Modulares Luftheizer-Management mit eBus und LON

Heizen und Kühlen mit TopWing-Luftheizer TLHK.

Ausstellungshallen, Werk- und Produktionsräume, Lagerhallen und ähnlich gewerblich genutzte Großräume werden immer häufiger mit Luftheizern erwärmt. Hintergrund dieses Trends ist die Verbesserung der Luftführung mit Hilfe von Sekundärluftjalousien sowie die Bereitstellung der Wärme durch Niedertemperatur- oder Brennwertkessel. Doch auch in den bislang nur beheizten Hallen steigen die Ansprüche an das Raumklima. So wird vom Kunden zunehmend dezentrale Kühlung gefordert um den Komfort zu erhöhen, aber auch um die Qualität von Fertigungsprozessen abzusichern. Wolf Mainburg hat deshalb sein Luftheizer-Programm erweitert und bietet die TopWing-Serie nun auch mit Kühlfunktion an. Parallel dazu wurde ein Feldbus (eBus)-fähiges Luftheizer-Management entwickelt, auf das sich bis zu 32 Lüftungsgeräte TLH/TLHK oder maximal 40 periphere Teilnehmer aufschalten lassen. Durch eine LON-Schnittstelle kann das Luftheizermanagement in übergeordnete Automations- und Gebäudemanagementsysteme eingebunden werden.

Der warmwasserbetriebene Luftheizer konnte in den letzten Jahren seine Marktposition als komfortables und energiesparendes Hallenheizsystem gegenüber anderen Bauarten weiter festigen. Der mit diesen Geräten erzielbare Raumkomfort hängt zum einen mit der verbesserten Luftführung durch Induktionsjalousien mit neuentwickeltem Sekundärluftkonus zusammen. Auch ergeben sich durch das umfassende Wolf-Zubehörsortiment, wie beispielsweise verschiedene Ausblasvarianten, aber auch Mischluft-, Umluft-, Außenluft- und Filterkasten sowie komplette Sets für die Wand- oder Deckenmontage, neue Einsatzgebiete für Luftheizer. Insbesondere hat die stärkere Orientierung an aktuellen Design- und Farbtrends dazu beigetragen, dass die ursprünglich für den industriellen Einsatz entwickelten Luftheizer heute vermehrt auch für anspruchsvollere Bereiche genutzt werden, beispielsweise in Verkaufsräumen, Showrooms oder in Autohäusern.

Auf Grund architektonischer Trends sowie der zunehmenden Bereitschaft von Bauherren, mehr in Raumkomfort zu investieren, ist in den vergangenen Jahren der Wunsch nach zusätzlicher Kühlung im Sommer weiter gestiegen. Wolf hat darauf frühzeitig mit der Markteinführung der Luftheizer-Serie TopWing TLHD reagiert, die jetzt durch die TopWing-Serie TLHK ergänzt wird.

Rein äußerlich unterscheidet sich dieser Luftheizer mit Kühlfunktion von der vorhandenen TLH-Baureihe nur durch den zusätzlichen Kondensatablauf in der Bodenplatte (bei freiem Ablauf) bzw. durch einen unauffälligen Kondensatstutzen in der Höhe des oberen Wärmeaustauscheranschlusses (bei Ausführung mit Kondensatpumpe).

Kondensatpumpe, Schwimmerschalter und Steuergerät mit Alarmschalter sind komplett verdrahtet und platzsparend im Inneren des Luftheizers untergebracht. Ein zusätzlicher Klemmenkasten entfällt. Die Kondensatpumpe ist wartungsfrei, der Schwimmerschalter gut zugänglich. Bei der Entwicklung des TLHK wurde besonderer Wert auf Wartungsfreundlichkeit gelegt.

DigiPro-Bedienteil mit LON- und ISDN-Schnittstelle

Mit der Forderung der Kunden nach mehr Raumkomfort und hier insbesondere nach der Option Raumkühlung wächst auch der Wunsch nach einer höherwertigeren "intelligenten" Regelung für Luftheizer/-Kühler. Entsprechend der Entwicklung in der Gebäudeautomation wird heute mehr und mehr die Einbindung von Einzellösungen in ein Gesamtsystem gefordert, wobei die Schnittstellen zu übergeordneten Automations- und Managementebenen international üblichen Standards genügen müssen.

