Stetige oder On-Off-Regelung?

Welche Lösung liefert eine optim​al einregulierte HLK-Anlage?

Stetige oder On/Off-Regelung zur Optimierung von HLK-Anlagen


HLK-Konvektoren

Heiz- und Kühlsysteme in modernen Gebäuden erzeugen die gewünschte Raumtemperatur mit Verbrauchern wie Ventilatorkonvektoren und Kühlkonvektoren.

Aus dem Schaubild wird ersichtlich, dass zwischen Ausgangsleistung und Durchfluss eines typischen HLK-Konvektors kein lineares Verhältnis besteht.

Angesichts dieser Tatsachen lässt sich feststellen, dass in 80 % der Heiz- oder Kühlsaison lediglich 60 % der Leistung erforderlich sind und die Konvektoren mit 50 % Durchflussrate funktionieren.

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Weshalb ist die Optimierung von HLK-Anlagen wichtig?

Durch Optimieren der hydronischen Verteilung in einem HLK-System werden der Energieverbrauch reduziert sowie Regelung und Komfort in einem Gebäude verbessert. Die Anlagenoptimierung ist die kostengünstigste Lösung und erzielt unmittelbar spürbare Einsparungen.​

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Auswahl der richtigen Lösung für Regelung & Einregulierung

Die Art der Regelungs- und Einregulierungslösung wirkt sich auf die Genauigkeit der Temperaturregelung, den Durchfluss im Allgemeinen sowie die Pumpenförderhöhe aus.

Die Auswahl der Regelung und Lösungen, ob 2-Wege- oder 3-Wege-Ventile sowie eine On/Off- oder stetige Regelung beeinflussen direkt die Rücklauftemperatur für die Wärmequellen (Brennwertkessel, Kühlgeräte, Wärmepumpen usw.).

3-Wege-Ventile mit Bypass führen Heiz- oder Kühlwasser von den Verbrauchern zurück zu den Wärmeerzeugern. Dies hat negative Auswirkungen auf die gesamte Energieeffizienz. 

Im Allgemeinen werden 2-Wege-Regelventile und Systeme mit variablem Durchfluss empfohlen. In derartigen Systemen ist die Pumpengeschwindigkeit variabel und lässt sich elektronisch steuern. Die Durchflussmenge passt sich stets der geforderten Leistung an. Wird die gewünschte Raumtemperatur erreicht, sperren 2-Wege-Regelventile den Durchfluss oder verringern ihn (je nach Art des Stellantriebs), was auch den Energieverbrauch senkt.


​Stetige RegelungEin/Aus-Regelung
Zur stetigen Regelung sind ein stetiges Regelungssignal der Raumtemperaturregelung oder der Gebäudeleittechnik sowie ein präzises Regelventil mit proportionalem Stellantrieb erforderlich.

Stetige Regelungssignale bewegen sich meist in einem Spannungsbereich von 0-10 V und 2-10 V oder einem Stromstärkebereich von 0-20 mA und 4-20 mA (alle sind umkehrbar).

Das Regelsystem erzeugt ein Regelungssignal zwischen 0 und 100 %, damit die nötige Ausgangsleistung für die gewünschte Raumtemperatur abgegeben wird. Der proportionale Stellantrieb muss das Regelventil reibungslos öffnen, um präzise den erforderlichen Durchfluss (und somit die erforderliche Temperatur) abzugeben.
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​Befindet sich das mit einem On/Off-Stellantrieb gekoppelte Regelventil im On/Off-Regelmodus, so liefert es entweder die volle Ausgangsleistung oder ist vollständig geschlossen. Die Temperaturdifferenz muss auf die Ein- und Aus-Sollwerte eingestellt werden, je nachdem, welche Temperatur gewünscht wird.

Beim Heizsignal ‚Ein‘ steigt die Temperatur (und sinkt im Kühlmodus ab) bis die Temperatur über den Sollwert steigt bzw. darunter sinkt. Das Regelventil bleibt dann aus und das Ventil geschlossen bis die Temperatur auf den eingestellten unteren Sollwert sinkt (bei Kühlung auf den oberen Sollwert ansteigt). Die Temperatur kann in Heizsystemen aufgrund des Volumens an Warmwasser, das (z. B. in Heizkörpern) weiterhin Energie in den Raum bringt, noch weiter ansteigen.

