X-AIR-ZMO-MOD

Funktionsbeschreibung

Zonenmodule sind elektronische Regelungskomponenten zur Einzelraumregelung. Temperatur, Luftqualität und Luftfeuchte werden bedarfsgerecht geregelt, unter Berücksichtigung der Belegung.
Das Zonenmodul steuert die Volumenstromregelgeräte für Zuluft und Abluft an sowie ein Heizventil und ein Kühlventil.
Die Bedienung erfolgt an einer Raumbedieneinheit.
Die Erweiterung der Einzelraumregelung um zentrale Funktionen ist mit einem Zonenmaster möglich. Zonenmaster und maximal 25 Zonenmodule bilden ein Segment. Maximal 5 Zonenmaster, in Kaskade geschaltet, sind eine Sektion mit maximal 125 Zonenmodulen.
Konfiguration und Bedienung erfolgen systemabhängig.

• Am Zonenmaster
• An der Raumbedieneinheit X-AIR-CP-2T (Touchscreen)

Volumenstromregelung

Das Zonenmodul X-AIR-ZMO-MOD steuert maximal 3 elektronische Volumenstromregler (2 Zuluft, 1 Abluft) an und gibt den Volumenstrom-Sollwert vor. Die eigentliche Volumenstromregelung erfolgt durch den Volumenstromregler.
Der Volumenstrom-Sollwert ist abhängig von der Betriebsart, der Anzahl Volumenstrom-Regelgeräte und deren Nennvolumenströmen. Im Volumenstromregler gespeicherte Parameter, wie q_Vmin und q_Vmax, werden vom Zonenmodul automatisch ausgelesen und ausgewertet.
Die Vorgabe der Betriebsart erfolgt zentral am Zonenmaster oder dezentral an der Raumbedieneinheit.
Betriebsarten;

• Automatikbetrieb
• Erhöter Betrieb (q_Vmax)
• Reduzierter Betrieb (q_Vmin)
• Absperrung

Am Raumbediengerät X-AIR-CP-2T ausgewählte Betriebsarten gelten für eine konfigurierbare Zeit. Danach geht die Zone zurück auf Automatik. Die Absperrung bleibt bis zur nächsten Betriebsartänderung erhalten.
Die Klappenstellungen und Volumenstrom-Istwerte der Volumenstrom-Regelgeräte werden an das Zonenmodul übertragen und an übergeordnete Systeme zur energieeffizienten Ventilatorsteuerung weitergegeben.

Temperaturregelung

Die Raum- oder Ablufttemperatur wird mit einem geeigneten Fühler erfasst und laufend mit dem gewünschten Sollwert verglichen. Bei einer Temperaturabweichung wird mit Hilfe der zu Verfügung stehenden Medien (Luft und/oder Wasser) die gewünschte Raumtemperatur geregelt. Unterschiedliche Varianten sind möglich.

• Nur Luft: kühlen durch Erhöhung des Volumenstroms
• Nur Wasser: Ansteuerung von Heiz- und Kühlventil
• Luft und Wasser: variabler Volumenstrom vor Ventilsteuerung
• Luft und Wasser: Ventilsteuerung vor variablem Volumenstrom

Die Regelung der Raumtemperatur kann auch in Kaskade mit einer Zulufttemperaraturregelung erfolgen. Hierbei wird die Regelabweichung der Raumtemperatur ermittelt und daraus ein Zulufttemperatursollwert bestimmt. Zusätzlich wird die Zulufttemperatur auf einen einstellbaren minimalen und maximalen Wert begrenzt.
In größeren Zonen können 2 weitere Temperaturfühler vorgesehen werden. Geregelt wird dann der Mittelwert.

Luftqualitätsregelung

Die Messung der Luftqualität erfolgt mit einem Luftqualitätsfühler (VOC oder CO₂) im Raum oder in der Abluft. Liegt der gemessene Schadstoffgehalt oberhalb eines Schwellwerts, werden die Zuluft- und Abluftvolumenströme stetig erhöht, um die Luftqualität zu verbessern. Verfügt die Zone über Heiz- und/oder Kühlventile, werden diese entsprechend angesteuert, um die Raumtemperatur zu regeln.

