Rücklauftemperaturregelung und Temperaturerfassung
Beschreibung
Der elektronische Regler CCR3+ regelt
die Rücklauftemperatur in Strängen von
Einrohr-Heizsystemen abhängig vom
Vorlauftemperatursignal. Mit dem Regler
CCR3+ wird das Einrohr-Heizsystem zu einer
effizienten Anlage mit variablem Durchfluss
und einer Durchflussregelung der Stränge
abhängig vom Wärmebedarf.
Konzipiert wurde der CCR3+ für die Verwendung
mit dem druckunabhängigen Regelventil
AB-QM, das mit thermischen Stellantrieben
des Typs TWA-Z (NO) und Anlegefühlern
des Typs ESMC ausgestattet ist.
In Kombination mit AB-QM und TWA-Z
bildet der CCR3+ eine elektronische
Lösung für Einrohrsysteme: AB-QTE
Eigenschaften:
• Konstruiert für AB-QM DN 10–32
• Maximale Anzahl der geregelten Stränge:
20 (Erweiterung + 16 über Nebenregler)
• Keine Abstandsbegrenzung zwischen
den Strängen (Regelventile) und dem Regler
• PWM-Algorithmus (Pulsweitenmodulation)
• Rücklauftemperaturkurve über 9 Punkte
definierbar
Die Systemlösung AB-QTE wandelt ein EinrohrHeizsystem – üblicherweise ein System mit
konstantem Durchfluss – in ein effizientes
System mit variablem Durchfluss um.
Diese innovative Lösung regelt den Durchfluss
in den Strängen dynamisch durch die Regelung
der Rücklauftemperatur entsprechend der Last
in den Strängen. Der breite Einstellbereich für
die Rücklauftemperatur (9 Einstellpunkte) stellt
die hohe Effizienz des Systems im gesamten
Vorlauftemperaturbereich von 35 bis 90 °C sicher.
In Einrohrsystemen ist immer ein Durchfluss
in den Strängen vorhanden, selbst wenn
alle Thermostatventile geschlossen sind:
Wasser strömt durch den Bypass, was zu
hohen Betriebskosten führt (Wärmeverluste,
Pumpenkosten, Überhitzung usw.). Ein
Thermostatventil am Heizkörper regelt die
Raumtemperatur über die Regelung des
Durchflusses durch den Heizkörper, während
das Durchflussverhältnis zwischen Heizkörper
und Bypass variiert. Der Gesamtdurchfluss
im Strang bleibt jedoch konstant. Bei Teillast
(wenn einige Thermostatventile geschlossen
sind) erhöht sich die Rücklauftemperatur
in den Strängen, was aufgrund der sehr
heißen Rohrleitungen zu einer Überhitzung
der Räume führt.
Nach einer Gebäudesanierung ist das Heizsystem
häufig überdimensioniert, da die Wärmeverluste
des Gebäudes abnehmen. Das Problem der
Überhitzung wird dadurch noch gravierender.
Der Regler CCR3+ ist Teil der Lösung AB-QTE
für Einrohr-Heizsysteme. Er wandelt ein
Einrohr-Heizsystem (in der Regel ein System
mit konstantem Durchfluss) in eine effiziente
Anlage mit variablem Durchfluss um. Die
innovative Lösung regelt den Durchfluss in den
Strängen über die Rücklauftemperaturregelung
dynamisch entsprechend der Last in den
Strängen. Der breite Einstellbereich für die
Rücklauftemperatur (9 Einstellpunkte) stellt
die hohe Effizienz des Systems im gesamten
Vorlauftemperaturbereich von 35 bis 90 °C sicher.
AB-QTE-Konzeptlösung:
• Werden die Stränge mit AB-QM
ausgerüstet, sorgt die Lösung unter allen
Systembedingungen für die richtige
Wassermenge in den Strängen. Jeder Strang
erhält den zugewiesenen Durchfluss und ist
unabhängig vom Rest der Installation.
• Der CCR3+ erlaubt in Verbindung mit den
auf dem AB-QM montierten Stellantrieben
und Temperaturfühlern die Regelung
des Strangdurchflusses basierend auf
der Rücklauftemperatur. Wenn sich die
Rücklauftemperatur erhöht, erkennt der
CCR3+ diese Änderung automatisch und
verringert den Durchfluss in den Strängen
entsprechend der eingestellten Parameter
(geringere Last in den Strängen: niedriger
Durchfluss erforderlich). Dies verbessert
die Regelung der Raumtemperatur und
führt zu einer wesentlich geringeren
Überhitzung des Gebäudes.
