Die Regelung von Flächenheizungen im Großsystem – °CALEONbox für Fortgeschrittene
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Die Regelung von Flächenheizungen besteht aus der Zonenregelung sowie der sinnvollen Verknüpfung mit dem weiteren Heizsystem, wie etwa dem Heizungsvorlauf und der Energiequelle.
Die meisten Einzelraumregelungen von Flächenheizungen sind wie die °CALEONbox für bis zu 8 Zonen ausgelegt. Für viele Wohneinheiten sowie kleinere Einfamilienhäuser reicht das aus.
Wo die Anzahl von Zonen 8 übersteigt, müssen mehrere Zonenregelungen miteinander verbunden werden und sollten nahtlos funktionieren, um das gesamte System optimal zu regeln. Diese Anwendungsfälle werden hier als Großsysteme bezeichnet und umfassen beispielsweise:
- großflächige Häuser und Villen mit >8 Räumen
- mehrgeschossige Einfamilienhäuser mit separaten Verteilern je Etage
- Mehrfamilienhäuser mit eigenen Einzelraumregelungen je Wohneinheit
- kommerzielle Gebäude wie Büros oder Hotels
- öffentliche Gebäude wie Schulen oder Krankenhäuser
Mehrere °CALEONboxen im Einfamilienhaus einsetzen
Um Installationen mit mehr als 8 Zonen zu realisieren, müssen Zonenregler modular erweiterbar sein. Hierbei sollten sie nicht nur als getrennte Silos arbeiten, sondern das System ganzheitlich regeln und eine konsistente Nutzererfahrung (UX) wie aus einem Guss bieten.
Handelt es sich bei dem System um eine einzige Wohneinheit, wie zum Beispiel in größeren Einfamilienhäusern, können mehrere °CALEONboxen einfach zu einem konsistenten System zusammengefügt werden.
Per CAN-Bus werden automatisch sämtliche Daten zwischen den installierten Komponenten geteilt, und dank des Multi-Room-Features kann der Benutzer von allen angeschlossenen °CALEONs sowie der °CALEON App auf alle Räume zugreifen – ungeachtet dem Aufbau der physischen Verbindungen der Geräte untereinander.
Bis zu 3 °CALEONboxen können so zu einem nahtlosen Privat-System zusammengefügt werden (Stand November 2020, Softwareversion 31370).
Anwendungsbeispiel: °CALEONbox im mehrgeschossigen Einfamilienhaus
Infobox: Feldbusse der °CALEONbox
In der °CALEONbox kommen mit CAN und 1-Wire zwei Bus-Technologien mit unterschiedlichen Vorteilen zum Einsatz, die verschiedenen Aspekten der Systemanforderungen optimal gerecht werden.
CAN-Bus
Geeignet für die schnelle Übertragung von größeren Datenmengen und über längere Leitungen. Somit können datenintensivere Informationen wie Betriebszeiten und -zustände übermittelt werden bis hin zur Fernparametrierung und Übermittlung von Softwareupdates.
Der CAN-Bus wird daher für die Kommunikation zwischen °CALEONbox und °CALEON Room Controllern ebenso verwendet wie auf vielen weiteren SOREL-Reglern wie der HCC-Serie.
Der CAN-Bus ist ein 2-adriger Bus (CAN high: weiß. CAN low: braun), der in Reihe von Gerät zu Gerät installiert werden muss. An jedem Leitungsende muss sich ein Abschlusswiderstand von 120 Ohm befinden, der bei SOREL-Geräten i.d.R. ab Werk vormontiert ist.
1-Wire-Bus
Ein digitaler Bus, der somit eine fast beliebige Menge Sensoren an nur 1 Anschlussstelle ermöglicht. Die Anzahl an Fühlern ist daher nicht durch die Klemmstellen der Reglerhardware limitiert.
Genau hierfür wird der 1-Wire-Bus auch bei der °CALEONbox verwendet: zur Verbindung von Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren wie etwa den Room Sensors, Bodenfühlern, VL- und RL-Fühler oder Außenfühler an die Zonenregelung. Im Vergleich zum CAN-Bus ist der 1-Wire-Bus jedoch für kleine Datenmengen und mittlere Leitungslängen optimiert.
Achtung: trotz der Bezeichnung “1-Wire” sollten 3 Leitungen verwendet werden! Die irreführende Namensgebung entstammt der Automobilbranche, wo die Karosserie die Masse darstellt und die Datenleitung mit der Spannungsversorgung kombiniert wird. Dadurch wird zwar die Kabellänge deutlich verkürzt, jedoch sind diese im Automobilbereich platzbedingt ohnehin begrenzt.
Durch eine 3-adrige Leitungsführung mit Versorgungsspannung, Datenleitung und GND können an der °CALEONbox mehr Sensoren angeschlossen und größere Leitungslängen erreicht werden. Auch beim 1-Wire sollte die Leitungsführung in Linie von Gerät zu Gerät erfolgen, wobei kurze Stichleitungen zulässig sind.