 
Feuchteregelung

Die relative Feuchte wird in der Abluft gemessen und mit einem Schwellwert verglichen. Liegt die relative Feuchte über dem Schwellwert, werden die Zuluft- und Abluftvolumenströme stetig erhöht, um die relative Feuchte im Raum zu verringern.
Verfügt die Zone über Heiz- und/oder Kühlventile, werden diese entsprechend angesteuert, um die Raumtemperatur zu regeln.

Fensterkontakt und Frostschutz

Das Zonenmodul hat einen potentialfreien Digitaleingang zur Beschaltung mit einem Fensterkontakt oder einem Frostschutzfühler. Alternativ zum Fensterkontakt kann ein Taupunktfühler aufgeschaltet werden. Die Wirkung des Digitaleingangs ist konfigurierbar.

• Fensterkontakt

Die Regelklappen der Volumenstromregler, das Heiz- und Kühlventil schließen.

• Taupunktwächter

Um Kondensation an Kühlflächen zu verhindern, schließt das Kühlventil. Die Volumenstromregelung bleibt davon unbeeinflusst.

• Frostschutzfühler

Zum Schutz der Wärmeübertrager öffnet das Heizventil zu 100 %. Die Volumenstromregelung bleibt davon unbeeinflusst.

Bewegungsmelder

Ein weiterer potentialfreier Digitaleingang steht für die Aufschaltung eines Bewegungsmelders (X- SENS-PIR-SM, X-SENS-PIR-FM) zur Verfügung. Bei Raumbelegung ist die Volumenstromregelung freigegeben. Endet die Belegung, wird die Volumenstromregelung mit einer konfigurierbaren Ausschaltverzögerung gesperrt.

Heiz- und Kühlanforderung

An 2 Digitalausgängen kann das Zonenmodul Heiz- oder Kühlbedarf signalisieren, um beispielsweise entsprechende Heiz- oder Kühlsysteme zu aktivieren.

Betriebsarten

• Automatik: bedarfsgerechte Regelung der Zonen
• Minimaler Volumenstrom: Alle Volumenstromregler regeln q_Vmin, Temperaturregelung und Ansteuerung von Heiz- und Kühlventil bleiben aktiv
• Maximaler Volumenstrom: Alle Volumenstromregler regeln q_Vmax, Temperaturreglung und Ansteuerung von Heiz- und Kühlventil bleiben aktiv
• Brandalarm: Zuluft q_Vmax oder Absperrung, Abluft q_Vmax oder Absperrung
• Stand-by: Absperrung aller Volumenstromregler, Heiz- und Kühlventil geschlossen

Das X-AIRCONTROL System

Anwendung

Steigende Anforderungen an den energieeffizienten Betrieb raumlufttechnischer Anlagen und aktuelle EU-Vorschriften lassen sich mit intelligenten regelungstechnischen Lösungen erfüllen.
X-AIRCONTROL ist ein System zur Regelung raumlufttechnischer Größen, das die Informationen von Fühlern (Sensoren) und Stellgliedern (Aktoren) nutzt, um raumlufttechnische Anlagen insgesamt optimiert zu betreiben. Dazu ermittelt das System den aktuellen Bedarf, um komfortable Raumluftzustände zu erhalten, und steuert dementsprechend die Ventilatoren, Pumpen und Ventile.
Das System X-AIRCONTROL ist modular konzipiert, so dass projektspezifisch einzelne oder alle Optimierungsfunktionen vorgesehen werden können.

