Klimaanlagen Neue Sensoren und Regelmodule senken Energieverbrauch

Autor / Redakteur: Alexander Heide / Stéphane Itasse

Die Regelung von Ventilatoren in Lüftungsanlagen senkt mittels konstanter Temperaturverläufe die Energiekosten. Damit Frequenzumrichter oder EC-Ventilatoren in ihrer Leistung angepasst werden können, muss der Lüftungs- oder Kühlbedarf durch geeignete Sensoren erfasst werden.

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Lüftungssysteme in Gebäuden können sehr unterschiedlich ausgeführt sein. Zum einen kommen beispielsweise Dachventilatoren zum Einsatz, die dezentral Gebäudeteile entlüften. Zum anderen gibt es Klima-Zentralgeräte, welche an zentraler Stelle für die Klimatisierung und Aufbereitung der Luft sorgen.

Sensoren erhöhen Energieeffizienz von Klimaanlagen

Trotz unterschiedlicher Komplexität der Klimatisierungssysteme basiert die Regelung üblicherweise auf dem Differenzdruck. Sensoren zur Erfassung und Übermittlung dieses Differenzdrucks sind somit der Schlüssel für eine optimale Klima-Regelung. Die Sensoren sollen hierbei eine möglichst hohe Genauigkeit haben und sehr lange zuverlässig arbeiten.

Bislang werden im Wesentlichen Differenzdrucksensoren eingesetzt, welche fixe Messbereiche haben. Daraus resultiert eine große Anzahl verschiedener Sensortypen für die einzelnen Messbereiche. Neu sind die sehr genauen Sensoren von Ziehl-Abegg mit umschaltbaren Messbereichen. Dadurch lässt sich die Typenvielfalt und somit auch die Vorratshaltung deutlich reduzieren.

Hersteller von lufttechnischen Anlagen und Installationsbetriebe können mit nur drei Sensorausführungen den Differenzdruckbereich von 0 bis 6000 Pa abdecken. Die neuen Ausführungen kommen werkseitig mit den Abstufungen 0 bis 200, 0 bis 1000 und 0 bis 6000 Pa. Innerhalb des jeweiligen Messbereichs sind vier Bereiche, passend zur jeweiligen Anwendung vor Ort, einfach auswählbar.

Umschaltbare Sensoren arbeiten sehr genau und steigern Energieeffizienz

Ein besonderer Vorteil dieser umschaltbaren Sensoren der Typenreihe MPG ist des Weiteren die hohe Genauigkeit. Insbesondere beim Thema Energiesparen geht es bei elektrischen Motoren, hier als Ventilatorantrieb, um einzelne Prozentpunkte beim Motoren-Wirkungsgrad. Gerade hier ist es nicht akzeptabel, wenn der Sensor als das entscheidende Messglied für die Ventilatordrehzahl ungenau arbeitet und beispielsweise zu hohe, nicht benötigte Ventilatorleistung abverlangt.

Die Sensoren geben als Standardsignal 0 bis 10 V aus. Dieses steuert energiesparende Frequenzumrichter oder EC-Ventilatoren. Bei hochwertigen Frequenzumrichtern und EC-Ventilatoren sind die Versorgungsspannung der Sensoren sowie einfach auswählbare, hinterlegte Betriebsmodi für die gewünschte Regelung bereits enthalten.

Komplettsystem aus Differenzdrucksensor und Regelmodul

Ein weiterentwickeltes System stellen die neuen kombinierten „Sensorregler“ der Typenreihe CPG dar. Hierbei handelt es sich um ein Komplettsystem aus Differenzdrucksensor und Regelmodul. Das Gerät kann wahlweise als Sensor mit Anzeige für Differenzdruck oder für den Luftvolumenstrom eingesetzt werden. In dieser Anwendung ist es prinzipiell vergleichbar mit den zuvor beschriebenen, umschaltbaren Sensoren. Es hat die gleiche Umschaltbarkeit und die gleichen Messbereiche.

