Technológiák

Fűtésszabályzás vezetékes épületautomatizálási rendszerrel

2011/11. lapszám | Porempovics József |  6970 |

Figylem! Ez a cikk 13 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Az előző lapszámban a hagyományos termosztátokkal vezérelt rádió- frekvenciás (RF) fűtésszabályozásról volt szó. A hagyományostól kicsit eltérő, bővebb lehetőségeket kínál fűtésszabályozásra a vezetékes, komplex épületautomatizálási rendszer, ami jelen cikk témája. A 7-8. lapszámban, a redőnyvezérlések kapcsán röviden bemutatásra került egy tipikus „buszos” rendszer felépítése és működése, ezért itt ezzel nem foglalkozunk, ismertnek tekintjük. Fontos kiemelni azok számára, akik még nem ismerik az ilyen rendszereket, hogy a fűtésszabályozás (vagy hűtés) csak egy funkció a sok közül, amire megoldást kínál egy épületautomatizálási rendszer (lásd az említett lapszámban!). Az épületautomatizálási rendszerek funkcionális egységei, moduljai között minden szükséges hardvereszköz megtalálható, ami a fűtés/hűtés szabályozásához kell – a lényeg az, hogy a szükséges eszközök csatlakozzanak a kommunikációs buszra azért, hogy a központi egység fel tudja dolgozni az információkat. Természetesen a hardver nem sokat ér (nem intelligens önmagában), ha nem társul hozzá egy jól kezelhető, ún. felhasználóbarát szoftver. Tehát nézzük sorban a rendszerelemeket, először is a hardvert. A fűtésszabályozáshoz hőmérsékletérzékelő, szabályozó és beavatkozó szükséges – látható, hogy a három közül a szabályozás lesz a szoftver feladata, a többit valamilyen „vas” fogja megoldani.

Fenti ábrák: Vegyük sorra a hőmérséklet-érzékelés (mérés) „buszos” lehetőségeit egy tipikus rendszerben, vagyis azokat az eszközöket, melyek rendelkeznek hőérzékelővel, és a buszra kapcsolódva felhasználhatók a szabályozáshoz.

Vegyük sorra a hőmérsékletérzékelés (mérés) „buszos” lehetőségeit egy tipikus rendszerben, vagyis azokat az eszközöket, melyek rendelkeznek hőérzékelővel, és a buszra kapcsolódva felhasználhatók a szabályozáshoz (1. ábra).

1. Termo-modul, 4 db független NTC-hőérzékelő bekötésére alkalmas modul, ún. mini tokozással, kötő- vagy szerelvénydobozba építhető kivitelben (NTC = Negative Temperature Coefficient, azaz negatív hőmérsékleti együttható/koefficiens, vagyis a hőmérséklet növekedésére csökkenő ellenállással válaszoló hőérzékelő).
2. Analóg-digitális konverter (ADC) modul, 4 db konfigurálható bemenettel, DIN-sínre rögzíthető kivitelben. Szoftverből választható bemenetek:
   • Pt100 hőérzékelő
   • Pt1000 hőérzékelő
   • Ni1000 hőérzékelő
   • NTC hőérzékelő
   • 0-20 mA vagy 4-20 mA
   • 0-0,5 V; 0-1 V; 0-2 V; 0-5 V; 0-10 V.
3. Analóg szobatermosztát, sorolható fali szerelvény kivitelben – a forgatógomb az aktuális fűtési üzemmód ±3°C tartományon belüli korrekciójára használható, nyomógombjaival be/kikapcsolást, üzemmód-váltást lehet működtetni. Az állapotokat LED-ek jelzik.
4. Digitális szobatermosztát, sorolható fali szerelvény kivitelben – LCD kijelzővel, több nyomógomb funkcióval, LED-es jelzéssel.
5. Termofej-vezérlők, NTC-bemenettel és AC- vagy DC-kimenettel – egy eszközben mérés és beavatkozás.
6. Fali nyomógomb-csoportok – tulajdonképpen minden lakásszerelvény-típusú eszköz tartalmaz egy beépített NTC-hőérzékelőt, mint pl. az RFID-kártyaolvasó is.
7. Mini-modulok – minden ún. mini tokozású (kötő- vagy szerelvénydobozba építhető) eszköz rendelkezik NTC-hőérzékelő csatlakoztatási lehetőséggel, mint pl. a bináris bemeneti modulok, redőnyvezérlők, kapcsoló modulok stb.

2a,b,c. ábra: A beavatkozó modulok száma kicsit kevesebb, inkább univerzális eszközök, de a szokásos épület- gépészeti elemekhez jól illeszthetők.

A fentiekből látható, hogy viszonylag sokféle lehetőségből választhatunk hőmérsékletméréshez eszközt, mely rugalmassá teszi a rendszert, tehát még inkább testre szabható, és a megrendelő (és az épületgépész kolléga) igényei szerint alakítható.

A beavatkozó modulok száma kicsit kevesebb, inkább univerzális eszközök, de a szokásos épületgépészeti elemekhez jól illeszthetők (2. ábra).

1. Relés kimeneti modul (1-2-4-12 relékimenettel) – kazánok kapcsolására és kétállású termoszelep-mozgatók vezérléséhez, mely általában 24 V DC vagy 230 V AC működésű.
2. Termofej-vezérlő, mely hőérzékelőt is tartalmaz.
3. Digitális-analóg konverter, 0-10 V vagy 1-10 V kimenettel folytonos szabályozású termoszelep-mozgatókhoz.