Wolf hat sich bei der Konzeption der neuen DigiPro-Luftheizerregelung für eine wirtschaftlich orientierte Lösung entschieden: Zu den übergeordneten Automations- und Managementsystemen steht z.B. eine LON-Schnittstelle zur Verfügung, die die Einbindung sowohl in die heute üblichen Gebäudemanagementsysteme garantiert, als auch eine Vernetzung mit peripheren Gewerken, beispielsweise Sonnenschutz- oder Lichtsteuerungen, ermöglicht. Durch eine vorkonfigurierte ISDN-Schnittstelle ist sowohl eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung im Rahmen eines Fernmanagements gegeben, als auch die Einwahl in das Internet und damit eine Verbindung zur gesamten IT-Welt. Somit sind alle Vorkehrungen getroffen, um das Luftheizer-Management bei Bedarf auch über das Internet-Protokoll TCP/IP bedienen zu können.

Für die interne regelungstechnische Verknüpfung zwischen dem wandmontierten Bedienteil der Regelung, dem auf dem Luftheizer platzierten Leistungsteil sowie den so genannten "externen Teilnehmern", wie Funkfernbedienung, Funkuhrmodul, Kesselansteuerung etc., wurde der preiswertere und einfach zu installierende eBus gewählt, der bereits im gesamten Wolf Heiztechnik System eingesetzt wird. Verbunden werden diese Komponenten mit einem in Zweidrahttechnik ausgeführten Bus. Der eBus wird als Plug & Play-Version eingesetzt. Auf jedes Bedienteil der DigiPro-Luftheizerregelung können bis zu maximal 32 Lüftungsgeräte TLH/TLHK aufgeschaltet und gemanagt werden.

Während die Leistungsteile der Luftheizer/Luftkühler entsprechend den jeweiligen Anforderungen an die Regelungs- und Steuerungsfunktionen ausgewählt werden, ist die Bedieneinheit für alle Anwendungen gleich. Die Anlagenkonfiguration wird individuell im Bedienteil ab Werk eingestellt, um eine automatische Inbetriebnahme vor Ort zu ermöglichen. In der Bedieneinheit ist ein Raumfühler integriert, der je nach Montageort aktiviert oder deaktiviert werden kann. Weitere Betriebsoptionen lassen sich durch zusätzliche Eingänge, beispielsweise für einen externen Raumfühler, einen Außenfühler zur energieoptimierten freien Kühlung oder für einen externen Anlagenstart, realisieren. Durch das voreingestellte, permanent gespeicherte Werksprogramm kann das Bediengerät problemlos installiert werden.

Bustechnologie ersetzt Relaisschaltungen

Die Vorteile der Bustechnik werden in erster Linie dann deutlich, wenn mehrere Luftheizer/Luftkühler zentral bedient bzw. geregelt werden sollen. Besonders gravierend war früher der verdrahtungsseitige Aufwand, wenn mehrere Luftheizer mit Induktionsjalousie und Mischluftklappenantrieb in Reihe geschaltet werden sollten. Durch den Einsatz der DigiPro-Luftheizerregelung sind solche Gruppenschaltungen heute auf einfache Weise realisierbar.

Der Vorteil der Bus-Lösung besteht darin, dass nur ein Leistungsteil mit Basis- und Leistungsplatine für maximal fünf Geräte gebraucht wird. Nachteil ist der verhältnismäßig hohe Verdrahtungsaufwand zwischen den Geräten zur Steuerung der Luftheizerfunktionen. Da alle Gerätefunktionen gesamthaft erfasst werden, fällt bei einer Störung, beispielsweise bei Ansprechen der Frostschutzsicherung, die gesamte Luftheizergruppe aus. Wegen der Sammelstörmeldung ist eine Stördiagnose nur begrenzt möglich. Eine Gruppenschaltung über nur einen Leistungsteil lohnt sich deshalb nur bei einer geringen Gerätezahl. Eine elegantere Gruppenschaltung lässt sich durch den Einsatz eines Leistungsteils, bestehend aus Basisplatine und Leistungsplatine sowie einem Gruppenmodul in jedem Luftheizer/Luftkühler, verwirklichen.

Durch die Busverbindung zwischen dem Leistungsteil und den Gruppenmodulen entfällt die klassische Gruppenverdrahtung. Bei Gerätestörungen, z.B. bei ansprechen des Frostschutzes, fällt immer nur der jeweilige Luftheizer aus. Da jedem Luftheizer ein Gruppenmodul zugeordnet ist, können Störungen am jeweiligen Gerät genau erfasst und am Bedienteil visualisiert werden.

Die eigentlichen Vorteile des DigiPro-Luftheizermanagements kommen dann zum tragen, wenn verschiedene Temperaturzonen vorliegen und die Luftheizer mit unterschiedlichen Zusatzfunktionen ausgestattet sind, beispielsweise mit Außenluftansaugung, Misch- bzw. Umlufteinrichtungen oder unterschiedlichen Ausblasvarianten.

