In die neueste Generation der Module ist nun ein 6-Wege-Umschaltventil integriert, das die Kühlkapazität um 20 und die Heizkapazität um 60 Prozent erhöht und so eine Energieeinsparung von bis zu 25 Prozent ermöglicht. Für die Steuerung dieses Ventils wurde von der Gruner AG eigens ein spezieller Stellantrieb konzipiert, der für eine besonders präzise Ventilposition sorgt. Dies führt zu einer stabileren Regelung der Raumtemperatur und damit zu zusätzlichen Energieeinsparungen im Betrieb. Der Antrieb 315C ist mit weniger als 35 dB(A) zudem besonders leise.
Paragon-Komfortmodule werden durch ein Klimazentralgerät mit Zuluft versorgt, das heißt im Hotel- oder Krankenzimmer ist kein Ventilator installiert, was den Raum deutlich ruhiger macht“, erklärt Jonas Åkesson, Produktmanager bei Swegon. Die Luft wird durch kleine Düsen im Komfortmodul gedrückt und erzeugt dabei einen Induktionseffekt. Dieser führt zu einem Unterdruck im Modul, der dafür sorgt, dass Raumluft durch das integrierte Kühl-/Heizregister gesaugt und dort erwärmt oder gekühlt wird (oder unverändert bleibt), bevor sie mit der Zuluft vermischt und unter Ausnutzung des Coanda-Effekts entlang der Raumdecke verteilt wird. Auf diese Weise lässt sich das Zimmer gut belüften und die richtige Temperatur ist gewährleistet.
Stellmotor mit hohem Drehmoment
Entscheidend für die Funktion des 6-Wege-Ventils und damit für die optimierte Anwendung der Komfortmodule ist der Stellmotor, der die Funktion des Ventils kontrolliert. Dieser wurde von der baden-württembergischen Gruner AG für Swegon eigens nach spezifischen Anforderungen entwickelt: Die Antriebe sollten über eine kompakte Bauform verfügen, jedoch gleichzeitig ein hohes Drehmoment von >4 Nm abgeben und eine Laufzeit von <150 s / 90° bieten“, erklärt Dr.-Ing. Wolfgang Spreitzer, Vorstand der Gruner AG. Der interne Aufbau erfolgte vollständig aus Kunststoff, um Umwelteinflüsse durch Wasser und Feuchtigkeit zu minimieren. Der Antrieb erlaubt zudem eine bis zu 180° stetige Ansteuerung, die entweder über eine Schrittzählung oder über einen absoluten Winkel (ein internes Poti) erfolgen kann.
Swegon entschied sich für die in diesem Fall günstigere Schrittzählung: Innerhalb des eingemessenen Bereiches sucht der Antrieb nach Anschluss der Versorgungsspannung einen Referenzpunkt und startet anschließend die stetige Ansteuerung gemäß dem anliegenden Sollwert. Ein analoges Rückführsignal erlaubt dabei jederzeit die Auswertung der aktuellen Position der Endwelle. Diese hohe mechanische Positionsauflösung an der Endwelle ermöglicht eine präzisere Positionierung der Ventilstellung und damit eine stabilere Temperaturregelung im Raum. Dies führt letztlich zu Energieeinsparungen im Betrieb. Da der Antrieb 315C über eine Kommunikationseinheit verfügt, können für andere Anwendungsfälle entsprechend weitere Funktionen aktiviert oder geändert werden. So lassen sich neben den parallel vorhandenen mechanischen Endanschlägen auch die Endpunkte elektrisch begrenzen“, erläutert Spreitzer.
Niedriger Schallleistungspegel
Da die Paragon-Module als besonders leise Klimalösung vor allem für Hotelzimmer sowie Kranken- und Pflegestationen vorgesehen sind und dort direkt in den Räumen verbaut werden, musste auch der Antrieb für die Steuerung des 6-Wege-Ventils möglichst geräuschlos sein. Swegon war daher ein Schallleistungspegel von <35 dB(A) besonders wichtig. Außerdem sollte der 315C über eine lange Lebensdauer verfügen: Unter Nennlast sollten mindestens 100 000 Vollzyklen und über 1 000 000 Teilzyklen erreicht werden. Die Anforderungen zum Schallleistungspegel und die mechanische Stabilität zur Erreichung der hohen Lebensdauer waren für uns eine besondere Herausforderung“, so Spreitzer. Für die Umsetzung mussten spezielle Kunststoffe gefunden werden, die den hohen Belastungen standhalten können.“
Außerdem wurden einige der vorhandenen Komponenten wie die Ansteuerung und der primäre BLDC-Motor redesignt, damit sie auch im neuen Antrieb optimal Platz finden. Hierzu mussten neben neuen Materialien auch innovative Fügeverfahren in der Fertigung eingeführt werden. Es waren lange und aufwendige Prüf- und Testverfahren zur Validierung nötig, um die Kundenanforderungen garantieren zu können. Durch die enge Verzahnung von In-House Prozessen wie Werkzeug- und Fertigungsentwicklung sowie Produktdesign konnte der neue Stellmotor dennoch innerhalb kurzer Zeit die Serienreife erlangen“, erklärt der Geschäftsführer.
Energieeinsparung von bis zu 25 Prozent
Da dank der Kombination aus 6-Wege-Ventil und Stellmotor das gesamte Kühl-/Heizregister genutzt werden kann, ergibt sich ein deutlicher Kapazitätsgewinn, der sich beispielsweise für eine Anpassung der Kühl- und Heizwassertemperaturen nutzen lässt. Auf diese Weise kann für Kühler und Wärmepumpe ein sparsamerer Betriebsmodus gewählt werden. Bei üblichen Wärmepumpen lässt sich eine Energieeinsparung von bis zu 25 Prozent erzielen“, so Åkesson. Dadurch können die Betriebskosten gesenkt und die Umwelt geschont werden. Gleichzeitig wird es einfacher, die Temperaturanforderungen während des Jahres zu erfüllen, egal wie tief gekühlt oder wie stark geheizt werden muss. Außerdem können nun auch kleinere Paragon-Module eingesetzt werden, um den gleichen Kühl- oder Heizeffekt zu erreichen.
