Gépészeti vezérlések KNX/EIB rendszerrel
2008/9. lapszám | Balogh Zoltán | 5740 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az előző részben bemutattuk, hogy miképpen épül fel a fűtés, a hűtés és a légkezelés KNX/EIB rendszerrel. Az ismertetett megoldások és készülékek alkalmasak a helyi és központi vezérlések kialakítására. Hozzá kell azonban tenni azt is, hogy egy összetettebb gépészeti rendszerhez lehet, hogy nem elegendő ezen megoldások alkalmazása, tehát ezeken túl szükség lehet az egyes gépészeti berendezések és a KNX/EIB rendszer mélyebb integrálására is. Következésképpen az alábbiakban röviden áttekintjük a gépészeti vezérlések és a KNX/EIB kapcsolatának legfontosabb elemeit.
Légtechnikai vezérlés
Az 1. ábrán egy egyszerű légtechnikai rendszer sémavázlata látható.
1. ábra
A működés tömör megfogalmazásban a következőképpen jellemezhető. Egy befúvó és egy elszívó ág áll rendelkezésre: mindkettőben egy-egy ventilátor található, amit vezérelni szükséges. A befúvó (felső) és elszívó (alsó) ágak között visszakeverés történik egy zsalu segítségével. A befúvó ágban található egy LEH jelű hőcserélő. Ezen keresztül lehet a befújt levegőt fűteni vagy éppen hűteni attól függően, hogy hideg vagy meleg levegőt keringetünk benne. A folyadék áramlását a P1 jelű keringető szivattyú adja. A V11 jelű háromjáratú szelep motorosan szabályozható.
Ebben az egyszerű esetben tehát a következőket kell szabályozni: 2 ventilátor (jellemzően fokozatmentesen, de lehetséges, hogy több fokozatban kell állítani); 1 légtechnikai zsalu a levegő visszakeverés és a frisslevegő-bekeverés arányainak állítására; 1 keringető szivattyú a hőcserélőben található folyadék áramoltatására; 1 háromjáratú szelep a hőcserélő folyadékának hőmérséklet-szabályozására. Ahhoz, hogy ezeket a készülékeket megfelelően tudjuk szabályozni, szükségünk van a következő érzékelőkre: a D13 jelű nyomáskapcsolóra, ami az LF jelű szűrő elpiszkolódását figyeli. Ha nagyon megnő a nyomáskülönbség a szűrő előtt és után, ez azt jelenti, hogy a szűrő elpiszkolódott. Rendszerint ekkor egy tisztításra vagy cserére felhívó jelzést kell adnia a rendszernek. A T4 jelű hőmérséklet-érzékelő méri a befújt levegő hőmérsékletét. A D11 és D12 nyomáskülönbség-érzékelő az ABV és a ZUV jelű ventilátorok működését ellenőrzik. Ha a nyomáskülönbség egy bizonyos szint alá csökken vagy éppen nulla, akkor a ventilátor nem működik: ennek hiba lehet az oka. A T11 az elszívott, a T12 és a T13 a befújt levegő hőmérsékletét méri. A T12 és a T13 a befújt levegő hőmérséklet-határolására szolgál. Fontos, hogy ne lehessen túl hideg vagy éppen túl meleg levegőt befújni.
Tehát ennek a rendszernek a megfelelő működtetéséhez szükségünk van speciális érzékelőkre is (2. ábra: légcsatornába helyezhető hőmérsékletmérő, 3. ábra: nyomáskülönbség jeladó).
2. ábra
3. ábra
A beavatkozáshoz továbbá aktorok is szükségesek, amelyek be- vagy kikapcsolják a ventilátorokat vagy éppen a keringető szivattyút, beállítják a zsalut vagy a háromjáratú szelepet a megfelelő pozícióba. Ezen túlmenően egy olyan logikai elem sem mellőzhető, ami elvégzi az érzékelők adatainak kiértékelését és egy előre beállított program szerint vezérli a kimeneteken lévő készülékeket (4. ábra).
Kazánházvezérlés
A legtöbb családi ház esetében a kazánköri szabályzást a kazán gyártója vagy telepítője biztosítja. Bizonyos esetekben, illetve nagyobb épületeknél azonban előfordulhat, hogy ezt a feladatot is az épület-felügyeleti rendszernek kell megoldania. Ilyenkor két megoldás is kínálkozik. Az egyik az, hogy olyan kazánvezérlőt választunk, amelynek közvetlen KNX/EIB kapcsolata van. A neves kazángyártók rendelkeznek ilyen készülékekkel. A másik megoldás esetében speciális érzékelőkre és beavatkozókra van szükségünk. A beavatkozók vezérlése a légtechnikánál bemutatotthoz hasonlóan oldható meg kazánházak esetében is. A hőmérséklet méréséhez azonban az 5. ábrán látható készülékre van szükségünk, amit a kazánházban található fűtési vagy hűtési csövekre lehet felszerelni és így közvetlenül ezek hőmérsékletét mérik.
