°C-Lite Thermostat als OEM-Plattform

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Jeder Hersteller von Heizungs-, Klima- oder Lüftungssystemen (HVAC) fokussiert seine Produktentwicklung auf unterschiedliche Systemtypen, setzt zur Abgrenzung vom Wettbewerb auf eigene Alleinstellungsstrategien und verfolgt seine individuelle Produktphilosophie. Als OEM-Spezialist stellt SOREL der HVAC-Industrie mit der neuen °C-Lite Plattform hierfür einen extra modular konzipierten Baukasten bereit, der per Design auf kundenspezifische Funktionsanpassungen ausgelegt ist.

Im Kern ist die °C-Lite Plattform ein kompaktes Raumgerät mit integriertem Multisensor und touchbasiertem User Interface. Diese Grundidee lässt sich vor allem durch diverse Konnektivitätsoptionen, bestückbare Signalein- und Schaltausgänge sowie anwendungsspezifische Anpassungen des User Interface beliebig erweitern. HVAC-Hersteller können sich somit ein optimal auf ihr System angepasstes Produkt zusammenstellen.

Im Folgenden stellen wir die wichtigsten Bestückungsoptionen und mögliche Anwendungsfälle vor. Für eine individuelle Beratung mit mehr Details, wenden Sie sich gerne an unser OEM-Produktmanagement.

1. Spannungsversorgung

5VDC, 12VDC, 24VDC, 24VAC, 230VAC

Die Elektronik des °C-Lite kann für verschiedene Spannungsquellen ausgelegt werden, die sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall richten. Sofern die °C-Lites in Verbindung mit weiteren SOREL-Reglern eingesetzt werden, können diese meist auch die Spannungsversorgung übernehmen. Die °CALEONbox für Flächenheizungen kann beispielsweise bis zu 8 °C-Lites mit 5V DC versorgen.

Heizungsregler der HCC-Serie oder dem HCC Fresh für Wohnungsstationen können hingegen 24V DC bereitstellen und somit den °C-Lite sogar dann speisen, wenn dieser über einen WiFi-Chip verfügen soll (siehe 3. Konnektivität).

Sofern das °C-Lite als autarkes Gerät ohne Anbindung an weitere Regler konstruiert werden und/oder über einen WiFi-Chip verfügen soll, liegt eine 230VAC-Versorgung nahe. Da °C-Lite optimal für den Einbau in Schalterdosen geeignet ist, können passende Zuleitungen in der Regel einfach abgegriffen werden. Die °C-Lites müssen dann noch mit einem entsprechenden Netzteil zur Umwandlung auf die interne Betriebsspannung versehen werden, das konzeptionell ebenfalls schon vorgesehen ist.

2. Sensoroptionen

Temperatur, Rel. Luftfeuchte, Raumluftqualität, CO2 eq, Luftdruck

Der integrierte Multisensor ermittelt Messdaten zur Raumtemperatur, relativer Feuchtigkeit, Luftdruck, Indoor Air Quality und CO2-Äquivalent. Die Raumtemperatur ist für die meisten HVAC-Anwendungen ohnehin essenziell. Die Feuchtigkeitsmessung kann für die Raumkühlung und hierbei insbesondere die Taupunktüberwachung ein wichtiger Bestandteil sein, sowie für die Regulierung der Luftfeuchtigkeit durch Entfeuchter oder Gebläsekonvektoren („Fan Coils“) herangezogen werden.

Der Luftgütesensor ermittelt den sogenannten Indoor Air Quality Index und das hiervon abgeleitete CO2-Äquivalent. Spätestens mit der Corona-Pandemie ist die Luftqualität im Innenraum stärker ins allgemeine Bewusstsein gerückt, was Systemanbietern neue Marktchancen eröffnet. Technische Hintergründe zum Indoor Air Quality Index und dessen Einsatzmöglichkeiten zeigt auch der Artikel „Der Indoor Air Quality-Index in HVAC-Anwendungen“ auf.

Inwiefern die Sensordaten nur angezeigt, übermittelt oder in Regelstrategien eingebunden werden sollen lässt sich entlang den Anforderungen und Wünschen des Produktmanagements flexibel umsetzen.

3. Konnektivität

Modbus, RS485, CAN, WiFi, BLE, PWM, 1-Wire Master/Slave, OpenTherm

Im digitalen Zeitalter spielt die Konnektivität eine immer wichtigere Rolle. Dies kann sich sowohl auf die Zusammensetzung mehrerer Geräte zu einem intelligenten Netzwerk beziehen, als auch auf die Anbindung ans Internet zum Fernzugriff und Monitoring. Einige Tipps dazu, was Produktmanager bei der Konzeption berücksichtigen sollten, finden Sie im Artikel “Entwickle vernetzte Systeme statt vernetzter Produkte”.

Über Modbus RTU kann °C-Lite an die gesamte Gebäudeleittechnik angebunden werden, oder auch direkt mit anderen Geräten wie zum Beispiel Wärmepumpen kommunizieren. Über die vom Modbus genutzte RS485-Schnittstelle lassen sich alternativ auch andere, proprietäre Bus-Protokolle realisieren. Alternativ ist die Implementierung des OpenTherm-Protokolls denkbar, das historisch vor allem von Gaskesseln / Brennwertgeräten unterstützt wird, aber auch in Wärmepumpen zum Einsatz kommen kann.

Zwei von SOREL häufig eingesetzte Bussysteme sind der CAN-Bus und 1-Wire. Der CAN-Bus wird von den meisten SOREL-Reglern unterstützt und bietet somit die Möglichkeit eines geräteübergreifenden Regelsystems. Ebenso können jedoch auch eigene CAN-Anwendungen umgesetzt werden.

