Simon Buddle erörtert, wie die Verwendung von KNX zur Steuerung von Geräten für blockweite BMS-Steuerungen nicht nur realisierbar, sondern auch finanziell vorteilhaft ist, und argumentiert, warum Hersteller von Gebläsekonvektoren KNX-Geräte direkt in ihre Geräte einbauen sollten.
Der Arbeitsmorgen beginnt um 7 Uhr; einen Kaffee trinken, den Posteingang checken, während man auf der "Outbox" sitzt, und an diesem frischen Spätwintermorgen die Autoheizung einschalten, bevor man sich nach draußen wagt. Das ist ein Schritt nach vorn. Kein Eiskratzen von der Windschutzscheibe, der Sitz ist schön warm, bevor man ankommt, und die Temperatur im Innenraum nähert sich einem akzeptablen Wert. Das Einschalten der Klimaanlage ist etwas, was wir alle über unsere KNX-Steuerungen machen können, also ist die Fernsteuerung der Temperatur für uns nichts Neues.
HVAC-Akronyme
Klimaanlagen sind nur eines von vielen Akronymen, die wir im Zusammenhang mit einer intelligenten Hausinstallation hören. Wir haben MVHR, FCU, AHU, HRU, HIU, CIU... die Liste geht weiter. Aber was sind diese Geräte und warum müssen wir sie kennen? Sie sorgen entweder für Wärme, Frischluft oder Kühlung im Haus.
Das MVHR-Gerät (Mechanical Ventilation and Heat Recovery) ist ein direkter Ersatz für den traditionellen 4-Zoll-Ventilator, der normalerweise in einem Badezimmer oder einer Küche installiert wird. Es ist so konstruiert, dass es rund um die Uhr im "Trickle"-Modus läuft und eine kleine Menge verbrauchter Luft in der Wohnung gegen frische, von außen angesaugte Luft austauscht. Während dieses Vorgangs entzieht das Gerät der verbrauchten Luft Wärme und gibt sie an die Frischluft ab. Neben dem Erhaltungsmodus verfügt das Gerät auch über eine Boost-Funktion. Diese soll ausgelöst werden, wenn das Bad benutzt wird - wie bei einem alten 4"-Ventilator - oder wenn jemand kocht. KNX kann dies leicht erreichen, indem es entweder an die Beleuchtung im Bad angeschlossen wird und/oder einen Feuchtigkeitsschwellensensor verwendet, um die Boost-Funktion auszulösen.
Eine AHU (Air Handling Unit) erfüllt eine ähnliche Aufgabe, allerdings ohne die Wärmerückgewinnung. Eine HRU (Heat Recovery Unit) erfüllt im Grunde die gleiche Aufgabe wie eine MVHR.
FCU vs. AC
Einfach ausgedrückt, erzeugt ein AC-System seine eigene Kühlung oder Heizung, während eine FCU (Fan Coil Unit) mit kaltem oder warmem Wasser aus einem anderen System versorgt wird, typischerweise einem blockweiten System. Das heiße oder kalte Wasser kommt über die HIU (Heat Interface Unit) oder CIU (Cooling Interface Unit) - mehr dazu später.
Für AC ist die KNX-Steuerung insofern einfach, als dass wir nur die Marke und das Modell festlegen und aus einer Vielzahl von vorkonfigurierten KNX-Schnittstellen wählen müssen. Zennio und Intesis haben beide eine große Auswahl an Optionen.
Das FCU ist jedoch ein wenig ein Ausreißer. Oft wird die Kommunikation mit der FCU über BACnet oder ein ähnliches Protokoll abgewickelt. Die KNX-zu-BACnet-Kommunikation ist robust, und es gibt viele Optionen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
Drei einfache Elemente zur Steuerung von Heizung oder Kühlung in einem Raum
Es gibt jedoch eine Denkschule, die vorschlägt, KNX-Geräte direkt in der FCU zu verwenden. Die grundlegende Steuerung einer FCU wird durch drei primäre Elemente erreicht: ein Warmwasserventil, ein Kaltwasserventil und ein Ventilator. Wenn ich das Kaltwasserventil öffne, so dass Wasser durch die kalte Rohrschlange der Zentrale fließt, und dann Luft durch diese Rohrleitung blase, wird die Luft gekühlt, wenn sie in den Raum geblasen wird. Schließt man das kalte Ventil und öffnet das heiße, ist das Gegenteil der Fall.
