Gute Zeiten für smartes Heizen: LIN-Bus-fähige Gasgebläse in Heizgeräten

Für kleinere Heizthermen fehlte bislang eine schlanke Kommunikationslösung. LIN-Bus-fähige Gasgebläse von ebm-papst ändern das.

Autos, die melden, wenn sie in die Werkstatt müssen. Waschmaschinen, die sich per Smartphone bedienen lassen. Voll automatisierte Produktionen, in denen die Werkstücke miteinander kommunizieren. Es gibt kaum einen Lebensbereich, kaum eine Anwendung, die noch nicht von der Digitalisierung erfasst wurde – so auch die Heiztechnikbranche. Schon seit einigen Jahren können Nutzer ihre Heizung ganz bequem mobil übers Internet einstellen.

Die Grafik zeigt ein stilisiertes neuronales Netzwerk.
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Die Digitalisierung ist auch in der Heiztechnikbranche längst angekommen. Allerdings fehlte bislang für kleinere Heizthermen eine schlanke Kommunikationslösung. LIN-Bus-fähige Gasgebläse von ebm-papst ändern das. Davon können Hersteller, Installateure und Endanwender profitieren.

Allerdings ist hier noch längst nicht das ganze Potential ausgeschöpft. Zwar funktioniert die Kommunikation zwischen Gerät und Nutzer bereits, doch innerhalb der Gas-Brennwerttherme, also zwischen Feuerungsautomat, Regelung, Pumpen, Ventilen oder Gebläse herrschte bislang weitestgehend digitale Funkstille. Dabei steckt auch in den einzelnen Komponenten viel Intelligenz und sie produzieren unablässig Datenmaterial, das die zentrale Steuerung, also der Feuerungsautomat, nicht nutzen konnte. Das ändert sich gerade. Mit dem "Local Interconnect Network" (LIN-Bus) setzt sich auch bei Brennwertthermen eine Kommunikationslösung durch, die in der Automobilbranche schon seit vielen Jahren zum Einsatz kommt. LIN ist gemäß ISO 17987 standardisiert, die Kommunikationskompatibilität mit Drittkomponenten also gewährleistet.

Das serielle Feldbussystem vernetzt in einem Verbund Sensoren und Aktoren sowie deren Steuerungsgeräte. Im Fall von Brennwerthermen: Pumpen, Ventile, Sensoren und Gebläse mit dem Feuerungsautomaten. Bei LIN-Bus handelt es sich um ein "Single-Master"/"Multi Slave"-System. "Master" ist dabei der Feuerungsautomat. Er fordert nach einem definierten Ablaufplan regelmäßig Daten von den Systemkomponenten, also den "Slaves", an, wertet diese aus und schickt wieder Befehle zurück. Bedingung ist, dass die Systemkomponenten LIN-fähig sind.

Die Ingenieure von ebm-papst entwickelten schon vor zehn Jahren ein Gasgebläse, das die technischen Vorrausetzungen bot. Allerdings gab es damals noch keine anderen LIN-fähigen Komponenten in der Heiztechnik – das System konnte sich daher noch nicht durchsetzen. Inzwischen haben jedoch andere Komponentenhersteller, wie Pumpenproduzenten, nachgezogen. Damit sind erstmals Heizgeräte möglich, die auf das etablierte Kommunikationssystem setzen können. Bei ebm-papst sind die beiden Gebläse "VG 71" und "VG 100" für Heizleistungen bis 50 kW aus der "RadiMix"-Baureihe LIN-fähig.

Die Gas-Brennwertgebläse
Quelle: ebm-papst
Die Gas-Brennwertgebläse "VG 71" und "VG 100" der "RadiMix"-Baureihe sind LIN-Bus-fähig. Das "Local Interconnect Network", kurz LIN-Bus, wurde 1998 in der Automobilindustrie als kostengünstiges serielles Kommunikationssystem definiert. Das "Single-Master"/"Multi Slave"-System ermöglicht den Anschluss von bis zu 16 "Slave"-Einheiten. Der "Master" (bei einer Brennwerttherme die elektronische Steuerung) bestimmt, wann der "Slave" (also zum Beispiel das Gebläse) Daten liefern oder Befehle befolgen soll. Dies erfolgt in zyklischen Zeitabständen nach einer vorgegebenen Zeittabelle, die im "Master" hinterlegt ist.

Mit diesem Leistungsspektrum sind sie für Ein- und Mehrfamilienhäuser konzipiert. Künftig folgen auch die Baugrößen "VG 108" und "VG 122" bis 150 kW.

Schlanke Kommunikationslösung

Hersteller von Heizthermen können nun auch Sensordaten nutzen, die das Gebläse bisher nur intern verarbeitete, aber nicht an den Feuerungsautomaten kommunizieren konnte. Das betrifft Informationen zur Leistungsaufnahme, der Drehzahl oder auch der Umgebungstemperatur. Neu dabei ist auch die Analyse von Spannungsschwankungen, wodurch eine Auswertung der Netzqualität möglich ist. Die Software wurde von ebm-papst so programmiert, dass sie definierte Datenpakete schnürt, sogenannte "LIN-Messages", die der Feuerungsautomat abruft.

Beispiel für eine
Quelle: ebm-papst
Beispiel für eine "LIN-Message" eines Gasgebläses. Eine "LIN-Message" umfasst dabei maximal 64 Bit. In ihr sind zum Beispiel die Drehzahl, Temperaturwerte oder Statussignale hinterlegt.

Hersteller können diese Daten und künftig zusätzliche Sensor-Werte nutzen, um die Verbrennung weiter zu optimieren und damit das Heizgerät effizienter zu machen. Denn der LIN-Bus ist bidirektional. Er dient also nicht allein dazu, Daten abzurufen, sondern kann dazu genutzt werden, Befehle zu übertragen. Daher ist es jetzt möglich, den Drehzahlregler optional direkt in das Gebläse zu verlagern. Die Drehzahl kann damit schneller und genauer geregelt werden, was wiederum Möglichkeiten bietet, den Modulationsbereich zu erweitern. Zudem wird die Rechenleistung des Feuerungsautomaten geschont, da die Regelung in das Gebläse ausgelagert wird.

Weiterführende Informationen: https://www.ebmpapst.com/de

Donnerstag, 21.11.2019

Von Markus Weingart
Head of department Electronics R&D – EE, ebm-papst Landshut GmbH