Luft/Luft System. 24 V Modbus

Transkript

1 Installationsbeispiele Luft/Luft System 24 V Modbus Lüftung und Kühlung mit Luft, Heizen mit Wasser (in Sequenzen) Ausgeglichene Abluft Luftqualität mit CO2 Sensor BMS-Kommunikation (z.b. ModBus)

2 Aktive Luftklappen mit traditionellen Luftauslässen Luft/Luft System

3 Installationsbeispiele Luft/Luft System 24 V Lüftung (& Kühlung) mit Luft; abhängig von Temperatur Ausgeglichene Luftmengen Zuluft/Abluft (Abluft ist Master)

4 Installationsbeispiele Luft/Luft System 24 V Modbus Lüftung (& Kühlung) mit Luft Ausgeglichene Zu- und Abluft (Abluft ist Master) Heizung mit Wasser (In Sequenzen) Luftqualität mit CO2 Sensor BMS-Kommunikation über Bus-System (z.b. ModBus)

5 Installationsbeispiel Hotelzimmer oder Büroraum Luft/Wasser System 0-10 V RU SD Präsenzsensor Fensterkontakt Komfortmodul / Induktionsgerät RU = Room unit RE = Regulator RE 24 V Modbus SD 0-10 V Kondensationswächter 230 V

6 Installationsbeispiel Konferenzraum Luft/Wasser System 0-10 V SD Komfortmodul / Kältebalken Komfortmodul / Kältebalken CO 2 Sensor RU RU = Room unit RE = Regulator Fensterkontakt Kondensationswächter SD 0-10 V On/Off Komfortmodul / Kältebalken Komfortmodul / Kältebalken 0-10 V PWM RE 24 V 230 V Modbus SD Präsenzsensor

7 Luft/Wasser System Anschluss zu BMS-System System via z.b. ModBus Stellantrieb Kälte Fensterkontakt Kartenhalter oder Präsenzmelder Stellantrieb Heizung Motorklappe 0-10 V Kondensationswächter Signal to external relay Motorklappe 0-10 V CO 2 Sensor Bedieneinheit

8 Kommunikation Modbus

9 Energieeinsparung Luftvolumenstrom abhängig vom Belegungsgrad - Bedrafsgesteuerte Ventilation Anzahl Personen Schnitt: 58 m 3 /h Luftvolumenstrom (m3/h) Zeit Luftvolumenstrom abhängig vom Belegungsgrad - CAV mit Luftforcierung bei Gebrauch Anzahl Personen Schnitt: 103 m 3 /h Luftvolumenstrom (m3/h) Zeit

10 Mögliche Sequenzen für Kühlung Faustregel Wärmelast von Personen Hoch Luft / Wasser Wasser / Luft Niedrig Niedrig Andere Wärmelasten Hoch

11 Was macht eine Zone aus? In großen Systemen wird der statische Kanaldruck für jede Zone durch einen Zonenregler für Zu- und Abluft geregelt. In kleinen Systemen, oder bei dezentraler Lüftung kann die Druckregelung über das Lüftungsgerät erfolgen.

12 Zonen Produkte Zonenregler - Druckregelung - Regelung des Luftvolumenstromes - Slave Steuerung - ModBus Kommunikation - Einstellbar für Zuluft oder Abluft Zubehör: Drucksensor - Druckmessung in der Zone Slave Luftklappe - zur Einstellung des ausgeglichenen Volumenstroms in der Abluft BMS Komponente - Zur Optimierung verschiedener Zonen in einem System Handbedieneinheit - Lesen und Einstellungen von Parametern

13 BMS-Komponente zur Optimierung P s P s Kommuniziert mit allen Zonenreglern und dem Lüftungsgerät Zonenregler in mindestens einer Zone immer zu 90% geöffnet Das Lüftungsgerät wird mit minimalem Kanaldruck gefahren Energieverbrauch wird reduziert und optimiert Geräuschpegel des Lüftungsgerätes wird reduziert P s P s

14 Systemprodukte Lüftungsgerät Empfohlene Funktionen Ventilatorensteuerung durch statischen Druck Konstante Zuluftstemperatur (15 C) Außentemperaturkompensation Sommernachtkühlung Bus-Kommunikation bis zur Raumebene (z.b. ModBus) Brandlüftungsfunktionen Kommunikation und zentrale Steuerung Empfohlene Funktionen Zonenoptimierung Grenzschnitt für lesen/schreiben von Ist- und Sollwerten, Alarme, Sicherheitsfunktionen etc. Beleuchtungssteuerung

15 Alternative Systemlösungen P s P s P s P s P s P s P s P s Stand alone = Keine Kommunikation. Lüftungsgerät und Zonenregler baruchen je eine eigene Druckregelung. Optimierung des Systems durch einen BMS-Optimierer zur Kommunikation mit allen Zonenreglern und dem Lüftungsgerät durch ein Bus- System. Weiterer Vorteil: Systemdruckfühler können direkt beim Lüftungsgerät platziert werden. BMS-System mit Anschlussmöglichkeiten zum lesen/schreiben von Soll-/Istwerten, Alarme, Brandlüftungsfunktionen, Sommernachkühlung etc.

