Irányítástechnikai hétköznapok XII. - Fűtés átalakítás - Rádiófrekvenciás fűtésvezérlés
2011/10. lapszám | Porempovics József | 6898 |
Figylem! Ez a cikk 14 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az őszi napsütés javában kényeztet minket, talán eszünkbe sem jut a téli hideg, pedig lassan, de biztosan közeledik. Érdemes idejében átnézni, átnézetni a fűtési rendszert, vagy akár átépíteni, átépíttetni a hagyományos szabályozásunkat valamilyen jo...
Az őszi napsütés javában kényeztet minket, talán eszünkbe sem jut a téli hideg, pedig lassan, de biztosan közeledik. Érdemes idejében átnézni, átnézetni a fűtési rendszert, vagy akár átépíteni, átépíttetni a hagyományos szabályozásunkat valamilyen jobb hatásfokú megoldásra. Az esetleges felújítástól azt várjuk, hogy kímélje pénztárcánkat, no meg természetesen meleg is legyen a lakásban. Az átépítés gépészeti és nem utolsósorban villamos jellegű szakértelmet igényel. A cikkben szereplő leírások inkább ötletadó részleteket tartalmaznak, mint komplett megoldásokat.
A jól ismert és viszonylag egyszerű hagyományos szabályozási megoldásokkal most nem foglalkozunk részletesen: a legtöbb lakás úgy működik, hogy egy szobatermosztát indítja a kazánt, legtöbbször együtt a keringtető szivattyúval. Sok függ a kazántól és az épületgépészet szakszerűségétől, de ezzel sem foglalkozunk, csak a szükséges mértékben: feltételezünk egy átlagos rendszert. Sokkal érdekesebb, amikor egy meglévő radiátoros vagy padlófűtésű szabályozást kell vagy szeretnénk korszerűsíteni – fűtőkörönként vagy szobánként szabályozhatóvá téve. Radiátoros fűtésnél termosztatikus radiátorszeleppel ez nyilván könnyedén megoldódik, viszont a kazánt valamivel el kell indítani. Persze van megoldás erre is, mely lehet akár a célnak megfelelő is, de mégsem lesz teljes körű így a szabályozás. Padlófűtésnél már más a helyzet, legtöbbször állandó, kis hőmérsékletű vizet keringtetnek, és központi osztó-gyűjtőkbe futnak a csövek.
A korszerűsítés alapfeltétele az, hogy a fűtési körök külön-külön leválaszthatók legyenek a rendszerről, miközben a kazán indítását bármelyik szoba vagy kör hőérzékelője kérheti. Radiátoros fűtésnél a gépészeti átalakítás ebben az esetben nem kevés átszerelvényezést igényelhet.
Az egyszerűbb lehetőség az, amikor minden radiátorra termoszelep és elektronikus szelepmozgató kerül. Ilyenkor „csak” a termoszelep beszerelése jelent némi nehézséget. Kicsit nagyobb költséggel és valószínűleg fúrás-faragással jár, ha ún. osztó-gyűjtőt szerelnek fel, ahová csatlakoznak a radiátorok előre-menő és visszatérő ágai. A radiátorok elhelyezkedésétől függően akár két-három ilyen osztó-gyűjtő is felkerülhet, hogy ne kelljen messzire vinni az egyes radiátorok csöveit. A lényeg, hogy olyan osztó-gyűjtőket építsenek be, melyek eleve termoszeleppel vannak szerelve (általában a gyűjtőágban), amire felrögzíthető az elektromos szelepmozgató.
Megjegyzendő, hogy további hozadéka az osztó-gyűjtős átépítésnek, hogy a hagyományos vascsövek is kicserélődhetnek korszerű, többrétegű vékony műanyagcsövekre, így kevesebb víz kering majd a rendszerben, és nincs korrózió! A fűtőkörönkénti szabályozás villamos részének megvalósítására szintén több lehetőség kínálkozik.
Egyik a vezetékes rendszer, melyet azonnal el is vethetünk, hiszen senki nem szeretne vezetékcsatornákat látni a szobájában – és ez még csak az esztétikai szempont! A szobánkénti szelepmozgatók vezérlésén túl meg kell oldani azt is, hogy a kazánt bármelyik szobatermosztát el tudja indítani. Belátható, hogy a sok vezeték, a huzalozott logikai kapcsolatok és relék bonyolítják a rendszert, és ez egyáltalán nem nevezhető korszerűnek. Legkorszerűbb az épületautomatizálási rendszer lenne, de csak a fűtésre beépíteni nem túl költséghatékony, viszont a többi funkcióját, lehetőségét is kihasználva már van értelme elgondolkodni rajta (lásd az előző lapszámot – redőnyvezérlés). A rovat következő megjelenésében terveim szerint erről is lesz szó!
 |
Összefoglalva, a kiindulási feltételek a következők.
