Newsletter Juni

Liebe Besucherinnen und Besucher,

mit der heutigen Ausgabe informieren wir Sie über die Feinheiten und Unterschiede in der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik sowie über die Forderung des Umweltbundesamtes, teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) in der EU noch strenger zu regulieren.

Tipp: Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik: Was bedeutet MSR?

Das Fachgebiet MSR oder auch EMSR-Technik setzt sich aus den folgenden Wörtern zusammen: Elektrisches Messen, Steuern und Regeln. Die sich oft überschneidenden Erscheinungen der Messtechnik, Steuerungstechnik und der Regelungstechnik werden hier in Verbindung betrachtet. Leider werden die Begriffe Steuern und Regeln häufig im gemeinsamen Kontext verwendet, wodurch eine Unterscheidung der beiden Begriffe immer seltener stattfindet. Anhand von Begriffsdefinitionen und Beispielen möchten wir die Unterschiede aufzeigen.

Steuerung oder Regelung?

Generell dienen beide Einrichtungen dazu, technische Abläufe zu automatisieren, den Komfort zu steigern, Arbeitsabläufe zu vereinfachen und effiziente Prozesse zu entwickeln. Doch immer wieder beobachten wir falsche Aussagen wie „Die Regelung steuert“ oder „Die Steuerung regelt“. Richtig sind aber „Die Regelung regelt“ und „Die Steuerung steuert“. Warum sich die Begrifflichkeiten stark unterscheiden, erklären wir hier.

Messtechnik

Hierbei handelt es sich um die Sensorik zur Erfassung der physikalischen Größen in dem Anlagenprozess wie etwa Druck, Temperatur, Länge, Masse oder elektrische Kenngrößen. Diese sich fortlaufend ändernden Größen werden dann als elektrisches Signal zur Verfügung gestellt. Je nach Einsatzfall kann sich die Messtechnik in der Bauart sehr unterscheiden, das zur Verfügung gestellte Signal bleibt jedoch gleich. Standardsignale für hartverdrahtete Sensorik sind 2-10V sowie 4-20mA. Durch die immer weiter fortschreitende Gebäudevernetzung werden auch Schnittstellen wie Modbus, Profibus, Canbus oder auch Profinet im Feld eingesetzt.

Steuerungstechnik

Die Steuerungstechnik baut auf die einsetzte Sensorik auf und besteht immer aus drei Bauteilen: Sensor, Steuergerät, Aktor. Aufgrund der Informationen durch die Sensoren werden Stellglieder (Aktoren) betätigt. Hierbei wird eine festgelegte Sollgröße im Steuergerät aktiviert. Doch Vorsicht, bei der klassischen Steuerung wird die physikalische Größe beeinflusst, ohne eine Rückwirkung auf die Messtechnik zu geben. Eventuelle Störgrößen mit Wirkung auf die Ausgangsgröße werden nicht ausgewertet und im Steuerkreis aufgenommen. Deswegen sprechen wir hier von einem offenen Wirkungskreis.

Beispiel:

Als Beispiel nehmen wir eine rein außentemperaturgeführte Heizkreissteuerung eines Wohnhauses. Hier wird je nach Außentemperatur eine festhinterlegte Heizkreiskurve im Steuergerät als Sollwert im Heizkreisvorlauf eingesetzt. Der Nachteil liegt darin, dass es keine Rückmeldung zur tatsächlichen Raumtemperatur gibt. Sämtliche Störgrößen wie geöffnete Fenster, direkte Sonneneinstrahlung oder die Anzahl der Personen im Raum werden hierbei nicht berücksichtigt. In diesem Fall würde die hier aufgeführte außentemperaturgeführte Heizungssteuerung sehr ungenaue Ergebnisse für die Innentemperatur liefern.

Regelungstechnik

Bei der Regelungstechnik erweitert sich der Steuerkreis um eine Rückkopplung der beeinflussten Größe, der Führungsgröße oder auch Istwert. Dadurch entsteht ein geschlossener Regelkreis. Es wird von der beeinflussten Größe durch die Messtechnik ein Istwert aufgenommen und dieser mit der Referenzgröße, dem Sollwert, im Steuergerät verglichen. Dadurch kann der Regler nun eine Anpassung vom Ist- zum Sollwert vornehmen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Soll-Größe erreicht und konstant gehalten wird.