A centralizált rendszereknél a teljes program a központi egységben tárolódik el, és itt dől el a működés algoritmusa, logikája is.

A központi egységbe érkeznek a mért hőmérséklet adatai, ahol az általunk előre beállított programnak (más néven szabálynak) megfelelően a központ a kommunikációs buszon át utasítja a kimeneti beavatkozó eszközöket, vagyis indítja a kazánt, állítja a fűtési kör szelepét stb. Tehát az általunk megadott programtól függ a működés, ami nem kis felelősséget is jelent egyben, hiszen egy család téli melegét kell biztosítania a rendszernek. Nem véletlen, hogy egy felhasználóbarát épületautomatizálási szoftver a fűtés/hűtés beállítására szolgáló programrészt készen biztosítja a programozónak, így lecsökken a hibázás, tévesztés lehetősége. A vizsgált rendszer szoftverének fűtés/hűtés beállításra szolgáló felületét mutatja a 3. ábra.

A szoftverben egy fűtési körhöz a következőket lehet, illetve kell beállítani:

1. A fűtési kör elnevezhető, pl. nappali.
2. A hőérzékelő kiválasztása – az ábrán egy digitális szobatermosztát, persze „buszos”.
3. Az adott fűtési kör szelepének vezérlő reléje.
4. A kazán indító reléje.
5. Megadható egy hőérzékelő a fűtési kör hatáskörében, ami egy „vészszintet” képvisel. Ez lehet pl. a nappaliban lévő egyik nyomógomb- szerelvény. Hozzárendelhető egy maximum hőmérséklet, melynek túllépésére riasztási és biztonsági események kezdeményezhetők, és megadható az is, hogy mi történjen, ha a rendszer túlfűtött állapotból visszatér.
6. Ugyanehhez a körhöz beállíthatók a hűtésvezérlés kimenetei is: szelep- és klímaindítás, miközben a hőérzékelő és a beállító ugyanaz.
7. Kiválasztható a hőmérséklet beállítására szolgáló eszköz, ha van ilyen a fűtési kör terében – ez ugyanis nem kötelező. Működtethető a fűtési kör egy nyomógombos szerelvény hőérzékelője által – mérve a központi egységben meghatározott ütemezés szerint is.
8. Megadható a szabályozás hiszterézise.
9. Ütemezés, időprogram rendelhető az adott fűtési körhöz, hasonlóan a hagyományos digitális szobatermosztátokhoz (4. ábra). Az ütemezésnél négy üzemmódra adható meg hőmérsékleti érték. A „Minimum” – „Csökkentett” – „Normál” – „Komfort” üzemmódok választhatók ki a család életvite-léhez igazodó időtartományokhoz.

Természetesen lehetőség van analóg bemenet (pl. hőmérséklet) és analóg kimenet (pl. 0-10 V-os szelepmozgató) összerendelésére is, ha a szabályozás folytonos működésű szelepmozgatóval történik.

Az épületautomatizálási rendszer a fűtésen kívül sok más funkcióval is rendelkezik, melyek összehangolhatók a fűtéssel. Ilyen például az ablak nyitásérzékelője, ami mint riasztó- érzékelő szerepel a rendszerben, de elláthatja azt a feladatot is, hogy ablak nyitásakor lekapcsolja az adott fűtési kört. A rendszer GSM-modulján keresztül sms-ben vagy „térítésmentesen”, csöngetéssel kapcsolhatjuk a fűtést, ha például a gyerek hamarabb ment haza. De a GSM arra is használható, hogy jelzéseket, üzeneteket kapjunk a rendszer állapotáról vagy esetleges kritikus eseményeiről – fűtésnél, pl. ha túlfűtés van, vagy nagyon alacsony a hőmérséklet.

3. ábra: A vizsgált rendszer szoftverének fűtés/hűtés beállításra szolgáló felületét mutatja az ábra.

Ma már nem irreális elvárás, hogy az Interneten keresztül is elérhető, sőt beállítható vagy programozható legyen a ház működése, akár egyszerűen a webböngésző segítségével is. Hasonlóképpen már-már természetes, hogy tábla PC-ről vagy mobiltelefonról is lehetséges a működtetés. Csak hab a tortán a multimédiás rendszerekben rejlő további lehetőség, ami már szintén rendelkezésre áll, történetesen az, hogy a nappali plazma TV képernyőjén egy giroszkópikus egérrel navigálva ellenőrizzük, vezéreljük a házunkat.

4. ábra: Ütemezés, időprogram rendelhető az adott fűtési körhöz, hasonlóan a hagyományos digitális szobatermosztátokhoz.

 Az épületautomatizálási rendszerek megismerése, programozása nem ördöngösség, de komoly szakértelmet igényel, hiszen családok, irodák, ipari létesítmények, intézmények stb. napi életének része lesz. Éppen ezért néhány gyártó ún. rendszerpartnereket képez, akik képesek lesznek teljesen menedzselni az adott rendszert.

Az oktatás mellett szükség van erős műszaki háttértámogatásra is, melyet szintén a gyártók kötelessége biztosítani, ezért nem mindegy, milyen rendszerre állunk rá, melyikben merülünk el hosszabb távon. Az épületautomatizálás egy gyorsan fejlődő terület, melynek isme-rete növeli a vállalkozás külső megítélését, előnyt jelent verseny-helyzetekben. Csak ajánlani tudom az ismerkedés mihamarabbi megkezdését.

---