Diese drei einfachen Elemente sind alles, was erforderlich ist, um den Raum zu heizen oder zu kühlen. Nimmt man noch die Temperatur- und Störungsüberwachung hinzu, hat man absolut alles, was man zur Steuerung und Überwachung des Geräts braucht. Die meisten Gebläsekonvektoren verwenden ein proportionales 0-10-V-Signal, um die Heiß-/Kalt-Ventile anzusteuern, und auch der Ventilator wird in der Regel einfach mit einem 0-10-V-Signal als Drehzahlregelung betrieben. Gira, Jung, Zennio und ABB haben alle Produkte, die für diese Aufgabe geeignet sind.
Hersteller - bauen KNX Geräte direkt in ihre Geräte ein!
Und hier ist der springende Punkt aus meiner Sicht: Der Hersteller der FCU benötigt irgendeine Art von Steuerung, um die Einheit zu bedienen. Warum also nicht KNX Geräte verwenden, die direkt in die FCU eingebaut sind? Auf diese Weise haben wir eine vollständige Systemkontrolle, ohne zwischen verschiedenen Kommunikationsprotokollen hin- und herspringen zu müssen und ohne zwangsläufig Abgrenzungslinien zwischen den Systemen zu schaffen, die dann mehrere Techniker erfordern, die um die Wette arbeiten, um eventuell auftretende Funktionsprobleme zu lösen. Das macht für mich technisch, finanziell und auch für die Wartung absolut Sinn.
Warum ist KNX sonst noch die richtige Lösung?
Wie bereits erwähnt, erzeugt die FCU keine Wärme/Kälte - diese kommt aus einem blockweiten Technikraum. Hier kommt das bereits erwähnte HIU/CIU ins Spiel. Im gesamten Gebäudekomplex sind Warm- und Kaltwasser ständig verfügbar. Wenn eine Wohnung Wärme benötigt, muss sie dem HIU ein Signal geben, damit die Pumpe und das Ventil in Gang gesetzt werden, um Warmwasser in die Wohnung zu leiten. Dies geschieht einfach über einen potenzialfreien Kontakt im HIU.
Wenn ich 10 FCUs im ganzen Gebäude habe, brauche ich auch ein einfaches logisches ODER-Gatter, das besagt, dass, wenn eine der FCUs Wärme anfordert, die HIU in Betrieb genommen wird. Alles, was ich beschrieben habe, kann auf einfache, robuste und wiederholbare Weise mit KNX Geräten erreicht werden. Ich würde sogar so weit gehen zu sagen, dass es eine billigere Lösung ist, als zwischen Protokollen und proprietären Lösungen hin und her zu springen.
Abschluss
Die Verwendung von KNX zur Steuerung von Geräten, die normalerweise Teil der blockweiten BMS (Building Management System)-Steuerung sind, ist nicht nur realisierbar, sondern auch finanziell vorteilhaft, sowohl zum Zeitpunkt der Anschaffung als auch im Rahmen der laufenden Wartung. Für uns ist es wichtig, diese Idee bereits in der Planungsphase vorzustellen und dem M&E-Team die Gewissheit zu geben, dass wir nicht nur ein erfolgreiches Ergebnis erzielen werden, sondern dass es auch in Zukunft funktionieren wird. M&E-Berater haben die Angewohnheit, bei dem zu bleiben, was sie kennen. Wenn wir sie also davon überzeugen können, sich für KNX zu entscheiden, kann es einfach zu dem werden, was sie kennen, und das ist gut für alle.
Simon Buddle CEng MIET, ist Berater für Future Ready Homes, ein Spezialist für BMS und ELV Services Systemdesign.
