Wärmepumpe, korrekt?

Zusätzlich mußt Du bei Schützen zwei in Reihe verwenden, da ein Schütz alleine durch den zu geringen Kontaktabstand keine sichere Trennung herstellen kann.

Gut zu wissen, aber in dem Fall würde ich dann ja insgesamt 8 Schütze benötigen, wenn ich allein zwei für die WP und zwei für die Steuerung brauche und das dann noch verdoppele. Da scheint das Szenario mit den beiden manuell zu bedienenden Notstromumschaltern dann aber doch effizienter...

Des weiteren ist erst mal zu klären ob der N überhaupt mitgeschaltet wird und wenn dann muß sichergestellt werden, daß vor dem Einschalten das Neue Netz im Sternpunkt geerdet ist!.

Ich hatte schon angenommen, dass der Neutrallleiter mitgeschaltet wird, denn das tut ein normaler Notstromumschalter ja auch. Warum sollte das nicht der Fall sein?

Einfach nur 4 polig umschalten bedeutet, daß das neue Netz Erdfrei ist und damit die wichitgste Schutzmaßnahme nicht mehr vorhanden, Fehlerstromschutzschalter sind dann fast funktionslos.

Den Punkt verstehe ich nicht. Warum sollte das neue Netz erdfrei sein? Ich habe in den Bilder oben die Erdung zwar nicht mitgezeichnet, aber die ist definitiv überall vorhanden, sowohl im "Netz" als auch im "Backup".

och nee hier wird mit den Schützen nur Wechselspannung geschaltet und der Öffner dient der Schützverriegelung. Und @Octavian1977 die Erdung ist durch den PE gegeben sofern das Ersatznetz als TN-S-Netz einspeist!

Der Wechselrichter ist ein SMA STP10.0-3SE-40. Im Datenblatt steht dazu unter dem Punkt "AC-Ersatzstromsystem im Netzparallelbetrieb" "Netzform: TN-S". Der Anschluss für den Ersatzstrom ist auch fünfadrig, also L1, L2, L3, N und PE. Der Wechselrichter selbst ist mit einem 16mm² Kabel geerdet.

 

[Octavian1977]

Sobald Du DAs Netz außen 4 polig von deinem Netz innen trennst gibt es in der Anlage keinen geerdeten Sternpunkt (Neutralleiter) mehr und auch keinen Erdbezug.
Dieser muß dann mit weiteren Schalthandlungen wieder hergestellt werden.
Auf jeden Fall ist bei sowas ein eigener hochwertiger Erder für das Gebäude unbedingt erforderlich.

Bei einer TN-C Einspeisung durch den Netzbetreiber kann man allerdings auch 3polig schalten da die Trennstelle des PEN im Eigentumsbereich des Grundstückeigners liegt, aber auch hier ist ZWINGEND ein ausreichend guter Gebäude Erder notwendig.
Die 3polige Schaltung hat den erheblichen Vorteil, daß die Wichtigste Schutzmaßnahme, nämlich die Erdung, nicht über Schaltkontakte hergestellt wird die durchaus auch versagen können.

 

[h-v]

Sobald Du DAs Netz außen 4 polig von deinem Netz innen trennst gibt es in der Anlage keinen geerdeten Sternpunkt (Neutralleiter) mehr und auch keinen Erdbezug.
Dieser muß dann mit weiteren Schalthandlungen wieder hergestellt werden.
Auf jeden Fall ist bei sowas ein eigener hochwertiger Erder für das Gebäude unbedingt erforderlich.

Bei einer TN-C Einspeisung durch den Netzbetreiber kann man allerdings auch 3polig schalten da die Trennstelle des PEN im Eigentumsbereich des Grundstückeigners liegt, aber auch hier ist ZWINGEND ein ausreichend guter Gebäude Erder notwendig.
Die 3polige Schaltung hat den erheblichen Vorteil, daß die Wichtigste Schutzmaßnahme, nämlich die Erdung, nicht über Schaltkontakte hergestellt wird die durchaus auch versagen können.