Im Vergleich zu einer selbsttätigen Lösung mit
dem thermostatischen Element QT deckt die
Lösung AB-QTE einen sehr breiten Temperatur -
-bereich ab, wie in Abb. 3 dargestellt. Alle
Punkte der Rücklauftemperatureinstellung
korrespondieren mit der Vorlauftemperatur
(Heizkurve), was eine automatische
Anpassung an die Außentemperaturen
entsprechend folgender Regeln erlaubt: Bei
sinkender Außentemperatur passt der Regler
die zu regelnde Rücklauftemperatur an die
dann höhere Vorlauftemperatur (Heizkurve)
an. Die Rücklauftemperatur wird dann auf
einem höheren Niveau geregelt.
• Somit wird das Einrohrsystem zu einer
energieeffizienten Anlage mit variablem
Durchfluss.
• Die AB-QTE-Systemlösung überzeugt im
Hinblick auf Service, Überwachung und
Wartung. Der CCR3+ verfügt über LEDStatusanzeige, integrierte Web-Server-App,
WLAN-Verbindung und LAN-Anschluss, mit
denen der Benutzer gemessene Parameter
vom System über ein Smartphone, Tablet,
Laptop oder PC manuell einstellen,
protokollieren und überwachen kann.
Die Systemlösung AB-QTE von Danfoss
zur Sanierung von Einrohrsystemen ist eine
hochwertige Lösung, die eine zweifache
Heizkurve ermöglicht. Die erste: Vom
Kessel oder der Übergabestation wird eine
Vorlauftemperaturregelung in Abhängigkeit
der Außentemperatur (witterungsgeführte
Vorlauftemperatur) und eventuell weiterer
Parameter bereitgestellt. Die zweite: Eine
Rücklauftemperaturkurve in Abhängigkeit
von der Vorlauftemperatur. Eine geringere
Außentemperatur erfordert eine höhere
Vorlauftemperatur, die sich auch auf eine
höhere Rücklauftemperatur auswirkt.
Kernpunkt: zu jeder Zeit optimiert. Somit wird
das Einrohrsystem zu einer energieeffizienten
Anlage mit variablem Durchfluss.
Die Rücklauftemperatur kann über 9 Punkte
definiert werden, die jeweils einer
Vorlauf temperatur entsprechen.
Die Einstellung kann automatisch auf alle
Stränge angewendet werden. Wahlweise kann
die Rücklauftemperatur unter Verwendung der
zusätzlichen Einstellungsfunktion aus dem Menü
für jeden einzelnen Strang geändert werden.
Dazu verwenden Sie einen:
Korrekturfaktor – der es ermöglicht, den
Einstellbereich um ± 10 °C nach oben oder
unten zu verschieben.
0 … +50 °C ( gilt nur für den CCR3+; die Umgebungstemperatur für die Stellantriebe
TWA-Z (NO) sollte nicht höher sein als 30 °C)
10 VA
EinstellungenDer Durchfluss am AB-QM und die
Temperatureinstellung am Regler CCR3+
müssen eingestellt werden, damit das EinrohrHeizsystem mit optimaler Leistungsfähigkeit
und Effizienz arbeitet.
Es empfiehlt sich die Einstellprozedur aus den
folgenden 3 Schritten:
1. AB-QM-Einstellung
2. Einstellung des Reglers CCR3+
3. Nachverfolgung
Folgende zwei Faktoren beeinflussen die
Effizienz eines Einrohrsystems und demzufolge
die Einstellung von AB-QM und CCR3+:
1. Der Renovierungszustand des Gebäudes,
da eine Renovierung ein Hauptgrund für
ein überdimensioniertes Heizsystem ist:
Im Allgemeinen ist nach einer Renovierung
(Wärmedämmung von Wänden und Dach,
neue Fenster) das bestehende Heizsystem
in beträchtlichem Maß überdimensioniert.
2. Die Dynamik der Heizlast, die sich
im Gebäude aufgrund von Teillasten,
internen Wärmequellen und wechselnden
Wetterbedingungen unvorhersehbar
verändert.
Anmerkung:
• Installieren Sie den Temperatufühler in
Fließrichtung vor dem AB-QM und so nah wie
möglich am letzten Heizkörper im Strang/Kreis.
• Nach der Renovierung ist es wichtig, die
Vorlauftemperatur zu optimieren (zu senken).