• Auswerten der Positionen der Regelklappen aller Volumenstromregelgeräte (nicht bei Zonenmodul X-AIR-ZMO-ANA)
• Optimierte Ventilatorsteuerung (Optimiser-Funktion)
• Auswerten der Heiz- und/oder Kühlbedarfe der Zonen
• Berechnung des Temperatursollwerts für die Zuluft des zentralen RLT-Gerätes
• Konfiguration, Visualisierung, Überwachung und Alarmmanagement an zentraler Stelle

 X-AIRCONTROL Zone

Im Regelungssystem X-AIRCONTROL ist die Zone ein Bereich, in dem bestimmte raumlufttechnische Größen wie Temperatur und Feuchte, unter Berücksichtigung der Belegung, bedarfsgerecht geregelt werden. In der Regel sind das Einzelräume, aber auch in größeren Flächen, z. B. Großraumbüros, ist die Aufteilung in Zonen möglich.

• Die Regelungskomponente für die Zone ist das Zonenmodul
• Fühler erfassen verschiedene raumlufttechnische Größen sowie die Belegung der Zone
• Mit Stellantrieben werden diese Zustände geregelt
• Der Raumnutzer kann an Bedieneinheiten das System beeinflussen, um es seinen individuellen Komfortbedürfnissen anzupassen
• Das Zonenmodul kann Stand-alone arbeiten oder in größere Systeme integriert werden

Stand-alone-Lösung für eine Zone

Ein Zonenmodul kann in Verbindung mit einem Raumbediengerät einen Raum eigenständig regeln.

• Integration von Volumenstromregelgeräten (maximal 2 × Zuluft und 1 × Abluft)
• Ansteuerung von Ventilen für Kühlen und Heizen
• Raumbediengerät X-AIR-CP-2T zur Temperaturerfassung und Konfiguration der Zone (zwingend erforderlich)
• Zeitprogramme unabhängig von der Gebäudeleittechnik
• Einfache Verdrahtung
• Plug&Play-Anschluss von Komponenten

Mit zusätzlichen Fühlern (optional) werden weitere raumlufttechnische Größen automatisch berücksichtigt.

• Raumbelegung
• Luftqualität
• Luftfeuchte

Vernetzung von Zonen zum Multizonenbetrieb

Der Zonenmaster ermöglicht den Anschluss von maximal 25 Zonenmodulen und maximal 4 weiteren Zonenmastern, so dass ein System mit maximal 125 Zonenmodulen möglich ist. Die Zonenmodule sind auch in unterschiedlichen Varianten (Modbus, MP-Bus und Analog) kombinierbar und werden ganz einfach miteinander verbunden (Plug&Play).

• Maximal 25 Zonenmodule je Zonenmaster (Segment)
• Maximal 5 Zonenmaster (Sektion)
• Maximal 125 Zonenmodule in einer Sektion

Jedes Zonenmodul regelt individuell die vorgesehenen Bedingungen der jeweiligen Zone (Einzelraum). Die Verbindung der Zonenmodule erfolgt in Reihe mit jeweils maximal 100 m Leitungslänge von Modul zu Modul, so dass auch großflächige Gebäude zu vernetzen sind. Die Zuweisung eindeutiger Adressen erfolgt für alle Zonenmaster und Zonenmodule automatisch, was die Systeminbetriebnahme sehr vereinfacht (Plug&Play).

Anwendungsvorteile des Zonenmasters

• Zentraler Zugriff zur Visualisierung und Einstellung der individuellen Zonenparameter, durch integrierten Webserver
• Ethernet-Anschluss zur einfachen Einbindung in übergeordnete Systemen und Zugang zum Internet zur Fernwartung
• Möglichkeit zum Anschluss eines WiFi-Routers (WLAN)

X-AIRCONTROL Segment

Ein Segment ist die Zusammenschaltung von maximal 25 Zonenmodulen zu einem Bereich, für den bestimmte Vorgaben gemeinsam gelten und/oder aus dem bestimmte Daten ermittelt werden. Die Segmentierung wird notwendig, wenn in unterschiedlichen Bereichen jeweils zentrale Vorgaben erfolgen sollen und Daten aus den Zonen ausgewertet werden. So können einzelne Etagen, Nord- und Südbereiche oder Bereiche unterschiedlicher Nutzung jeweils ein Segment bilden.