16 SCADA-System Start UZ Raum 214 AHU1 Zuluft Abluft AHU2 Anwesenheit Raum 211 Raum 212 Raum 213 Raum 214 Temperatur 16 ºC Klappenposition 31% Volumenstrom 46,8 m³/h Temperatur 16 ºC Klappenposition 31% CO2 672 ppm Volumenstrom 46,8 m³/h Raum 215 Raum 216 Raumtemperatur Sollerwert 22ºC Maximal CO2 Sollwert 800 ppm

17 Scheint das schwer? Kein Problem mit Autopilot!

18 Schule in Schweden Energieberechnung Projekt: Schule, Südschweden Design: 2005 Baujahr: 2006 Fläche: 3300 m² Luftvolumen: System m³/h CAV, VAV

19 CAV, VAV Raumtyp Systemsteuerung Teilluftmenge Klassenzimmer CAV 17% Gruppenraum CAV 7,8% Personalraum VAV C, CO 2 1,5% Konferenzraum VAV C, CO 2 1,8% Küche, Kantine CAV* 42% Café CAV 2,8% Bücherei VAV C, CO 2 2,5% Büro CAV 3,9% Turnhalle VAV C, CO 2 14% Umkleideraum CAV 4,9% Andere Räume CAV 2,0% * Nur Zwischen Uhr, andere Zeiten, Hygieneluftvolumenstrom 100%

20 Bedarf / Jahr Heizung und Elektrizität Energieberechnung für geplante Lösung Verbrauch / Jahr Einsparung/Jahr Heizung Elektrizität Total: 70 kwh/m 2 /Jahr 64 kwh/m 2 /Jahr 134 kwh/m 2 /Jahr Energieberechnung, DCV, 16 Zulufttemperatur Heizung 57 kwh/m 2 /Jahr Elektrizität 54 kwh/m 2 /Jahr Total: 111 kwh/m 2 /Jahr 5000 /Jahr Energieberechnung, DCV, 16, Beleuchtungssteuerung Heizung 67 kwh/m 2 /Jahr Elektrizität 37 kwh/m 2 /Jahr Total: 103 kwh/m 2 /Jahr 8500 /Jahr

21 Energieeinsparung in Schulen Schnitt Wärmeverbrauch in Deutschland Zielwert für neue Schulen Mit DCV System und Druckkontrolle 143 kwh/m 2 Jahr 70 kwh/m 2 Jahr ~60 kwh/m 2 Jahr Totale m 2 Schulräume in Deutschland 300 Millionen m 2 Energiekosten 0,05 / kwh Annahme: Wir senken den Schnittverbrauch zu 100 kwh/m 2 Jahr in Deutschland Totales Einsparpotential 13 TWh/ Jahr Verringerte Abgase / Jahr 660 Millionen / Jahr Lehrer! Tonnen CO 2 /Jahr 700 Millionen Autokilometer! (Abgase von Autos)

22 Anwesenheitsgrad Klassenzimmer 35%

23 Beispielrechnung - Bürogebäude Standard Bürogebäude, 400 m² für 15 Personen, Pentry, 2 Toiletten, Ein Konferenzraum, Korridor und separater Raum für Kopiermaschine, Drucker etc. Reguläre Arbeitszeit, 5 Tagewoche, 8:00-17:00 Ein paar kommen etwas früher und ein paar arbeiten Überstunden am Abend. Bedarfsgesteuerte Lüftung für jeweiligen Büroraum und Konferenzraum, je nach Anwesenheit und Lasten. Konstanter Volumenstrom für Pentry, Toiletten und Kopierraum. Geld sparen! Umwelt sparen! Ventilatorenenergieeinsparung 50% Wärmeenergieeinsparung 30%

24 Anwesenheitsgrad Büro 14%

25 Bedarfslüftung Entwurfshinweise 1 Pa/m Die Größe der Lüftungskanäle sollten für einen konventionellen Druckverlust von 1Pa/m berechnet werden. Hierdurch entsteht nur eine geringe Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem letzten Luftauslass in einer Zone. 40 m Maximum Zonenlänge sollte 40m nicht überschreiten. Bei längeren Zonen sollte die Auslegung mit einem geringeren Druckverlust pro Meter geplant werden 2/3 Platzierung von Druckfühlern nach ca. 2/3 in der Zone. 40 Pa Benutze P s =40 Pa als Referenzwert für den Druckfühler 6-7 m/s Der Zonenregler (Volumenstromregler) sollte dimensioniert sein für eine Luftgeschwindigkeit von 6-7m/s Maximum Volumenstrom. Falls benötigt, muss ein kleinerer Zonenregler gewählt werden um die Mindestluftmengen messen zu können.

26 Bedarfsgesteuerte Ventilation für Besseres Innenraumklima Bessere Betriebsökonomie Zukunftsorientiert Kleinere Dimensionen Erhöhte Flexibilität

27 Bedarfslüftung Bedarfslüftung für Behaglichkeit und Energieeinsparung Dipl. Ing. Markus T. Kalo