Eine zu hohe Vorlauftemperatur kann die
Leistung des Heizkörpers stark beeinflussen
und zu Durchflussschwankungen führen.
Darüber hinaus verbessert die optimierte
Vorlauftemperatur den Wirkungsgrad des
Einrohr-Heizsystems. Bei diesem Verfahren sollte
die schlechteste Strangbedingung (große Last,
schlechte Isolierung usw.) berücksichtigt werden.
• Stellen Sie sicher, dass der Durchfluss am
Heizkörper-Bypass richtig eingestellt ist
(üblicherweise 25–35 %). Wenn der Widerstand
des Heizkörpers im Vergleich zu dem des
Bypasses viel zu hoch ist, kann dies ggf. zu
einem zu geringen Durchfluss durch den
Heizkörper führen, wenn der Durchfluss
im Strang/Kreis verringert wird.
1. AB-QM-Einstellung
Zuerst muss das AB-QM auf den erforderlichen
Durchfluss eingestellt werden, bevor
die Stellantriebe montiert werden. Die
Einstellung des erforderlichen Durchflusses
darf nicht höher sein als der berechnete
Auslegungsdurchflusswert. Der Durchfluss kann
gemäß der Standard-Einstellempfehlung für das
AB-QM von 20 % bis 100 % eingestellt werden.
2. Einstellung des Reglers CCR3+
Die Einstellung der Rücklauftemperatur sollte
zentral am CCR3+ für alle Stränge erfolgen.
Um die Einstellung zu vereinfachen, genügt es,
nur 9 Punkte der Rücklauftemperaturkurve
einzustellen, die der Vorlauftemperatur
entsprechen, z. B.: Vorlauftemperatur 40 °C
(erforderliche Rücklauftemperatur 34 °C),
Vorlauftemperatur 45 °C (erforderliche
Rücklauftemperatur 38 °C) usw.
Diese Einstellungen gelten für alle Stränge.
Später kann gegebenenfalls aus dem Menü die
Option ausgewählt werden, die Einstellungen
für jeden Strang einzeln zu ändern. Die
Einstellungspunkte können nach Bedarf nach
oben und unten korrigiert werden. Mit dieser
Option lassen sich die Stränge auf einfache
Weise an den individuellen Bedarf anpassen.
Weitere Informationen über die Temperaturwahl
für Nennbedingungen einschließlich der Methode
„Dynamischer Faktor“ finden Sie im Datenblatt
für thermostatische Stellantriebe QT, Seite 6.
MontageStellantriebe:
Weitere Informationen im Datenblatt TWA-Z
Temperaturfühler:
Weitere Informationen im Datenblatt PT1000
(ESM, ESMB, ESMC, ESMT, ESMU)
Zur einfacheren Bedienung bietet der
Regler CCR3+ eine Standardeinstellung
(Werkseinstellung), die sich für typische renovierte
Systeme nach EN 15316 und ISO 13790 eignet.
3. Nachverfolgung
Welche Energieeffizienz mit der Lösung
AB-QTE erzielt wird, hängt von der Einstellung
des Reglers CCR3+ ab. Für optimale Ergebnisse
wird dringend empfohlen, nach der Installation
während der ersten Wochen des Systembetriebs
eine Nachjustierung durchzuführen. Durch
den einfachen Zugriff auf die Einstellungen
von einer zentralen Stelle aus (wo der Regler
CCR3+ installiert ist) können Änderungen
ohne Extrakosten und zusätzlichen Aufwand
vorgenommen werden.
Hinweis: Um eine große Entfernu ng vom Fühler zum Regler
CCR3+ zu kompensieren (zus ätzlicher Kabelwide rstand
kann die Genau igkeit der Temperaturmessung b eeinflussen)
sollten entsprechende Korrekturfaktoren für den CCR3+
(siehe Anleitung f ür CCR3+) verwende t werden. Kabel,
die kürzer als 10 m (0,75 mm2) und 15 m (1,00 mm2) sind,
brauchen keine Korrekturfaktoren.
TemperaturerfassungDer Regler CCR3+ misst Temperaturen mit
hoher Genauigkeit: ±0,5 °C.
Die Temperaturen werden durch Temperaturfühler des Typs PT 1000 gemessen, die in den
Strängen installiert sind. Wenn der Regler CCR3+
nur für die Aufzeichnung von Temperaturen
verwendet wird, müssen keine Stellantriebe
auf die Ventile AB-QM installiert werden.