Zur eindeutigen und einfachen Zuordnung bei der Verwendung mehrerer 1-Wire-Sensoren an eine °CALEONbox ist jedes 1-Wire-Gerät mit einer einmaligen ID beklebt. Es wird empfohlen, diese bei der Installation zu notieren und bei der jeweiligen Zone zu hinterlegen.
°CALEONbox-Netze im Mehrfamilienhaus und Gewerbebau
In Mehrfamilienhäusern oder Hotels sollte hingegen nur die eigene Wohneinheit sichtbar sein, nicht jedoch die privaten Informationen der Nachbarn. Die Systeme auch wohnungsübergreifend zu vernetzen ist dennoch vorteilhaft, um beispielsweise einen Außensensor zu teilen oder die Einzelsysteme regeltechnisch mit einer Zentralheizung zu verbinden.
Durch die Ausstattung mit zwei getrennten CAN-Bus-Plätzen ermöglicht die °CALEONbox beides: Großsysteme ganzheitlich zu regeln und zugleich die Privatsphäre zu wahren.
Der Privat-CAN-Bus kommt daher innerhalb einer Wohneinheit zum Einsatz wie im obigen Beispiel des dreistöckigen Einfamilienhauses. Im Privat-CAN-Bus werden somit sämtliche Soll- und Ist-Temperaturen, Raumicons und -namen sowie systemweite Einstellungen wie die Aktivierung des Urlaubsmodus frei geteilt.
Der Gebäude-CAN-Bus teilt hingegen lediglich solche Informationen, die zur Regelung des Gesamtsystems über Wohneinheiten hinweg sinnvoll sind, wie etwa die Außentemperatur, systemweite Störmeldungen oder die Saison heizen/kühlen. Der Gebäude-CAN-Bus ist zudem für dezentrale Frischwassersysteme interessant, siehe auch “Elektronisch vernetzte Wohnungsstationen”.
Anwendungsbeispiel: °CALEONbox-System mit getrennten Privat- und Gebäude-Netzen
Da im Gebäude-CAN-Bus weniger Daten transferiert werden, können aktuell bis zu 50 °CALEONboxen in dasselbe Gebäude-CAN-Netzwerk eingebunden werden. Da jede °CALEONbox wiederum bis zu 8 Zonen regelt, ergibt sich eine theoretische Systemgröße von bis zu 400 Räumen – auf Projekt- oder OEM-Basis ggf. auch mehr.
Übersicht welches CAN-Netz welche Daten teilt. In Einfamilienhäusern kann die Unterscheidung entfallen und alle Informationen über den Privat-CAN-Bus kommuniziert werden.
Regelung der Vorlauftemperatur im Mehrfamilienhaus
Die Regelung der VL-Temperatur erfolgt in Mehrfamilienhäusern meist auf zwei Arten:
Eigener Heizkreis-Mischer je Wohnungsstation
a) Jede Wohneinheit verfügt über eine autarke Heizkreisregelung. Diese Variante wird meist bei höheren Systemtemperaturen eingesetzt – z.B. bei partieller Wärmeübergabe per Radiatoren oder Einbindung dezentraler Frischwassertechnik – oder aufgrund entsprechender Förderanreize.
Idealerweise erfolgt die Heizkreisregelung witterungsgeführt und mit Raumtemperatureinfluss. Durch diese Kombination wird die höchste Temperaturstabilität erzielt.
Im °CALEONbox-System können die Bewohner raumweise ihre Wunschtemperatur einstellen. Deren Gewichtung im Vergleich zur Witterungsführung ist wiederum für den Fachmann im Expertenmenü des °CALEON Room Controller einstellbar.
Der Mischer wird über konfigurierbare Zusatzausgänge der °CALEONbox angesteuert und die Außentemperatur über den Gebäude-CAN-Bus systemweit geteilt.
Zentrale Regelung der Vorlauftemperatur
b) In vielen Fällen ist die Regelung der zentralen Vorlauftemperatur von den Einzelraumregelungen in den Wohnungen isoliert und wird beispielsweise über den Regler der Wärmequelle bestimmt. Da die Zentralregelung somit den tatsächlichen Bedarf nicht kennt, wird diese oft auf eine Überversorgung eingestellt und kompromittiert somit die Energieeffizienz.
°CALEONbox-Systeme können hingegen optional um einen HCC-Heizungsregler ergänzt werden. Da diese über den Gebäude-CAN-bus miteinander kommunizieren, kann die Vorlauftemperatur situativ an den kumulierten Wärmebedarf aus allen Wohneinheiten angepasst werden.
Innerhalb jeder Wohneinheit läuft wie gewohnt die Einzelraumregelung über den Privat-CAN-Bus.
Zugriffsmanagement im Großsystem
Besonders in gewerblichen oder öffentlichen Flächenheizsystemen erfordern unterschiedliche Nutzergruppen die Vergabe abgestufter Berechtigungen. Büroangestellte sollten beispielsweise keine Systemeinstellungen setzen können, Hotelgästen die Zugriffe auf ihr eigenes Zimmer beschränkt werden und Bewohner eines Seniorenheims möglichst einfache Bedienoptionen erhalten.