1. Hőmérsékletmérés szobánként vagy fűtőkörönként.
2. Osztó-gyűjtőn leválasztható radiátorok vagy fűtőkörök (termoszelep + szelepmozgató) – a szelepmozgatók alaphelyzetben zártak, tehát feszültség hatására nyitják ki fűtésre a termoszelepeket.
Három megoldással foglakozunk.
1. Szobánként analóg beállítás, időprogramozás nélküli rendszer.
2. Szobánként digitális termosztátok, szobánkénti időprogramozással.
3. Központosított (centralizált) működés és programozás (főleg állandó keringtetéssel működő rendszerekhez). Mint említettem már, a teljesen vezetékes megoldásokkal most nem foglalkozunk! A kazánindítást és a szelepmozgatók vezérlését, valamint a központosított rendszer hőmérséklet-érzékelését vezeték nélküli, rádiófrekvenciás kommunikációval oldjuk meg.
Vegyük sorra az egyes megoldásokat!
■ 1. Analóg szoba- termosztátos RF-fűtés
a. Hőmérsékletmérés:
Analóg rendszer lévén fűtőkörönként (szobánként) elhelyezett analóg szobatermosztátokkal. A szobatermosztát záró kontaktusa egy univerzális RF-adómodul bemenetére csatlakozik. Záráskor – amikor fűtést kér a szoba – kiadja a „bekapcsoltam” RF-jelcsomagot, bontáskor – amikor a szoba hőmérséklete elérte a beállított értéket – a „kikapcsoltam” jelcsomagot.
b. Beavatkozás Szelepmozgatók:
a 230 V AC (vagy 24 V) működésű szelepmozgatók az osztó-gyűjtőre vannak szerelve. Minden szelepmozgatóhoz tartozik egy rádiófrekvenciás működtetésű relékimenet.
 |
Kazán: a kazán indításához is tartozik RF-relés kimenetű aktor. A több helyről történő indítás miatt sajnos minden szobatermosztáthoz – tehát minden univerzális adóhoz – szükséges egy-egy RF-relés kimenet, vagyis logikai VAGY kapcsolatot kell megvalósítani, ha bármelyik szobatermosztát fűtést kér, az bekapcsolja a kazánt. Ha csak egy is kikapcsol, mert a szoba elérte a kívánt hőmérsékletet, a kazánnak tovább kell működnie, hiszen még van szoba, amelyik kéri a fűtést, ezért egy vevő aktorral nem lehet megoldani a kazán vezérlését. Fizikailag ez annyit jelent, hogy az egyes szobák kazánindító relékimeneteit párhuzamosítani kell, így a kazán addig megy, míg az utolsó fűtőkör ki nem kapcsolja.
c. Vezérlési folyamat: amikor az adott szoba kéri a fűtést, az analóg szobatermosztát kontaktusa záródik. A kontaktus zárása az univerzális RF-adómodult indítja, mely kiadja a „bekapcsoltam” jelcsomagot. A kazán RF-reléje, amelyik ehhez a csatornához van rendelve, veszi a jelcsomagot és bekapcsolja a kazánt, ha addig nem ment volna egy másik fűtőkör miatt. A szobához tartozó szelepmozgató RF-reléje szintén veszi ugyanezt a jelcsomagot, így a kimenet feszültséget kapcsol a szelepmozgatóra, ami kinyitja a termoszelepet – tehát megy a kazán, és elindul a fűtés az adott radiátorral.
 |
■ 2. Digitális szoba- termosztátos
RF-fűtés Különbség az analóg rendszerhez képest csak abban van, hogy digitális szobatermosztátokat használunk. A digitális szobatermosztátok azt az előny biztosítják, hogy szobánként, a helyszínen beállíthatók az időprogramok, így a működés automatikus lesz, nem kell állandóan átállítani a hőmérsékletértékeket. Az itt tárgyalt rendszer kontaktus-kimenetű termosztátokkal működik, ezért vásárláskor nézzük meg, nehogy triak- kimenetűt vegyünk!
