Autark oder vernetzt? Industrie 4.0 oder Stand-alone-Betrieb? In der Kälte- und Klimatechnik gibt es das ganze Spektrum: Auf der einen Seite die Kühlkammer im abgelegenen Landgasthof, in der robuste, einfache Technik möglichst wartungsarm funktionieren soll. Auf der anderen Seite, die Hightechkühlung in der Produktion eines Pharmariesen. Sie muss sich nahtlos in die Prozesssteuerung einfügen. Außerdem müssen detaillierte historische und aktuelle Betriebsdaten konzernweit online verfügbar sein. Hierfür müssen die Hersteller ihre Produkte mit den aktuellsten Schnittstellen ausstatten. Gleichzeitig müssen sie Kunden im Auge behalten, die mit der bisherigen Ausstattung zufrieden waren. Diese werden weder höhere Preise noch eine kompliziertere Handhabung akzeptieren.
Steuerungskonzepte für die Kälte- und Klimatechnik
Ein Beispiel für solche Systeme ist der Bereich der Kühler und Verflüssiger (inklusive Ventilatoren) in Kälteanlagen, ein anderes Beispiel sind Ventilatoren und zugehörige Komponenten, die in Klima-Zentralgeräten arbeiten. Bisher sind bei solchen Systemen zwei Verfahren üblich: Leistungsregler, wie Frequenzumrichter, arbeiten in Verbindung mit Sensoren für die Prozessregelung eigenständig oder sie werden analog (010 V / 420 mA) durch eine übergeordnete Regelung angesteuert. Auch EC-Ventilatoren in Kühlern oder im Klima-Zentralgerät werden oft auf diese Weise gesteuert.
Die beschriebenen Produkte sind direkt am Kühler oder Verflüssiger verbaut oder im Klima-Zentralgerät integriert. Solche Regelungen sind präzise und zuverlässig. Ein Nachteil sind jedoch die eingeschränkten Kommunikationsmöglichkeiten: Das Feedback an eine übergeordnete Gebäude-leittechnik beschränkt sich meistens auf die Auswertung von Betriebs- bzw. Fehlermelderelais.
Ziehl-Abegg hat deshalb eine Reihe von Produkten mit zusätzlichen Schnittstellen versehen, z. B. die EC-Ventilatoren ECblue, Frequenzumrichter (Fcontrol/Icontrol) oder Regelmodule UNIcon der aktuellen Generation. Integrierte Schnittstellen für Bussysteme sorgen dafür, dass die Kommunikation jeweils in beide Richtungen erfolgen kann. Damit stehen auf der Leitebene umfassende Informationen über Betriebszustände zur Verfügung: elektrische Aufnahmeleistung, aktuelle Ventilator-Drehzahl usw. Dies eröffnet Optionen von der Prozessüberwachung bis zum Erfassen von betriebswirtschaftlich relevanten Daten.
Viele Möglichkeiten, einheitliche Handhabung
Bei Anwendungen, in denen EC-Ventilatoren und Frequenzumrichter gleichermaßen zum Einsatz kommen, ist eine einheitliche Handhabung sehr wichtig. Deshalb sind Produkte von Ziehl-Abegg einheitlich modular erweiterbar. Der grundsätzliche Aufbau, die sogenannte Basic-Ausführung“, ist produktübergreifend gleich und bietet immer die Möglichkeit der analogen Ansteuerung. Bis heute ist dies in den Anlagen der bevorzugte Einsatzfall. Mittels eines Add-On-Moduls (Erweiterungsmodul) lässt sich eine Basic-Ausführung jederzeit mit einer Bus-Schnittstelle versehen und so in moderne Anlagenkonzepte integrieren (Bild 1).
Dieses Produktdesign reduziert die Lagerhaltung, da nicht mehrere Versionen vorgehalten werden müssen. Zugleich bleibt der Anwender flexibel, da er ein einfaches und damit preiswerteres Produkt jederzeit anforderungsgemäß erweitern kann. Für die Einbindung in anwenderseitig gewünschte Bussysteme hat Ziehl-Abegg derzeit einsteckbare Add-On-Module für folgende Bussysteme im Programm: Modbus, CAN-Open, LON, Profibus und Ethercat. Weitere Module sind derzeit in Vorbereitung.