Die Ein/Aus-Regelung führt also zu Temperaturschwankungen. Die Schwankungen können verringert werden, indem man den Umfang der Temperaturdifferenz verkleinert. Doch dadurch steigert man auch die Anzahl der Schaltpunkte, was sich aufgrund der übermäßigen Nutzung negativ auf die 
Lebensdauer der Regelelemente auswirkt.


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Das Prinzip der Ein/Aus-Regelung (+ Bild hier)


Erreicht die Verbrauchergeräte im Betrieb immer nur der maximale Durchfluss, so wirkt sich das auf die Rücklauftemperatur aus. Wegen der hohen Fließgeschwindigkeit des Wassers kann keine Energie durch den Konvektor an die Luft abgegeben werden.


​Vorteile der stetigen Regelung:               ​

  • Stabile Temperatur.
  • Niedrige Durchflussmenge mit niedrigen Pumpkosten.
  • Optimale Rücklauftemperatur.
  • Geringe Energieverluste im Rücklauf.
  • Hohe Energieeffizienz der Wärmeerzeuger.
  • Wie bereits beschrieben benötigen HLK-Konvektoren einen starken Abfall des Nenndurchflusses, um die Ausgangsleistung von 100 auf 50 % abzusenken.



Nachteile der Ein/Aus-Regelung:

  • Temperaturschwankungen.
  • Höhere Durchflussraten in der gesamten Anlage mit höheren Pumpkosten.
  • Negativ beeinträchtigte Rücklauftemperaturen.
  • Höhere Energieverluste im Rücklauf.
  • Geringere Energieeffizienz der Wärmequellen.



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Sprechen Sie mit einem Experten​​
Doch für eine Ausgangsleistung von 50 % bis zum Mindestwert wird eine hochpräzise Durchflussregelung gebraucht. Wie unten zu sehen ist, verläuft die Charakteristik in diesem Bereich steil.
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Um eine perfekte, präzise Temperaturregelung zu erzielen, müssen druckunabhängige Regelventile mit gleichprozentiger Charakteristik zum Einsatz kommen. So wird eine gute Reaktionsfähigkeit auf die Durchflussrate sichergestellt, wenn die Ausgangsleistung auf unter 50 % geregelt wird.



Was macht den neuen TA-Modulator einzigartig?


Bei der Entwicklung des TA-Modulators haben wir besonders darauf geachtet, dass wir eine optimale Regulierbarkeit mit präziser Durchflussregelung erreichen konnten.

So entstand unser neuer Regeleinsatz mit einzigartiger EQM-Charakteristik, der eine bis zu sechsmal bessere Hubregelung als bei einem linearen Ventil ermöglicht.

Der TA-Modulator eignet sich zur Proportional- oder 3-Punkt-Regelung für alle Anwendungen, bei denen eine strengere Temperaturregelung mit gleichzeitig hoher Energieeinsparung erzielt werden soll.

Der TA-Modulator funktioniert auch bei überdimensionierten Verbrauchern gut.

Im Gegensatz zu anderen Ventilen auf dem Markt kann der TA-Modulator sowohl den Druck als auch den tatsächlichen Durchfluss durch das Ventil messen. Das erleichtert die Funktionalitätskontrolle der Anlage vor der Übergabe. So können die Pumpen mittels Indexventil korrekt eingestellt werden, um Energiekosten zu minimieren oder Fehler bzw. Störungen zu lokalisieren.

Der neue TA-Modulator ist ein druckunabhängiges Ventil, das die Druckdifferenz auf dem Regelventil fast konstant hält.

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Die Vorteile dieses Ansatzes sind:
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  • ​​​​​Präzise Temperaturregelung
  • Hohe Regelautorität
  • Minimale Stellantriebbewegungen
  • Druckunabhängige Durchflussbegrenzung

Im Gegensatz zu anderen Ventilen auf dem Markt kann der TA-Modulator sowohl den verfügbaren Druck als auch den tatsächlichen Durchfluss durch das Ventil messen.

Das erleichtert die Funktionalitätskontrolle der Anlage vor der Übergabe. So können die Pumpen mittels Indexventil korrekt eingestellt werden, um Energiekosten zu minimieren oder Fehler bzw. Störungen zu lokalisieren.


Erfahren Sie mehr
Um mehr über dieses neue und einzigartige Modulierende Ventil von IMI TA zu erfahren, können Sie sich gern an ein Mitglied unseres Teams wenden.


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