4. ábra
5. ábra
A teljes vezérlést pedig egy külön modul végzi, amely az érzékelők és beavatkozók kezelését egy előre beállított program szerint vezérli.
Napkollektor vezérlése
A 6. ábrán egy napkollektor és annak bekötési vázlata látható: feltüntettük rajta az érzékelőket és beavatkozókat is. A működése a következőképpen jellemezhető.
6. ábra
Az SK jelű napkollektor az épület tetején gyűjti össze a Nap energiáját. Ebben egy folyadékot áramoltat a KKP jelű keringető szivattyú, melynek a fordulatszámát a WMZ jelű hőmennyiségmérő szabályozza. Ez a folyadék adja le a hőt a WWS jelű hőtárolónak. Amennyiben nem ad elegendő hőmennyiséget a napkollektor, egy segédfűtés szolgál a hőtároló hőn tartására. A tároló hőmérsékletét a Tspo jelű, míg a kollektor hőmérsékletét a Tkol hőmérők mérik. Ezeket az érzékelőket a 7. ábra mutatja.
7. ábra
A radiátorok felé a melegvizet a TV jelű háromjáratú szelepen keresztül a WZP jelű keringető juttatja el. Természetesen a visszatérő vízhőmérsékletet a Twz érzékelővel mérni kell. Erre a feladatra is létezik egy speciális logikai eszköz, mely a mérőktől érkező jelek és egy előre megírt program alapján kiszámolja a szükséges értékeket és ezekkel vezérli a beavatkozó elemeket.
Hőmennyiségmérés
Olyan esetekben, amikor szükségünk van a felhasznált hőenergia mérésére, például a költségek megosztása vagy egyszerűen csak a naplózás és a kiértékelés miatt, szükséges lehet hőmennyiségmérőket is a rendszerbe illeszteni. Ilyen KNX/EIB készülék látható a 8. ábrán.
8. ábra
Ezzel egy többlakásos épületben a lakók között könnyedén megosztható a fűtési energia költsége. Előfordulhat azonban az, hogy az épületünk energia felhasználását szeretnénk mérni, akár több ponton is, és a historikus adatok alapján energiafelhasználás racionalizálást kívánunk elvégezni. Ehhez a feladathoz szükségünk lesz egy olyan programra, ami tárolja és kiértékeli az adatokat. Lehetőség van arra is, hogy amennyiben egy épületben a mérési rendszer más, például MBus alapú illesztőkön (Gateway) keresztül a rendszerünk kiolvassa, tárolja, feldolgozza és kiértékelje a mért adatokat.
Split klímák vezérlése
Számos esetben gondot jelent az, hogy miképpen vezéreljük azokat a berendezéseket, amelyek nem adnak lehetőséget a közvetlen illesztésre, viszont rendelkeznek IR-vevővel. A tipikus split klíma egység saját távirányítóval rendelkezik. Ha azonban el akarjuk kerülni azt a problémát, hogy a klíma nincs kapcsolatban a teljes rendszerünkkel, tehát akár akkor is mehet, amikor éppen fűteni kellene, illetve az előző részben bemutatott további funkciókat is integrálni kívánjuk (mint például azt, hogy a teraszajtó kinyitásakor zárjon le a berendezés), akkor nem kerülhetjük el további készülékek rendszerbe integrálását. Erre a legegyszerűbb megoldás egy olyan IR-adó készüléket illeszteni a KNX/EIB buszrendszerhez , amely a táviratokat a készülék számára is érthető IR-jelekké alakítják. Ezáltal lehetőség van a klíma beltéri egységek vezérlésére ugyanazzal a termosztáttal, amit a fűtéshez is használunk. Tehát végül is egyetlen termosztát felszerelése elegendő a helyiségekbe, amely minden fűtési és hűtési funkciót képes ellátni.