Danke - das ergibt Sinn. Eine Sache verstehe ich aber noch nicht: du beschreibst die 4 polige Trennung durch einen Umschalter oder Schütz als potentiell problematisch. Meinem Verständnis nach ist das aber das gleiche was auch bei einem RCD passiert, wenn dieser auslöst oder manuell betätigt wird. Inwiefern unterscheiden sich diese beiden Szenarien?

 

[Octavian1977]

1. Ein RCD trennt vollkommen und es ist nicht gedacht bei abgeschalteten RCD das Netz dahinter an anderer Stelle wieder ein zu speisen. Der RCD trennt aufgrund eines Fehlers und das Netz dahinter muß außer Betrieb bleiben.
2. Ein Drehstrom RCD trennt den N nacheilend und schließt diesen Voreilend.

Wenn keine Spannung mehr da ist, also abgeschaltet ist wird auch keine Schutzmaßnahme mehr benötigt oder ein geerdeter Neutralleiter.

 

[h-v]

Danke, damit kann ich dann aber die Option 1) oben ausschließen und es läuft damit auf Option 2) raus, korrekt? Oder spricht etwas dagegen einen Notstromumschalter nach RCD und LS zu installieren?

 

[Octavian1977]

Ja da spricht dagagen, daß der Auslösende Fi dies nicht ohne grund tut und somit eine Zuschaltung des nachfolgenden Netzes zu unterbleiben hat.
Der FI müsst auf seine Auslösung hin überwacht werden und natürlich das Neue Netz auch einen Fi erhalten UND geerdet sein!

 

[h-v]

Logisch. Also müsste man es demnach so machen:

 

[Pumukel]

Noch mal Deine Ersatzstromversorgung sollte ein TN-S-Netz bereitstellen und kein TN-C-Netz . Das bedeutet es gibt in der TN-S-Netz Ebene keinen PEN . Auch nach dem RCD gibt es keinen PEN. Aber vor dem RCD sind im TN-C-Netz N und PE verbunden. Durch die 4 polige Schaltung wird der PE nie getrennt aber der N und somit die Verbindung des N mit dem PE aufgehoben. Bei der Ersatzversorgung ist der N mit dem PE im Ersatz gegeben denn es liefert ein TN-S-Netz .
Somit sind da N und PE geerdet ! Die Netz Aus Notstromschalter haben einen vor und nacheilenden N Kontakt !
Deshalb ist da eine Sternpunktverschiebung ausgeschlossen. Beim Umschalten trennt zuletzt der N und zuerst wird der N verbunden. Bei normalen Umschaltern ist das nicht gegeben!

 

[Octavian1977]

Der Umschalter kommt ganz oben hin und dann nur einer.

 

[Pumukel]

So und nun zu deiner letzten Schaltung der RCD in der Zuleitung zur Steuerspannung und zur Wärmepumpe ist überflüssig! Den Diese Stromkreise sind ja in beiden Zweigen ( Netz und Ersatznetz schon durch RCD geschützt. )
Auch gehört der Umschalter vor die RCD !

 

[Pumukel]

So sollte es gehen auch ohne zweiten Umschalter, allerdings kommt da noch eine zusätzliche Sicherung und ein RCD ins Spiel und beim Notnetzumschalter müssen die Brücken am Abgang entfernt werden.

 

[h-v]

Aaaaah, jetzt begreife ich

Aller Anfang ist schwer - ich danke für eure Geduld!

Die Grafik hilft auch sehr - danke; in meiner Darstellung wäre das dann so:


Das entspricht ja auch fast meiner Option 1), nur dass man den zweiten Umschalter und dritten RCD sparen kann.

Ich denke damit passt es dann

 

[Pumukel]

ja

 

[h-v]

Halt Moment, jetzt ist mir noch was aufgefallen: bei diesem Setup umgeht man im Netzbetrieb ja den Schütz auf einer Phase, wenn man den LS auf der Backup-Seite nicht manuell ausschaltet. Das kann also nicht funktionieren. Oder habe ich einen Denkfehler?