Am 1-Wire-Bus kann °C-Lite gleichermaßen als Master und/oder Slave fungieren. Somit können etwa im selben Raum Boden- oder Deckenfühler an den °C-Lite angeschlossen werden, oder der °C-Lite selbst Teil eines größeren Systems wie etwa der °CALEONbox-Einzelraumregelung sein.

Für die Drahtloskommunikation bietet die °C-Lite-Plattform ebenfalls zwei Optionen. Die Vor- und Nachteile funkbasierter Systeme speziell in der Heizungstechnik haben wir hier untersucht.

Über Bluetooth Low Energy (BLE), das in vielen gängigen Smartphones verbaut ist, könnte ein Inbetriebnahme-Menü oder weiterführende Parametriermöglichkeiten über eine mobile App realisiert werden. Auch eine direkte Anbindung an BLE-Aktoren, wie zum Beispiel Heizungsstellantriebe, ist möglich.

Ein WiFi-Chip kann ebenfalls zur lokalen Kommunikation mit weiteren Geräten verwendet werden. Im Vergleich zu Bluetooth LE macht sich hier die größere Reichweite positiv bemerkbar, so dass beispielsweise mehrere °C-Lites raumübergreifend miteinander verbunden werden können.

Ein großer Vorteil des WiFi-Moduls ist zudem die Möglichkeit der Internetanbindung, um das gesamte System per Smartphone-App zu steuern, professionelles Monitoring zu betreiben, oder Daten auf einen Smart Server zu transferieren und analysieren.

4. Ein- und Ausgänge

PWM (2x), potenzialfreier Kontakt |PWM (2x), 0-10V (2x), potenzialfreier Kontakt

An die °C-Lites können neben dem 1-Wire-Sensor auch PWM-Eingangssignale genutzt werden, um Informationen zu empfangen. Der 1-Wire-Sensor kann wie erwähnt zusätzliche Temperaturwerte im Raum erfassen und in die Regelstrategien einfließen lassen. Über den PWM-Eingang hingegen könnte man etwa mit einem Durchflussmesser oder Energiezähler einen Puls zählen. Mittels Pulsweitenmodulation (PWM) lassen sich zudem von Hocheffizienzpumpen oder Ventilen Zustands- oder Fehlermeldungen übertragen.

Über einen potenzialfreien Logikkontakt (0/I) kann ein Zustand übertragen werden, der vom °C-Lite ausgewertet wird. Dies könnte beispielsweise eine Sammelstörmeldung aus einem größeren System sein.

Auch Schaltvorgänge lassen sich direkt über den °C-Lite vornehmen. Hierfür kann ein potenzialfreies Relais oder bis zu zwei 0-10V/PWM-Ausgänge verwendet werden. Für letztere finden sich in der technischen Gebäudeausrüstung diverse Pumpen, Ventile und weitere Aktoren, die sich hierüber ansprechen und modulieren lassen.

Über die Anbindung einer Switchbox lässt sich drahtlos ein Schaltbefehl und/oder der Austausch von Sensorwerten zwischen dem °C-Lite und einer anderen Stelle im Raum übermitteln. Dies könnte zum Beispiel ein Gebläsekonvektor in der Zimmerdecke sein. Hierfür ist ein WiFi-Modul vorzusehen wie unter „3. Konnektivität“ beschrieben.

5. User Interface

Bis zu 3 kapazitive Touch-Zonen und RGB-LEDs

Die °C-Lite Plattform bietet dem Benutzer drei kapazitive Touchzonen zur Navigation und Befehlseingabe. Die darunter liegenden RGB-LEDs zeigen die Position und Funktion der Touchflächen an – beispielsweise kann eine blaue LED dem Benutzer signalisieren, durch Touch dort die Temperatur abzusenken.

Die LEDs können zudem zur Statusanzeige verwendet werden. Je nach LED-Färbung könnte etwa die Luftqualität visualisiert oder der Betriebsstatus beim Verbinden zweier WiFi-Geräte signalisiert werden.

Mittig im Gerät befinden sich 46 weitere LEDs, mit denen größere Zeichen wie z.B. einzelne Buchstaben oder Ziffern darstellen lassen. Diese eignen sich insbesondere zur Anzeige der gemessenen Sensorwerte, können aber auch einfache Navigationselemente oder enthalten. Bei komplexeren Anzeigen oder Menüstrukturen wird aus Gründen der Usability jedoch eindringlich empfohlen, diese Bedienebene über eine passende Smartphone-App zu realisieren.

Weitere Anregungen zur Usability vernetzter Geräte lesen Sie unter „Die User Experience (UX) vernetzter Heiz- und Kühlsysteme“.

6. Gehäuseoptionen für verschiedene Montagesituationen

Individuelles Design und Farben

°C-Lite ist für den Einbau in europäische Schalterprogramme von 55mm Standard-Durchmesser optimiert. Somit lassen sich °C-Lites elegant in bestehende Schalterreihen einfügen und bleiben im Raumbild dezent im Hintergrund. Bestenfalls sind passende Zuleitungen hier schon vorhanden oder lassen sich leicht hinlegen.

Anwendungsbeispiele

Die folgenden Schemata stellen beispielhafte Anwendungsfälle dar, für die sich die °C-Lite Plattform ideal nutzen ließe. Der weiteren Kreativität anhand der oben beschriebenen Hardwarevarianten sind keine Grenzen gesetzt. Unser OEM-Team steht Ihnen für weitere Fragen und Anregungen gern zur Verfügung.