Funktionalitäten von Kaskadenreglern
Welcher Regler für welche Anforderung?
Blogartikel 31.10.2025Im zweiten Teil der Serie „Gebäudeleittechnik trifft Kaskadenregelung“ stellen wir die gängigsten Funktionalitäten vor, die in den unterschiedlichen Kaskadenreglern zu finden sind.
Nicht jeder Kaskadenregler bringt alle erdenklichen Funktionalitäten mit sich. Dies ist vor dem Hintergrund der Pflege der Software, der benötigten Hardware und der preislichen Positionierung sinnvoll. Daher sollte anhand der benötigten Funktionalitäten entschieden werden, welcher Kaskadenregler für die gestellten Anforderungen die optimale Lösung ist. Zum besseren Verständnis stellen wir in diesem Teil der Serie die wichtigsten Funktionalitäten vor, die prinzipiell über Kaskadenregler realisiert werden können.
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Die wichtigsten Funktionen im Überblick:
Funktionen1. Zentrale Aktivierung und Deaktivierung
Um eine möglichst einfache Einbindung des Kaskadenreglers zu bieten, wird der Kaskadenregler und damit die angeschlossenen Geräte zentral freigegeben. Die Freigabe kann über das Display des Kaskadenreglers bzw. des Master-Gerätes, einen digitalen ingangskontakt oder auch über eine Gebäudeleittechnik (GLT) erfolgen. Bei den angeschlossenen Geräten muss der Freigabekontakt überbrückt oder deaktiviert sein, da diese Geräte den Betrieb ansonsten nicht aufnehmen können. Diese Logik bietet aber auch eine einfache Möglichkeit, einzelne Geräte durch Öffnen des Freigabekontaktes zu deaktivieren und damit der Kaskadenregelung zu entziehen.
2. Timer-Programm
Alternativ zur zentralen Freigabe, wie oben beschrieben, verfügen einige Kaskadenregler auch über ein integriertes Timer-Programm. Bei der Verwendung des Zeitprogramms reduziert man die bauseitigen Anforderungen, da auf die Einbindung der zentralen Aktivierung und Deaktivierung verzichtet werden kann.
3. Zentraler Störmeldekontakt
Je nach Kaskadenregler stehen ein oder zwei Störmeldekontakte als digitaler Ausgang zur Verfügung. Abhängig von der Anzahl der Störmeldekontakte wird zwischen der Störung des Kaskadenreglers selber oder einer Störung der angeschlossenen Geräte differenziert. Jedes Gerät ist zudem zusätzlich mit einem Störmeldekontakt ausgestattet. Alternativ können auch die Störmeldung und der Alarmcode über eine GLT ausgelesen werden.
Visualisierung der Kaskadenregler am PC mit übersichtlichen Dashboards.
4. Zentrale Sollwertvorgabe
Es gibt mehrere Notwendigkeiten und auch Möglichkeiten, den Sollwert der Kaskade zu ändern. Hierbei wird die Sollwertänderung zentral über den Kaskadenregler realisiert und an die angeschlossenen Geräte übermittelt.
5. Zentrale Leistungsbegrenzung
Steht zeitweise nicht die volle elektrische Leistung zur Verfügung, kann die maximale Leistung der Geräte zentral über den Kaskadenregler reduziert werden.
6. Optimierte Lastverteilung
Je nach Kaskadenregler stehen unterschiedliche Möglichkeiten der Lastverteilung auf die angeschlossenen Geräte zur Auswahl.
Lastverteilung: Es wird der Verdichter mit den geringsten Betriebsstunden in dem Gerät mit den wenigsten Betriebsstunden aktiviert. Bei weiterer Lastanforderung wird in einem anderen Gerät mit den zweitgeringsten Betriebsstunden der Verdichter mit den wenigsten Betriebsstunden aktiviert usw.
Sequenzierung: In dem Gerät mit den geringsten Betriebsstunden wird der Verdichter mit den wenigsten Betriebsstunden aktiviert. Danach wird der nächste Verdichter des gleichen Gerätes mit den zweitwenigsten Betriebsstunden aktiviert usw., bis alle Verdichter des Gerätes in Betrieb sind. Es wird also immer ein Gerät vollständig ausgelastet, bevor ein anderes Gerät aktiviert wird.
Optimierung: Bei der Optimierung werden immer die Geräte in der Teillaststufe aktiviert, um den Lastbedarf so effizient wie möglich zu decken.
Bei der „Lastverteilung“ und der „Sequenzierung“ hat der Ausgleich der Betriebsstunden eine entsprechend hohe Priorität. Bei der Optimierung steht bei jedem Betriebspunkt der energetisch sinnvollste Betrieb im Vordergrund.
7. Priorisierung von Geräten
Ist es notwendig oder sinnvoll, ein oder mehrere Geräte priorisiert zu starten, also unabhängig von den Betriebsstunden, kann einzelnen Geräten über den Kaskadenregler eine Priorisierung gegeben werden.
8. Optimierter Free-Cooling-Betrieb
Bei der Erzeugung von Kaltwasser über einen möglichst langen Zeitraum im Jahr ist der Free-Cooling-Betrieb eine optimale Lösung, den Energiebedarf so weit wie möglich zu reduzieren. Über einen optimierten Free-Cooling-Betrieb werden bei entsprechend niedriger Außentemperatur alle Geräte nur im Freikühlbetrieb aktiviert, bevor bei zu geringer Freikühlleistung ein Verdichter hinzugeschaltet wird.