Beispiel:

Bei unserem zweiten Beispiel haben wir nun eine einzelraumtemperurgeführte und natürlich außentemperaturgeführte Heizkreissteuerung eines Wohnhauses. Zusätzlich werden die Heizkreise mit elektronischen Ventilen ausgestattet. Hier wird also nicht nur die feste Heizkreiskurve als Sollwert angesetzt, sondern es erfolgt im geschlossenen Regelkreis ein Soll-Istwert-Vergleich aufgrund der erfassten Raumtemperatur in den verschiedenen Räumen. Je nach Bedarf kann mittels der eingesetzten Aktoren Wärmeenergie den Einzelräumen über eine stetige Regelung zugeführt werden. Zusätzlich könnten auch Fensterkontakte vorgesehen werden, um noch besser die Störgrößen in die Regelung einfließen zu lassen. In diesem Fall kann die hier aufgeführte raumtemperaturgeführte Heizungsregelung genauere Ergebnisse für die Innentemperatur liefern.

Fazit

Die Effizienz einer Kälteanlage ist also stark von der eingesetzten Regelung abhängig. Doch wird in Ihrer Kälteanlage überhaupt geregelt? Es gibt im Bereich der EMSR klare Ansätze für die ISO 50001 Zertifizierung oder weiterführende Energieeffizienzmaßnahmen. Wir von Engeland Engineering analysieren den „Steuerungsaufbau“ Ihres Kältesystems und bringen effiziente Vorschläge für ein ökonomisches Gesamtkonzept. Sprechen Sie uns gerne an!

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Klimaschutz: Umweltbundesamt rät zu Ammoniak, Wasser und Kohlenwasserstoffen

In einer Pressemitteilung gab das Umweltbundesamt (UBA) bekannt, dass teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) in der EU noch strenger reguliert werden sollten, um das Klima zu schützen. So würde sich das HFKW-Kältemittel R23 14.800-mal stärker als CO2 auf die Umwelt auswirken. Würden Betreiber stattdessen auf Ammoniak, Wasser und Kohlenwasserstoffe setzen, könnten bis 2030 EU-weit mehr als 100 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente eingespart werden. Das UBA empfiehlt eine schnelle Umstellung.

Regelungen für die Umsetzung der Forderung will das UBA in der F-Gase-Verordnung verankert sehen. Da die Verordnung aktuell überarbeitet wird, wäre dies der optimale Zeitpunkt. Bis 2030 soll die jährlich zulässige Menge an HFKW auf dem europäischen Markt auf 21 Prozent sinken, gemessen am Durschnitt von 2009 bis 2012. Das UBA empfiehlt nun jedoch eine Senkung auf zehn Prozent und wünscht sich darüber hinaus weitere Verbote. Aufgrund der Dringlichkeit der Klimaschutzmaßnahmen sollten Veränderungen an der F-Gase-Verordnung jetzt durchgeführt werden.

Als Ersatz empfiehlt das UBA natürliche Kältemittel wie Ammoniak, Wasser und Kohlenwasserstoffe. Die Mittel haben sich über Jahre bewährt und weisen eine vergleichbare oder höhere Energieeffizienz gegenüber ihren synthetischen Nachbarn auf. Das UBA weist außerdem darauf hin, dass auch weltweit seit 2019 durch den Beschluss von Kigali zum Montrealer Protokoll zum Schutz der Ozonschicht HFWKs von Jahr zu Jahr weniger zum Einsatz kommen dürfen. Entwicklungs- und Schwellenländer folgen in den Jahren 2024 und 2028. Sie bringen in Teilen das Potenzial mit, direkt auf natürliche Kältemittel zu setzen, bevor HFKW überhaupt genutzt werden.

Wird der Beschluss eingehalten, gehen die weltweiten Emissionen der HFKW um über 60 Milliarden Tonnen CO2-Äquivalente bis zum Jahr 2050 zurück. Das bringt langfristige Vorteile mit sich: Bis zum Ende des Jahrhunderts wird ein weltweiter Temperaturanstieg um 0,4 Grad Celsius verhindert, so das UBA.

Engeland Engineering folgt den Forderungen des UBA und rät zum Einsatz natürlicher Kältemittel. EU- und weltweite Verordnungen machen den Einsatz von HFKW unsicher. Weitere Verschärfungen sind geplant und steigern diese Unsicherheit noch weiter. Mit natürlichen Kältemitteln garantieren wir unseren Kunden Planungssicherheit und eine effiziente Möglichkeit, einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.

Die vollständige Pressemitteilung des UBA lesen Sie hier.