• Die zentrale Funktion für das Segment übernimmt ein Zonenmaster
• Fühler erfassen Zustände, die innerhalb des Segments relevant sind, z. B. Außentemperatur
• Digitaleingänge und -ausgänge schalten Funktionen für das Segment, z. B. Brandalarm
• Ein Webserver (des Zonenmasters) ermöglicht Konfiguration, Visualisierung, Überwachung und Alarmmanagement für das gesamte Segment
• Schnittstellen Modbus TCP und BACnet IP zur Integration in übergeordnete Systeme
• Ein Segment kann im Stand-alone-Betrieb arbeiten oder mit weiteren Segmenten Teil einer Sektion werden

X-AIRCONTROL Sektion

Eine Sektion ist die Zusammenfassung von maximal 5 Segmenten. Im maximalen Ausbau besteht die Sektion aus 5 Zonenmastern und 125 Zonenmodulen.

• Die zentrale Funktion für die Sektion übernimmt der erste Zonenmaster
• Die Anbindung des ersten Zonenmasters an die Regelung des RLT-Gerätes ermöglicht einen Anlagenbetrieb mit maximaler Energieeffizienz
• Mit mehreren, voneinander unabhängigen Sektionen sind auch größere Strukturen möglich, so dass die Größe des Gesamtsystems praktisch keinen Beschränkungen unterliegt

Systemlösung in Verbindung mit X-CUBE Compact

Sind in Projekten RLT-Geräte X-CUBE Compact vorgesehen, ist die Regelung der Zonen mit dem System X-AIRCONTROL die ideale Systemlösung. Die Regeleinheit X-CUBE Control des RLT-Gerätes übernimmt, neben der Ansteuerung der Ventilatoren, Klappen und weiteren Komponenten des Zentralgerätes, auch direkt die Funktion des Zonenmasters.
Das RLT-Gerät X-CUBE Compact ist in der Lage, maximal 4 Zonen zu bedienen. Sind also maximal 4 Zonenmodule angeschlossen, ist kein zusätzlicher Zonenmaster erforderlich.
Die Regeleinheit X-CUBE Control hat eine Ethernet-Schnittstelle und einen Webserver zur Konfiguration des RLT-Gerätes, ermöglicht in dieser Kombination aber auch die Konfiguration der Zonenmodule.

• Zonenmaster als Funktion in der Regeleinheit X-CUBE Control integriert
• Maximal 4 Zonenmodule, auch in unterschiedlichen Varianten (Modbus, MP-Bus und Analog) je RLT-Gerät X-CUBE Compact
• Integrierter Webserver zur Konfiguration des RLT-Gerätes und der Zonenmodule
• Fernwartung möglich
• Mögliche Erweiterung: mit einem zusätzlichen Zonenmaster maximal 25 Zonenmodule je RLT-Gerät

Systemlösung in Verbindung mit X-CUBE

RLT-Geräte X-CUBE können in Verbindung mit einem Zonenmaster oder auch mit mehreren Zonenmastern, die im Multizonenbetrieb vernetzt sind, in ihrer Funktion optimiert werden.
Anhand der nachfolgenden Funktionen ist eine einfache energetische Optimierung der Gesamtanlage möglich:

• Ventilatoransteuerung unter Berücksichtigung der Klappenstellungen der VVS-Regler
• Zentrale Konditionierung (Heizen/Kühlen) unter Berücksichtigung lokaler Raumtemperaturen und Anforderungen der VVS-Regler

Planungshinweise

• Der gewünschten Funktionalität der Zonen entsprechend, die dazu notwendigen Fühler planen
• Varianten der Zonenmodule (Modbus, MP-Bus, Analog) und Stellantriebe (Volumenstromregler und Ventilantriebe) zueinander kompatibel planen
• Um höchste energetische Ansprüche zu erfüllen, Zonenmodule mit busfähigen Stellantrieben wählen (Modbus, MP-Bus), denn nur diese übertragen die benötigten Informationen über Ventil- und Klappenstellungen
• Bei Verwendung von RLT-Geräten X-CUBE Compact ist eine direkte Anbindung von maximal 4 Zonenmodulen, ohne zusätzliche Zonenmaster, möglich