Entalpia érzékelés
Az entalpia érzékelő nem áll másból, mint egy hőmérséklet és egy páratartalom érzékelőből. E két adat alapján az érzékelő ki tudja számolni az adott levegő entalpiáját. Az entalpia megadja azt, hogy 1 kg levegőben, hány joule energia van. A levegő entalpiáját általában dh/dx diagramban ábrázolják, ahol a hőmérsékleten, az entalpián túl a relatív és abszolút páratartalom is megadásra kerül. Amennyiben a diagramon a 100%-os relatív páratartalom által határolt görbe alá kerül a levegő, akkor párakicsapódás következik be. Entalpia érzékelőket alkalmazva tehát megmondható, hogy két különböző hőmérsékletű és páratartalmú levegő keveredésekor lesz-e párakicsapódás, és ha igen, akkor mekkora mennyiségű pára fog kicsapódni. Ez a különleges kiértékelő egység nagy szerepet játszik a légtechnikai vezérlések területén. Amennyiben például a külső levegő entalpiája alacsonyabb, mint a belső levegőé, akkor ki lehet használni a hőmérséklet-különbségből adódó természetes hűtést. Ez jelentős hűtési energia megtakarítást eredményez.
Harmatpont-figyelés
Az entalpia érzékelő másik nagy felhasználási területe a szerkezet hűtések esetén jelentkezik. Meg kell tudni állapítani ugyanis azt, hogy lesz-e az adott hőmérsékletű hűtővíz esetén párakicsapódás, esetleges penészedés. Az érzékelő minden pillanatban meg tudja adni, hogy az adott helységben esetén mekkora az a legkisebb hőmérsékletű víz, amit ha a csövekben keringtetünk, akkor még nem lesz a csőhéjon párakicsapódás. Az entalpia érzékelővel kialakított hűtésre tehát az jellemző, hogy minden időpontban a szoba levegőjéhez képest a maximális hűtést eredményezi anélkül, hogy párakicsapódás, penészesedés állna elő.
Folyadékhűtők és egyéb nyalánkságok
Léteznek a piacon olyan gépészeti berendezések, amelyek rendelkeznek valamilyen szabványos csatoló felülettel, amin keresztül a KNX/EIB rendszerbe integrálhatjuk azokat. Ilyen lehet az RS232, RS 422 vagy az RS485 interfészek valamelyike. A legtöbb folyadékhűtő berendezés, amit a klíma beltéri egységeihez használnak, rendelkezik az említett csatolók egyikével. Bizonyos esetekben az épületgépészet egyes részei autonóm módon, szigetszerűen működnek, mindazonáltal a teljes épület-felügyelethez integrálhatók ezeken a szabványos csatolókon keresztül és ilyen módon megvan a lehetőség a központi felügyeletre és vezérlésre. A láthatunk egy Gateway-t, amely kapcsolatot teremt a gépészeti berendezés vagy alrendszer és a KNX/EIB között.
A KNX/EIB és a DDC-rendszerek
Sok esetben még mindig a szigorúan vett épületgépészeti vezérléseket a DDC-készülékek végzik. Szükség lehet azonban ezen eszközök KNX/EIB rendszerbe integrálására. A legtöbb DDC-készülékgyártó rendelkezik a saját rendszere és a KNX/EIB összekapcsolásához szükséges Gateway készülékkel. Így akár több alrendszert, szigetüzemben működő vezérlést integrálhatunk a teljes épületet átfogó épület-felügyeletébe. Ezeket a megoldásokat azonban családi házakban ritkák alkalmazzák, inkább nagyobb épületek esetében van erre szükség, mint például irodaházak vagy éppen ipari csarnok rendszereinek integrálásakor.
Remélem az előzőekből kiderült, hogy szinte korlátlan lehetőségek állnak rendelkezésre a gépészeti berendezések és rendszerek KNX/EIB általi vezérlésére. Persze mindezen ismeretek csak akkor érnek valamit, ha gyakorlati alkalmazásba is kerülnek. Fontos ismételten hangsúlyozni, hogy azért oldhatók meg ezek a feladatok könnyedén, mert a KNX/EIB egy gyártófüggetlen platform, amelyhez a szükséges eszközöket akár több gyártótól is beszerezhetjük. Tegyük rögtön azt is hozzá, hogy erre egy ilyen komplex vezérlés esetén bizony szükség is van. Nincs olyan gyártó a piacon, amelyik minden problémára egy kézből adna megoldást, de több gyártó termékeinek megfelelő kombinálásával a KNX/EIB lehetőségei határtalanok.
Ha az olvasóban kérdés merülne fel az ismertetett témával kapcsolatban, kérjük jelezze a szerkesztőség felé. Ígérem, hogy minden kérdésre válaszolni fogok.
