Die Entwicklung in der Gebäudeautomation geht seit längerem von der zentralen Steuerung hin zu einer verteilten Intelligenz, bei der Teilsysteme Aufgaben der Leittechnik übernehmen. Vorangetrieben wird diese Entwicklung durch gesetzliche Vorgaben. Der im novellierten Gebäudeenergiegesetz ergänzte § 71A verschärft die Anforderungen für Nichtwohngebäude mit mehr als 290kW Primärenergiebedarf. Durch die noch ausstehende Anpassung an die europäische Gebäuderichtlinie (EPBD 2024) wird dieser Grenzwert zukünftig sogar auf 70kW Nennleistung reduziert. Damit sind dann auch viele kleinere Nichtwohngebäude betroffen. Das Gesetz schreibt u.a. eine digitale Energieüberwachung vor, mit der sich die Verbräuche aller Hauptenergieträger und aller gebäudetechnischen Systeme überwachen, protokollieren und herstellerneutral analysieren lassen. Bei neu errichteten Gebäuden ist ein Automatisierungsgrad B oder besser gemäß DIN V18599-11 verpflichtend vorgeschrieben. Die Anforderung, den Einsatz von Energie transparenter zu machen, ist durchaus sinnvoll. Ohne Analysedaten lassen sich gebäudetechnische Anlagen bestenfalls nach dem Zufallsprinzip optimieren. In der Praxis erfordert die Erfüllung der neuen gesetzlichen Vorgaben jedoch beträchtlichen Aufwand, und oft muss dafür zusätzliche teure Messtechnik in das vorhandene Leitungsnetz eingebaut werden. Um so interessanter sind Teilsysteme, die mit eigenen Steuerungs- und Analysefunktionen die Erfüllung des GEG vereinfachen.
Mischkreis als System
Ein Beispiel ist die Mischkreislösung Mixit von Grundfos. Während Mischkreise üblicherweise aus einzeln ausgelegten Komponenten konstruiert werden, sind bei der All-in-one-Lösung alle Mischkreiskomponenten mit Ausnahme der Sekundärkreispumpe in die Regeleinheit integriert: Kugel- und Rückschlagventil, Schrittmotor, Vortex-, Temperatur- und Drucksensoren sowie eine intelligente Temperaturregelung. Für Auslegung, Installation und Automation bringt eine solche Lösung Vorteile. Statt einzelner Komponenten muss nur noch die Regeleinheit in die Leittechnik eingebunden werden, zumal diese per Funk kabellos mit der passenden Sekundärkreispumpe (Magna3 oder TPE3) kommuniziert und deren Betrieb mitsteuert. Vereinfacht wird die Einbindung durch Konnektivität und App-geführte Inbetriebnahme. Die Regeleinheit ist ab Werk mit RJ45- und RS485-Schnittstellen ausgerüstet. Für die Freischaltung der Feldbusintegration (BACnet/Modbus) ist lediglich ein kostenpflichtiges Software-Upgrade erforderlich, das sich mit der Grundfos Go App über die Bluetooth-Verbindung durchführen lässt. Alternativ kann die Regeleinheit auch ohne Leittechnik per Internetverbindung über eine Cloudlösung des Entwicklers angesteuert werden. Die Inbetriebnahme und Anbindung an GLT bzw. Cloud erfolgt ebenfalls über die App und legt dialoggeführt Parameter wie Anwendung, Ventiltyp, Mischkreistyp, Regelungsart und Eingangsart des Sollwerts fest. Insgesamt ist der Aufwand für die Integration in die Leittechnik rund 30 bis 40 Prozent geringer als bei Mischkreisen mit Einzelkomponenten, so das Unternehmen.
GEG-Anforderungen leichter erfüllen
Die integrierte Regelung der Mischkreislösung bietet einen hohen Regelkomfort bei minimalem Energiebedarf. Dazu gehören neben einer komfortablen Temperaturregelung auch fortgeschrittene Funktionen wie Außentemperaturführung, Kalenderfunktion sowie ein einstellbarer Kvs-Wert und Temperaturregler. Mit einem Software-Upgrade lassen sich weitere Funktionen nutzen, etwa ein druckunabhängiger Betrieb, eine Wärmemengenerfassung und verschiedene Begrenzungsfunktionen. Ein weiterer Vorteil für die Automation: Die Regeleinheit stellt der Leittechnik mehr als 100 Datenpunkte zur Verfügung. Dazu gehören etwa Vor- und Rücklauftemperaturen, Durchfluss (Kvs-Wert), Temperaturkurve und zahlreiche weitere Daten von Pumpe und Mischer. Sie bietet damit mehr Möglichkeiten als herkömmliche Lösungen, um den Betrieb des Mischkreises zu überwachen und zu optimieren. Genutzt werden können die Daten über die Leittechnik, die Grundfos Cloudlösung oder in der Kombination aus beidem, z.B. mit der Grundfos Cloud API. Intelligente Regelung, Funktionalität und Transparenz von Betriebsdaten bieten beste Voraussetzungen, die novellierten GEG-Anforderungen mit geringerem Aufwand zu erfüllen. Die in §71A geforderte Energieüberwachung z.B. lässt sich mit der integrierten Wärmemengenerfassung der Regeleinheit leicht realisieren. Die Mixit-Funktionen Warmwetterabschaltung und Sollwertanpassung durch die Raumtemperatur ermöglichen eine Automatisierung Grad B, die Abschaltung bei Null-Bedarf und die Sollwertfunktion für die Energiequelle sogar Grad A. Insbesondere letztere ist eine praktische Funktion, mit der sich der Wärme- bzw. Kälteerzeuger direkt durch den Mischkreis führen lässt. Dabei wird über den Analogausgang der Regeleinheit oder über die Feldbusschnittstelle ein bedarfsabhängiger Temperatur-Sollwert für die Energiequelle ausgegeben, damit der Mischkreis mit der optimalen Temperatur versorgt wird und Energieverluste reduziert werden. Bei mehreren Mischkreisen können die Regeleinheiten zudem zu einer Kaskade zusammengeschlossen werden, um den Wärme- bzw. Kältebedarf zwischen den Einheiten abzugleichen und energiesparend zu versorgen.
Mehr Funktionen, weniger Aufwand
Dedizierte Steuerungen, die als System im System arbeiten, können einer herkömmlichen Automatisierung überlegen sein. Konfigurierbare Subsysteme mit spezifischen Aufgaben bieten im Vergleich zu herkömmlichen Automatisierungslösungen einen erweiterten Funktionsumfang, ermöglichen einen effizienteren Betrieb und reduzieren die Komplexität der Lösung. Die Mischkreislösung Mixit ist dafür ein Beispiel. Sie kann die Arbeit von Planern, Anlagenbauern und EMSR-Technikern vereinfachen und bietet Voraussetzungen für die Steuerung über eine Leittechnik oder Cloudlösungen des Unternehmens.