Regeln, vernetzen, kommunizieren
Für die Regelmodule gelten die gleichen Bedingungen wie für Ventilatoren: Es sind sowohl autarke Lösungen als auch vernetzte Systeme notwendig. In der Regel werden mehrere, einzelne Ventilatoren über ein Regelmodul zusammengefasst, welches wiederum über eine Kommunikationsschnittstelle für die übergeordnete Gebäudeleittechnik (GLT) Informationen gebündelt zur Verfügung stellt.
Für die Regelung und Ansteuerung von Ventilatoren auf Rückkühlern oder Verflüssigern wie auch für die Regelung von Ventilatoren in Klima-Zentralgeräten wurde das Universal-Regelmodul UNIcon funktional erweitert. Neben der Möglichkeit weiterhin per 010 V Ventilatoren anzusteuern,wurde die sogenannte Modbus-Master-Funktion“ integriert. Das bedeutet, die Einbindung von Ventilatoren oder Frequenzumrichtern in ein Netzwerk erfolgt per Modbus-RTU.
Ein wichtiger Vorteil dabei ist, dass für diese Vernetzung vieler Komponenten mit dem UNIcon Modbus Master“ nur eine Bus-Leitung benötigt wird. Die Adressierung der angeschlossenen Ventilatoren erfolgt schnell und einfach über die im Regelmodul UNIcon integrierte automatische Adressierungsfunktion, die Ziehl-Abegg entwickelt hat. Das Regelmodul ist in der Lage, autark Prozessregelfunktionen in Teilen einer Gesamtanlage zu übernehmen. In Verbindung mit Druck- oder Temperatursensoren erfolgt so beispielsweise die direkte Regelung von Ventilatoren auf Verflüssigern oder Kühlern.
In Klima-Zentralgeräten, mit denen große Luftströme bewegt werden, gibt es einen Trend weg von einzelnen, großen Ventilatoren zu mehreren, kleineren, parallel betriebenen Geräten. Auch hier ist es vorteilhaft, wenn diese Ventilator-Gruppen zusammengefasst vom Regelmodul UNIcon auf Differenzdruck bzw. Luftvolumenstrom geregelt werden.
Informationen zu den Ventilatoren (Betriebszustand, Leistungsaufnahme, Drehzahl etc.) können durch das Regel-modul an die Gebäudeleittechnik weiter gegeben werden. Umgekehrt lassen sich veränderte Anforderungen an die Kühlleistung oder an das zu fördernde Luftvolumen von der Gebäudeleittechnik an das Regelmodul adressieren, um die Regelung der Ventilatoren entsprechend zu beeinflussen. Die Bilder 2 und 3 illustrieren typische Anwendungsfälle. Neben den gezeigten Beispielen kann die Anbindung auch an andere Bus-Systeme erfolgen.
Zukunftssichere Investition
Trotz oder gerade wegen Industrie 4.0 und Big Data“: autarke, analoge Steuerungen behalten ihre Existenzberechtigung. Wenn keine totale Vernetzung gefordert ist, spricht absolut nichts dagegen, EC-Ventilatoren oder auch Frequenzumrichter per Analogsignal zu steuern. Geräte wie der Frequenzumrichter Fcontrol mit integriertem Sinusfilter oder der Standard-Frequenzumrichter Icontrol sind werkseitig mit den nötigen Schnittstellen ausgerüstet.
Dort, wo die direkte Anbindung von EC-Ventilatoren oder von Frequenzumrichtern an ein bestimmtes Bus-System erfolgen soll, geschieht dieses über die entsprechenden Add-On-Busmodule. Mithilfe der Stecktechnik lassen sich vorhandene Anlagen einfach aufrüsten. Alternativ können Gruppen von EC-Ventilatoren oder auch Frequenzumrichtern über ein Universal Regelmodul UNIcon zusammengefasst werden. Gebündelt gibt dieses Universal Regelmodul dann Informationen aus diesen Gruppen an eine übergeordnete Gebäudeleittechnik weiter.
