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.

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.

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.

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.

Die Vorteile von LIN-Bus zeigen sich für Hersteller bereits in der Produktion: Die Verkabelung ist deutlich einfacher und damit auch der Aufbau der Gasthermen. Bislang war eine Sternverkabelung notwendig, vom Feuerungsautomaten ging also zu jeder Systemkomponente jeweils ein Kabel. Jetzt reicht eines, das alle "Slave"-Einheiten miteinander verbindet. Neben dem geringen Verkabelungsaufwand ist ein weiterer Vorteil, dass jedes Gasgebläse mit einem elektronischen Typenschild ausgestattet ist. Das erlaubt eine einfache Rückverfolgung: Fertigungsdaten, wie Seriennummer und Produktionsdatum, können so jederzeit ausgelesen werden. Ein weiteres Plus ist, dass Hersteller durch LIN-Bus eine breitere Datenbasis und Einblicke in die Feldanwendungen bekommen, die sich für zukünftige Optimierungen und Neuentwicklungen nutzen lassen.

Einfache Wartung

Das einfache Auslesen von Daten bringt auch in der Wartung große Vorteile. Bei einem Auto ist es längst Standard, dass es selbstständig meldet, wenn das Motoröl ausgetauscht werden muss oder die Bremsen abgenutzt sind. Bei einem Defekt schließt der Mechaniker in der Kfz-Werkstatt einfach seinen Laptop an, liest Fehler- und Diagnosedaten aus und kann dann ganz gezielt das Problem beheben. Mit LIN-Bus wird das auch für Heizungsinstallateure Realität und eine aufwändige Fehlersuche mit willkürlichem Komponententausch entfällt, da das Problem direkt am Bildschirm identifiziert wird. Durch eine Auswertung von Betriebsstunden, Start-Stopp-Zyklen und Umgebungstemperatur-Verläufen kann mit LIN-Gebläsen eine einfache Zustandsüberwachung erfolgen.

Zukünftig wird durch die LIN-Bus-Kommunikation auch eine vorrausschauende Wartung möglich. Für den Endanwender ein großer Vorteil, da dies das Risiko eines plötzlichen Ausfalls minimiert, beziehungsweise vorab einen drohenden Ausfall ankündigt. Die Gastherme kann damit künftig selbst melden, wenn Teile ausgetauscht werden müssen – und das bevor sie defekt sind. Der Feuerungsautomat bekommt dann via "LIN-Message" das Signal, dass eine Wartung und Ersatz notwendig sind. Ist das Heizgerät zudem mit dem Internet vernetzt, kann der Monteur automatisch informiert werden, die Diagnose auslesen und gleich das passende Ersatzteil mitbringen.