A fentieket az 1. ábra foglalja össze – egy 6 fűtőkörös rendszert bemutatva.
Látható, hogy az analóg és digitális szobatermosztátok vegyesen is használhatók. A kazánindításhoz szükséges logikai VAGY kapcsolatot diódákkal lehet a legegyszerűbben megoldani. A relé addig van behúzva, ameddig bármelyik RF-kimenet bekapcsolt állapotban van. Ha távol van a kazán az osztó-gyűjtőtől, akkor ezzel a kimeneti relével egy újabb univerzális adó működtethető, a kazán közvetlen kapcsolásához pedig egy relés vevőmodult (aktort) lehet beépíteni.
■ 3. Központosított RF-fűtésrendszer (nem épületautomatizálási rendszerrel!)
A központosított vezeték nélküli RF-fűtési rendszer előnye, hogy a fűtés (vagy hűtés) vezérléséhez szükséges hardver és szoftver eleve, gyárilag rendelkezésre áll, kevesebb eszközt és huzalozást igényel, mint az eddig tárgyalt rendszerek. Mivel tartalmaz egy központi RF-vezérlőt, további rádiófrekvenciás vezérlések is megoldhatók vele – akár időprogrammal is –, mint pl. fogyasztók kapcsolása, redőnyök mozgatása, fényerő-szabályozás, PIR vagy nyitásérzékelők felhasználása stb.
Másik nagy előnye, hogy a kiadott RF-parancsok vételét és végrehajtását ellenőrzi, ami azt jelenti: ha vette és végrehajtotta a vevő aktor a parancsot, akkor visszaküld egy „végrehajtva” jelcsomagot a központnak. A fűtés/hűtés vezérlésének szempontjából további előny, hogy a hőmérsékletérzékeléshez, illetve a hőmérséklet beállításához több eszköz is rendelkezésre áll, rugalmasabbá téve a felhasználás lehetőségeit. Nézzük sorban a rendszer egyes elemeit.
 |
a. Hőmérsékletmérés:
ahogy már említettem, több eszközből választhatók ki az adott fűtőkörhöz leginkább megfelelők.
■ RF-hőmérséklet-adómodul: beépített és csatlakoztatható érzékelő egy eszközben, kapcsoló mögé vagy kötődobozba szerelhető kivitelben (MINI tokozású).
■ RF-kapcsoló aktor, hőmérsékletérzékelő bemenettel: egy eszközzel megoldható a szoba hőmérsékletének mérése és a szelepmozgató működtetése. Kétféle kivitelben létezik MINI tokozással és sorolható szerelvénytípusban. A szerelvény- típus hagyományos kapcsoló méretű, két szabadon felhasználható RF-nyomógombbal (csatornával) is rendelkezik.
■ Szerelvénytípusú RF-szobatermosztát: használata elkerülhetetlen, ha a helyszínen, az adott szobában gyakran kell beavatkozni, átállítani a hőmérsékletet. LCD-kijelzőjén megjelennek a szükséges információk, két nyomógombjával korrigálhatók az éppen futó fűtési üzemmód beállításai.
b. Beavatkozás
■ Ha a rendszer nem állandó keringtetéssel működik, akkor a kazán indítása az előzőekhez hasonlóan történhet, tehát a szelepmozgatók működtetése is megoldódik.
■ Állandó keringtetésnél csak az adott fűtőkört kell kapcsolni a megfelelő szelepmozgató vezérlésével, így a diódás áramkör kihagyható.
c. Vezérlés
A teljes működést a központ vezérli. Ide érkeznek rendszeresen az egyes fűtőkörök hőmérséklet értékei a rádiófrekvenciás érzékelőktől. A vizsgált RF adó-vevő központ érintőképernyős, és saját menüvel rendelkezik a beállításokhoz, így nem igényel számítógépet és külön szoftvert a felprogramozáshoz. Magyar menüjében fűtőkörönként lehet beállítani a szükséges időprogramokat. A 2-4. ábrákon néhány képet láthatunk a beállításokról.
Remélem, sikerült „beindítani” fantáziájukat, és, mint ötletadó, a leírtak teljes vagy részleges felhasználásával könnyedén kiépíthetik saját vagy megrendelőjük által igényelt vezeték nélküli fűtési rendszerüket. A következőkben várom a tisztelt olvasót, hogy átnézzük mindezt vezetékes épületautomatizálási rendszerrel megvalósítva. Addig is jó ötletezést kívánok egy kellemesen meleg szobában!