Die Intervalle der Abtastzeit (Datenerfassung)
können mit Hilfe der Reglertastatur in einem
Bereich von 1 Minute eingestellt werden.
Die Daten werden im internen Speicher
gespeichert. Der Zeitraum der Datenerfassung
hängt stark vom Abtastintervall ab.
Die Daten werden im Format *.csv gespeichert
und können zu jeder Zeit im Daten-Menü
heruntergeladen werden.
Die Daten können in Tabellenkalkulationen
und Grafiken veranschaulicht werden.
Verdrahtung, Abmessungen
und Installation (Fortsetzung)
Schaltplan
KO4
KO3
KO2
KO1
Eingang /
Ausgang Platine
S0 – Hauptfühler
PT1000
V2V3V4V5V6V7V8V9V10
V1
Modul1
Eingang /
Ausgang Platine
TCP/IP – LAN
WEB-SERVER
BMS TCP/IP
ETHERNET
INTERNET
Denierter Ausgang O4
Denierter Ausgang O3
Denierter Ausgang O2
Def. Ausgang O4
24VDC
0V
Freier
Buchsenplatz
B1 – Def.EingangB1
B2 – Def.EingangB2
SPANNUNGSVERSORGUNG
Spannungsver-
sorgungsplatine
ReglerplatineModul0
Abb. 6 Schaltbild CCR3+ Regler mit CCR+ Nebenregler
Stellantriebe der Strangventile V1...V20
Oene Ausgangsanschlüsse an 0V
V12
V14
V11
V13
Modul2
Modul3
Eingang /
Modul4
Eingang /
Ausgang Platine
Eingang /
Ausgang Platine
Ausgang Platine
Temperaturfühler der Stränge S1...S20
Fühlertyp – PT1000
V16
V15
V18
V20
V17
V19
Modul5
Eingang /
Ausgang Platine
Freier
Buchsenplatz
SPANNUNGSVERSORGUNG
24VDC
+ -
24VDC
Nebenregler und
Spannungsver-
sorgungsplatine
Freier
Buchsenplatz
Schaltplan
Stellantriebe der Strangventile V21...V36
Oene Ausgangsanschlüsse an 0V
V22
V24
V26
V28
V21
V23
V25
V27
Modul1
Eingang /
Ausgang Platine
Modul2
Eingang /
Ausgang Platine
Temperaturfühler der Stränge S21...S36
V30
V32
V29
V31
Modul3
Eingang /
Ausgang Platine
Fühlertyp – PT1000
V34
V36
V33
V35
Modul4
Eingang /
Ausgang Platine
Ausschreibungstext• Einrohr-Heizsysteme sollten eine elektronische
Regelung der Rücklauftemperatur basierend
auf dem Vorlauftemperatursignal haben.
• Die Temperaturkurve sollte über neun Punkte
der Vorlauftemperatur von 35 °C bis 90 °C
definiert werden.
• Die Regelung sollte über folgende Elemente
erfolgen: Rücklauftemperaturregler und
druckunabhängiges Regelventil AB-QM,
das mit thermischen Stellantrieben des Typs
TWA-Z 24V (NO) und Anlegefühlern des Typs
ESMC ausgestattet ist.
• Der Regler ermöglicht die Regelung der
Rücklauftemperatur sowie die Überwachung
und Erfassung der Temperaturen.
• Es können maximal 20 Stränge geregelt
werden, das System kann jedoch mit einem
Nebenregler (+16) erweitert werden.
• Der Regler ermöglicht die Anbindung
an mobile Geräte und Computer.
• Der Regler sollte über eine „Sommerbetrieb“Funktion verfügen (einschaltbar in den
Reglereinstellungen oder über BMS), um den
Vorlauf an den Regelventilen nach Ablauf der
Heizsaison abzuschalten.
• Der Regler ermöglicht die Verbindung zu von
Webbrowsern (HTLM) unterstützten Geräten
über den WLAN-Kommunikationsanschluss
oder den LAN-Anschluss.
• Der Regler unterstützt BMS-Systeme über
RS 485, Modbus RTU und IP-Modbus.
• Eine unbefugte Änderung der
Reglereinstellung wird durch PasswortSchutz verhindert.
• Der Regler sollte einen PWM-Algorithmus
(Pulsweitenmodulation) haben.
• Eingebaute Pumpenschutzfunktion
• Der Regler misst Temperaturen mit hoher
Genauigkeit: ±0,5 °C.