9. Pumpensteuerung
Der Kaskadenregler sendet ein Signal zur Pumpenansteuerung an das jeweilige Gerät. Die zu dem Gerät gehörende Pumpe wird über das Pumpenrelais im Gerät aktiviert.
10. Optimiertes Regelung von Pumpen und Bypass-Ventilen
Wird die Kaskade mit drehzahlvariablen Pumpen und einer VPF- oder VPF.D-Regelung ausgestattet, ist es zwingend
notwendig, dass die Regelung der Druckaufnehmer und des Bypass-Ventils (VPF-Regelung) bzw. die Einbindung der zusätzlichen Temperaturfühler (VPF.D-Regelung) zentral am Kaskadenregler erfolgt. Andernfalls kann ein energieeffizienter Pumpen- und ein sicherer Gerätebetrieb nicht garantiert werden.
11. Koordinierter Abtaubetrieb - SmartDefrost
Werden mehrere Geräte über einen Kaskadenregler miteinander verschaltet, sorgt in diesem Fall der Kaskadenregler dafür, dass nicht zwei Geräte parallel abtauen. Dies schafft kleinere Pufferspeicher und konstantere Vorlauftemperaturen.
Kaskadenregler mit zentraler VPF-Regelung der Pumpen.
12. SG-Ready-Funktion
Für die Einbindung von Wärmepumpen und Kaltwassersätzen wird die Netzdienlichkeit immer wichtiger. Anstatt jedes einzelne Gerät dezentral zu regeln, kann über einen entsprechenden Kaskadenregler eine zentrale Vorgabe gemacht werden, damit die angeschlossenen Geräte ihre Leistung entsprechend der Vorgaben des Netzbetreibers regeln.
13. Trinkwarmwassererzeugung
Je nach Gerätetyp kann ganzjährig Trinkwarmwasser (TWW) mit dem benötigten Temperaturniveau zur Verfügung gestellt oder eine TWW-Vorerwärmung realisiert werden. Der Kaskadenregler misst dazu die Temperatur im TWW-Speicher, umfährt danach entsprechende Ventile im Hydraulikkreislauf und passt anschließend den Sollwert der Geräte an das benötigte Temperaturniveau an.
14. Stand-alone-Betrieb
Bei einem Ausfall oder einer Störung der Kommunikation mit dem Kaskadenregler schalten die angeschlossenen Geräte in den Stand-alone-Betrieb und arbeiten individuell, um den gewünschten Kühl- und Heizbedarf zu decken.
15. Alternatives Master-Gerät (für systemkritische Anwendungen)
Je nach Kaskadenregler ist es möglich, dass ein alternatives Master-Gerät die Regelfunktionalitäten des ausgefallenen Kaskadenreglers übernimmt. Das alternative Master-Gerät sorgt für eine abgestimmte Drehzahl der Pumpen, misst den Druck des Differenzdruckaufnehmers für die Pumpendrehzahl (VPF-Regelung) oder die Temperaturen der zusätzlich angeschlossenen Temperaturfühler (VPF.D-Regelung). Des Weiteren bleibt die zentrale Vorgabe der Sollwerte über das alternative Master-Gerät bestehen.
16. E-Mail-Benachrichtigung
Im Falle einer Stör- oder einer Wartungsmeldung wird der Kunde über den automatisierten Versand einer E-Mail mit Datum, Uhrzeit und einer detaillierten Beschreibung der Meldung informiert.
17. Zugriff Internet
WiiF: Über ein lokales WLAN wird der Zugriff auf den Kaskadenregler über die MEHITS-App ermöglicht. Mit Hilfe dieser App können über ein Smartphone oder ein Tablet alle Einstellungen wie am Kaskadenregler selber vorgenommen, Parameter geändert und Trends ausgelesen werden.
Ethernet / LAN / VPN: Der Zugriff auf den Kaskadenregler erfolgt nicht über ein lokales WLAN, sondern kabelgebunden. Über eine VPN-Verbindung kann auch außerhalb des Netzwerkes auf den Kaskadenregler zugegriffen werden. Eine Internetverbindung ist bauseits zu stellen oder je nach Kaskadenregler möglich.
Einbindung in eine Gebäudeleittechnik
Einbindung in eine GebäudeleittechnikUm die Erzeugung von Kälte und Wärme mit anderen Komponenten und Systemen des Gebäudes interagieren zu lassen, empfiehlt sich, sofern vorhanden, zusätzlich die Einbindung in eine Gebäudeleittechnik. Die Gebäudeleittechnik greift zentral auf den Kaskadenregler zu, sodass alle notwendigen Variablen zentral abgerufen und, wenn gefordert, auch geändert werden können, wie z. B. Sollwert, Betriebsart und Ein- / Ausschalten.
Die Regelung der Geräte bleibt weiterhin dem Kaskadenregler überlassen. Bei der Einbindung der Geräte in eine Gebäudeleittechnik muss entschieden werden, ob nur die Variablen des Kaskadenreglers abgefragt und geändert werden sollen oder ob auch alle Details der angeschlossenen Geräte benötigt werden.
Kaskadierung von zwei luftgekühlten Kaltwassersätzen.
