Einfache und zuverlässige Integration HLK-Frequenzumrichter zur Klimaregelung

Klaus Allgaier, ABB: »Wird der ACH580 zusammen mit einem IE4-Synchronreluktanzmotor betrieben, bietet er heute das beste verfügbare Betriebsverhalten bei sehr hoher Energieeffizienz.«

Speziell für den Einsatz in Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen hat ABB den Frequenzumrichter ACH580 entwickelt.

Er regelt die Drehzahl verschiedener Motortypen bis 250 kW und verfügt über zusätzliche Überwachungsfunktionen sowie ein mobiles Panel für die einfache Bedienung der Anlagen.

An Heizungs-, Lüftungs- und Klimasysteme (HLK) werden hohe Anforderungen gestellt: Sie sollen energieeffizient arbeiten, sie sollen in Schulen und Bürogebäuden für ein gutes Klima sorgen und damit die Produktivität fördern, in Krankenhäusern spielen sie für den Schutz von Menschen eine wesentliche Rolle, und in Rechenzentren und in vielen Produktionen sorgen sie für den Schutz der Maschinen. Bei HLK geht es also nicht nur darum, ein angenehmes Klima zu schaffen, Sicherheitsaspekte spielen ebenfalls eine wesentliche Rolle. Deshalb müssen HLK-Systeme sehr zuverlässig und jederzeit funktionieren.

Damit die HLK-Systeme diese Anforderungen erfüllen, müssen die Pumpen in den Wasserkreisläufen genau geregelt werden. Für deren präzise Steuerung sind die Frequenzumrichter zuständig. Um künftig eine Vielzahl verschiedener Motortypen - einschließlich Motoren geringer Leistung - genau und energieeffizient regeln zu können, hat ABB den neuen ACH580 vorgestellt. Die Weiterentwicklung des vielfach eingesetzten Vorgängertyps ACH550 eignet sich nicht nur für die Regelung von Drehstromasynchronmotoren, sondern auch für Permanentmagnetmotoren und Synchron-Reluktanz-Motoren.

Für die genaue Regelung der Motoren und externer Regelkreise verfügen die Umrichter über PID-Regler. Wenn sie aufgrund der Sensorwerte Abweichungen des Volumenstroms, der Temperatur oder des Drucks erkennen, regeln sie entsprechend nach.

Hohe Energieeffizienz
 
Mit IE2 erreichen sie die höchste Energieeffizienzklasse für Antriebe. Der Energieverbrauchs-Analyzer gibt Informationen zum Lastprofil und zeigt an, wieviel Energie durch die Drehzahlregelung gespart wird. "Wird der ACH580 zusammen mit einem IE4-Synchronreluktanzmotor betrieben, bietet er heute das beste verfügbare Betriebsverhalten bei sehr hoher Energieeffizienz" , sagt Kaus Allgaier von ABB.W

Zudem übernimmt der neue Frequenzumrichter verschiedene Überwachungsfunktionen. So erkennt er, ob die Luftklappen offen oder geschlossen sind, und beginnt erst bei geöffneten Klappen den Motor zu regeln. Er erkennt auch, ob beispielsweise ein Zahnriemen gerissen ist. Im Brandfall stellt sich die Fireman-Override-Funktion ein: Der Umrichter ignoriert dann alle Temperaturmeldungen, aufgrund derer er im normalen Betrieb die Motoren abstellen würde und lässt sie weiter arbeiten, im Extremfall bis zu ihrer Zerstörung.

Außerdem verfügt der ACH580 über zahlreiche durchgängige E/A-Anschlüsse, so dass Signale über die in der Gebäudetechnik üblichen Busse weitergleitet werden können, die direkt nichts mit der Frequenzumrichtung zu tun haben.

BACnet und Bluetooth-Schnittstelle
 
Weil im AVH580 zertifizierte BACnet-MS/TP- und optional auch BACnet/OP-Schnittstellen integriert sind, kann auf zusätzliche Gateways und Router verzichtet werden. Das trägt zur schnellen Inbetriebnahme und Störbehebung bei.

Der ACH580 ist zusätzlich mit einem HLK-Bedienpanel ausgestattet. Es zeigt die aktuellen Daten zum Status des Frequenzumrichters an, auch in grafischer Form. Der Anwender kann einstellen, welche Daten er direkt sehen will. Das Panel kann direkt am Gehäuse des ACH580 sitzen, es ist aber abnehmbar: Steht der Umrichter, wie so häufig, an schwer zugänglichen Orten, dann kann der Anwender das Panel abnehmen und über Bluetooth kommunizieren. Entfernungen von 18 m in typischen Industrieumgebungen mit Stahlkonstruktionen sind kein Problem. Das Panel ist so einfach zu bedienen wie ein Smartphone und vereinfacht die Inbetriebnahme und die Wartung erheblich. Mit der Bluetooth-Funktion können Steuerbefehle und die Inbetriebnahme auch über Smartphones und Tablets durchgeführt werden, die Istwerte lassen sich ebenfalls über diese Geräte lesen.

"Weil alle wesentlichen Funktionen integriert sind, vom EMV-Filter bis zum Native BACnet, kann der Systemintegrator den ACH580 sehr einfach in die jeweilige Anwendung einbauen. Er muss nur noch entscheiden, welche Schutzart - IP21 oder IP55 - erforderlich ist", erklärt Klaus Allgaier. "Und weil die Abmessungen für beide Schutzarten gleich sind, vereinfacht sich die Auswahl, Installation und Inbetriebnahme."