Kälteschelle Husky für Rohre mit einem Durchmesser von 6 bis 8 mm
Für die thermisch entkoppelte Befestigung von Kälteleitungen mit kleinem Durchmesser, wie man sie etwa bei Klimaanlagen oder Kühltheken einsetzt, hat MEFA Befestigungs- und Montagesysteme GmbH sein Sortiment um eine kleine Rohrschelle erweitert. Die Kälteschelle Husky Typ II-13 verhindert die Bildung von Tauwasser im Bereich der Rohrhalterung und ist einfach zu montieren. Sie besteht aus einer Rohrschelle und dem Tragekern aus Polyurethan (PU) und wird als Montageeinheit ausgeliefert. Das druckfeste Material verhindert selbst geringe Setzungen am Rohr. Weil die Kälteschelle so konzipiert ist, dass sich der Rohrschellenkörper außerhalb der Isolierschalen befindet, wird die Isolierung an keiner Stelle durchbrochen, auch nicht im Bereich des Anschlussgewindes. Wärmebrücken werden so ausgeschlossen. Als Dampfbremse fungiert die PVC-Ummantelung mit selbstklebendem Überlappungsstreifen. Beim Schließen der Kälteschelle werden die Verbindungsflächen der Halbschalen mit einem synthetischen Kautschuk-polster abgedichtet. Die Husky ist für Rohrdurchmesser von 6 bis 8 mm geeignet. Ein Verkleben am Rohr ist nicht notwendig. An den Stirnseiten lässt sich Husky mit Isolierschläuchen aus Kautschuk verkleben.
Für die thermisch entkoppelte Befestigung von Kälteleitungen mit kleinem Durchmesser, wie man sie etwa bei Klimaanlagen oder Kühltheken einsetzt, hat MEFA Befestigungs- und Montagesysteme GmbH sein Sortiment um eine kleine Rohrschelle erweitert. Die Kälteschelle Husky Typ II-13 verhindert die Bildung von Tauwasser im Bereich der Rohrhalterung und ist einfach zu montieren. Sie besteht aus einer Rohrschelle und dem Tragekern aus Polyurethan (PU) und wird als Montageeinheit ausgeliefert. Das druckfeste Material verhindert selbst geringe Setzungen am Rohr. Weil die Kälteschelle so konzipiert ist, dass sich der Rohrschellenkörper außerhalb der Isolierschalen befindet, wird die Isolierung an keiner Stelle durchbrochen, auch nicht im Bereich des Anschlussgewindes. Wärmebrücken werden so ausgeschlossen. Als Dampfbremse fungiert die PVC-Ummantelung mit selbstklebendem Überlappungsstreifen. Beim Schließen der Kälteschelle werden die Verbindungsflächen der Halbschalen mit einem synthetischen Kautschuk-polster abgedichtet. Die Husky ist für Rohrdurchmesser von 6 bis 8 mm geeignet. Ein Verkleben am Rohr ist nicht notwendig. An den Stirnseiten lässt sich Husky mit Isolierschläuchen aus Kautschuk verkleben.
Für die thermisch entkoppelte Befestigung von Kälteleitungen mit kleinem Durchmesser, wie man sie etwa bei Klimaanlagen oder Kühltheken einsetzt, hat MEFA Befestigungs- und Montagesysteme GmbH sein Sortiment um eine kleine Rohrschelle erweitert. Die Kälteschelle Husky Typ II-13 verhindert die Bildung von Tauwasser im Bereich der Rohrhalterung und ist einfach zu montieren. Sie besteht aus einer Rohrschelle und dem Tragekern aus Polyurethan (PU) und wird als Montageeinheit ausgeliefert. Das druckfeste Material verhindert selbst geringe Setzungen am Rohr. Weil die Kälteschelle so konzipiert ist, dass sich der Rohrschellenkörper außerhalb der Isolierschalen befindet, wird die Isolierung an keiner Stelle durchbrochen, auch nicht im Bereich des Anschlussgewindes. Wärmebrücken werden so ausgeschlossen. Als Dampfbremse fungiert die PVC-Ummantelung mit selbstklebendem Überlappungsstreifen. Beim Schließen der Kälteschelle werden die Verbindungsflächen der Halbschalen mit einem synthetischen Kautschuk-polster abgedichtet. Die Husky ist für Rohrdurchmesser von 6 bis 8 mm geeignet. Ein Verkleben am Rohr ist nicht notwendig. An den Stirnseiten lässt sich Husky mit Isolierschläuchen aus Kautschuk verkleben.
Alexander Heide,
Produktmanagement Regeltechnik, Geschäftsbereich Lufttechnik, Ziehl-Abegg SE, Künzelsau