Die integrierte Anzeige ist vorteilhaft zur Visualisierung der Anlagenverhältnisse. Eventuelle Unregelmäßigkeiten beim Anlagenbetrieb sind ersichtlich und Personen, welche die Lüftungstechnik in Gebäuden betreuen, können rasch reagieren.

EC-Ventilatoren, Frequenzumrichter und andere Leistungsregler einfach kombinieren

Verwendet man das Produkt als Regelmodul und nutzt die integrierte Regelintelligenz, dann zeigen sich die besonderen Vorteile. Speziell EC-Ventilatoren, Frequenzumrichter und sonstige Leistungsregler können damit sehr einfach kombiniert werden. Als Regelmodul gibt es bei Abweichung vom gewünschten Differenzdruck oder Luftvolumenstrom 0 bis 10 V aus und beeinflusst dadurch die Ventilatordrehzahl. EC-Ventilatoren, Frequenzumrichter und Leistungsregler, welche durch 0 bis 10 V angesteuert werden, sind somit sehr schnell in Betrieb zu nehmen.

Die Aktivierung der voreingestellten Betriebsmodi für die typischen Anwendungen in der Lüftungstechnik ist sehr einfach und mit drei Tasten unter dem Deckel rasch erledigt. Auch die Anbindung an Frequenzumrichter, Leistungsregler oder EC-Ventilatoren von Ziehl-Abegg ist perfekt gelöst. Eine einfache 3-adrige Leitung genügt. Eine zusätzliche Netzversorgung ist bei Kombination mit anderen Produkten nicht erforderlich, da eine Spannungsversorgung für das Regelmodul oder für Sensoren bereits integriert ist.

Die Schutzart IP54 bietet den Vorteil der Montagemöglichkeit außen am Klima-Kastengerät. Dadurch kann der im Gerät geförderte Luft-Volumenstrom außen am Gerät stets im Blick behalten werden.

Sensorregler auch für die Verpackungstechnik geeignet

Ein weiteres Einsatzgebiet für die Sensorregler der Typenreihe CPG ist beispielsweise die Verpackungstechnik. Oft ist in Räumen oder in Maschinen für Verpackungsprozesse ein Überdruck gegenüber der Atmosphäre erforderlich, um das Eindringen von Staub oder unbehandelter Umgebungsluft zu verhindern. Um diesen Überdruck mit möglichst niedrigem Energieaufwand herzustellen, erfasst einer der beiden Druckanschlüsse des Sensorreglers über einen Kunststoffschlauch den Überdruck im Prozessbereich. Der zweite Anschluss ist zur Umgebung außerhalb geöffnet.

Durch den erfassten Differenzdruck kann das Sensor-Regelmodul einen Ventilator steuern, der bedarfsgerecht gefilterte Luft in den abgeschlossenen Raum oder in die Maschine fördert, damit dort konstante Druckverhältnisse herrschen. Der ermittelte Differenzdruck ist durch das integrierte Display jederzeit ablesbar. Alternativ kann durch Eingabe der Ventilatordaten auch der vom Ventilator geförderte Luft-Volumenstrom angezeigt werden.

Ventilatoren mit integierter Leistungselektronik einfach mit Sensorregler kombinierbar

Ideal ist in diesem Fall die Kombination mit EC-Ventilatoren EC-Blue, da sie die Leistungselektronik bereits im Ventilator integriert mitbringen. Selbstverständlich können auch Frequenzumrichter oder sonstige Leistungsregler kombiniert werden.

Die Schutzart IP54 bietet den Vorteil, dass das Produkt von außen an Maschinen angebracht werden kann und kein weiteres Gehäuse benötigt. Da die benötigte Kleinspannung für den Betrieb in der Regel vom EC-Ventilator oder Frequenzumrichter bereitgestellt wird, entfällt der Aufwand für eine separate Spannungsversorgung. Entgegen herkömmlichen Kombinationen mit separatem Sensor und separatem Regelmodul reduziert sich durch Nutzung des neuen Sensorreglers die Anzahl der Komponenten und folglich der Verdrahtungs- und Installationsaufwand.

Alexander Heide ist Produktmanager bei der Ziehl-Abegg AG in 74653 Künzelsau.

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