°CALEON Room Controller bieten drei Stufen zur Einschränkung des User Interfaces:
Eine klassische Menüsperre reduziert die Expertenebene
Mit der Funktion „Raumsynchronisation“ kann die Anzeige der Räume weiterer °CALEONs ein- oder ausgeschaltet werden
Mit dem Interfacemodus „Menü ausblenden“ begrenzt sich die Befugnis des Benutzers auf einen einzigen Bildschirm, um die aktuelle Solltemperatur einzustellen.
Anbindung an die Gebäudeleittechnik
Im Zuge der Vernetzung von Heizsystemen werden auch Flächenheizungen zunehmend an Systeme der Gebäudeleittechnik (GLT) angebunden. Diese sind jedoch noch die Ausnahme und verwenden zudem unterschiedliche Protokolle. Der fallweise Einsatz von Bus-Konvertern, z.B. von CAN zu Modbus oder BACnet, kann bedarfsweise diese Anforderung erfüllen, ohne dabei die Standardgeräte zu verteuern, die ohne GLT-Anbindung ihren Zweck erfüllen.
In dem Maße wie die GLT-Anbindung mehr Verbreitung findet und sich ein Standardprotokoll wie etwa Modbus herauskristallisiert, ist auf OEM-Basis eine direkte Anbindung auf der °CALEONbox realisierbar, um Betriebszustände abzufragen oder Temperaturen einzustellen.
Chancen des Remote Servicing für Handwerk und Hersteller
An Großsysteme besteht oft ein höherer Serviceanspruch, da sie zum einen technisch komplexer sind und zudem die Betriebssicherheit aus rechtlichen oder wirtschaftlichen Gründen besonders wichtig ist.
Indem die frei verfügbare °CALEON App, die dem Endkunden Basisfunktionen wie die Anpassung von Raum-Solltemperaturen oder Zeitprogrammen bereit stellt, zur °CALEON App Pro geupgradet wird, erlangt der Fachmann Zugriff auf das gesamte °CALEON-Menü.
Viele Servicefälle können somit aus der Ferne viel schneller und kostengünstiger gelöst werden – besonders relevant in Regionen mit langen Anfahrtswegen und hohen Lohnkosten.
Auch ein fortlaufendes Systemmonitoring und Anlagenoptimierung ermöglichen einen höheren Servicelevel, oder als Teil eines Wartungsvertrages sogar zusätzliche Einnahmequellen für Handwerk und Systemhersteller.
Da die °CALEON App Pro sogar den integrierten Inbetriebnahme-Assistenten eines °CALEONbox-Systems durchlaufen kann, können Systemhersteller ihren Kunden zudem einen neuartigen Service anbieten: ein geführtes Remote Setup. Der Handwerker ist hierbei lediglich das ausführende Organ, während ein Fachmann des Herstellers per App die Systemkonfiguration übernimmt. Der Installateur kann optional auf der Baustelle live vor dem Gerät zusehen und davon lernen.
Pfiffe Systemanbieter können die Konfiguration zudem um die Abfrage von Checklisten ergänzen, um auch die korrekte Verkabelung und Installation sicherzustellen. Der Systemanbieter könnte dies als Teil eines Rundum-Sorglos-Pakets als verkaufsstrategische Maßnahme einsetzen, welche die Hemmschwelle zum Einsatz ihrer Systeme senkt, die Erfolgsquote der Installationen hebt und durch den direkten Kontakt zum Handwerker die persönliche Bindung stärkt.
Praxischeckliste für die Installation von °CALEONbox Großsystemen
✓ Verkabelung CAN-Bus in Reihe von Gerät zu Gerät, nicht z.B. sternförmig
✓ Verkabelung 1-Wire-Bus in Reihe von Gerät zu Gerät. Kurze Stichleitungen möglich.
✓ Abgeschirmtes, verdrilltes Kabel verwenden. Mindestens 4-adrig, empfohlen 6-adrig.
✓ Maximale Leitungslänge einhalten: CAN-Bus-Leitung max. 200m | 1-Wire-Leitung max. 100m
✓ Spannungsversorgung von maximal 8 °CALEON Room Controllern über die °CALEONbox. Bei Bedarf geeignetes, externes Netzteil (24VDC) installieren.
✓ Alle Geräte innerhalb einer Wohneinheit per Privat-CAN-Bus vernetzt (Klemmblock L), wohnungsübergreifend vernetzte Geräte per Gebäude-CAN-Bus (Klemmblock M)
[Disclaimer: Die hier gemachten Angaben beabsichtigen eine zusätzliche Hilfestellung zur korrekten Installation von °CALEONbox-Systemen gemäß dem Stand zum Veröffentlichungszeitpunkt. Die offiziellen technischen Angaben entnehmen Sie den jeweiligen Bedienanleitungen]
 | Über den AutorJonas Bicher ist seit 2013 Geschäftsführer bei SOREL.
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