Ein Bedienteil ist in der Lage. bis zu acht Temperaturzonen separat anzusteuern und zu überwachen. Jede Zone benötigt ein Leistungsteil als Führungsmodul; für alle anderen Luftheizer einer Zone genügt ein Gruppenmodul. Bei dieser Anordnung empfiehlt es sich, am jeweiligen Leistungsteil einen Sollwertgeber zu installieren. Damit kann jede Zone auch manuell vor Ort geregelt werden. Als typische Anwendung für eine zonenweise Luftheizer-Regelung bietet sich beispielsweise ein Autohaus mit Werkstatt, Lager sowie Verkaufs- und Ausstellungsräumen an.

Vernetzung mit HLK-Anlagen und Gebäudeautomation

Durch den Einsatz standardisierter Bustechnik lässt sich der Wirkungsbereich des DigiPro-Bedienteils beliebig erweitern. Die von Wolf verwendete Bustechnologie erlaubt die Kommunikation von maximal 40 Teilnehmern. Dadurch kann beispielsweise direkt mit der Brennersteuerung des Kessels kommuniziert werden. Auch Klimazentralgeräte lassen sich bei Bedarf in die Regelstrategie einbinden. Solche Verknüpfungen verbessern nicht nur die Betriebssicherheit, sondern erhöhen auch den Bedienkomfort.

Damit die Funktionen der Luftheizer-Regelung nicht unbeabsichtigt von übergeordneten Automations- und Managementsystemen beeinflusst werden, können externe Eingriffen - und Änderungen über den übergeordneten LON-Bus im DigiPro-Regler in Abstimmung mit dem Kunden festgelegt werden. Durch eine solche Zugangskontrolle wird vermieden, dass individuell vorgegebene Funktionalitäten im Bereich der eBus-Anbindungen durch übergeordnete Systeme verändert werden. Ähnliches gilt auch für die ISDN-Anbindung in das Festnetz bzw. in die Mobilfunknetze.

Bedienteil mit 10 Funktionstasten

Die so genannte Intelligenz des Luftheizer-Managements ist im 150x120x50 mm großen Bedienteil hinterlegt. Mit Hilfe eines Displayfeldes und zehn Funktionstasten können alle Funktionalitäten des Reglers aufgerufen, konfiguriert und verändert werden. Das Bedienteil enthält aber nicht nur Standard-Regelalgorithmen, sondern auch eine ganze Reihe an Funktionen, die maßgeblich zum Raumkomfort beitragen. Dazu zählen:

• Nachtlüftungsprogramm (freie Kühlung)


• Schnellaufheizung/Schnelllüftung


• Stützbetrieb Heizen/Kühlen (mit reduzierter Ventilatordrehzahl)


• Sommerkompensation


• Anfahrschaltung mit Vorwärmung und Anfahrverzögerung des Ventilators


• Abluftmanagement (individuelles anpassen der Zuluft/Abluftmenge über die Ventilatordrehzahl)


• Drehzahlbegrenzung des Ventilators in Abhängigkeit der Außentemperatur


• Minimaltemperaturbegrenzung der Zuluft


• Kirchenlüftungsprogramm (wird nur bei Klimageräten angewendet)


• Laufruheoptimierte Regelung von stufenlos verstellbaren Antrieben 230/400 V


• Frostschutzüberwachung auch bei Standby-Betrieb.

Zur Optimierung von Bedienung, Betrieb, Service, Vernetzung und Betriebsdatendokumentation sind folgende Funktionalitäten hinterlegt:

• Fremdsprachenverwaltung zur Bedienerführung


• Zeitprogramme für maximal acht Einzelraumregler bzw. Regelzonen


• Bis zu zehn Schaltzeiten insgesamt für Feiertags/Urlaubsprogramme


• Zeitliche Alarm- und Betriebsdatenerfassung, inklusive Festlegung von Wartungsintervallen


• Aktivierung einer beliebigen Anzahl von Betriebsstundenzählern


• Plausibilitätskontrolle bei Sollwerteingaben inklusive Messwertkorrektur der Fühlereingänge


• Datenfernwartung über ISDN-Modul


• Hinterlegung von Hilfsprogrammen, beispielsweise für Wartungsdienst, Wartungsanweisungen, Adressen


• Protokollierung aller Betriebsarten (Temperaturverläufe, Störungen, Konfigurationen usw.) als File


• Betriebs- und Störmeldungen in Klartext

Mit dem optional angebotenen Fernsteuerungsmodul lässt sich sowohl die Ventilatordrehzahl einzelner Luftheizer bzw. von Luftheizerzonen als auch die Induktionsjalousie verändern.