Rádiófrekvenciás vezérlés VII.
2012/10. lapszám | Porempovics József | 8889 |
Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az ősz beköszöntével esténként olykor már fűteni is kell. Ilyenkor szembe- sülünk azzal, hogy bizony a fűtési rendszerünkről a meleg nyári napokon megfeledkeztünk. Itt nem csak a karbantartásra, hanem a korszerűsítésre is gondolok, hiszen télen tapasztaljuk meg a rendszer hiányosságait, felállítjuk a különböző teóriákat a javításra, és elvi síkon akár meg is oldjuk azt valamilyen szinten, a gyakorlati megvalósítás pedig elmarad.Talán azért is, mert az elképzelt megoldás bonyolultnak, drágának tűnik, lassú a megtérülése, nem beszélve a fúrás-faragás-vésés utáni helyreállítási munkákról, amit az ellenségünknek sem kívánunk. Az épületgépészeti átalakítások mellett legtöbb esetben villanyszerelési munkákra is szükség van, amikor a vezérlések, szabályozások is módosításra, esetleg teljes átalakításra kerülnek a hatékonyság és az energiatakarékosság érdekében. A fűtési rendszer rádiófrekvenciás működtetésének lehetősége egy kézenfekvő megoldás, ha vannak hozzá megfelelő eszközök és megoldások . Nincs vezeték (vagy csak minimális), és szinte azonnal bevethető.
Ehhez próbál segítséget, megoldási variációkat adni a cikksorozat utolsó írása. A korábbi „irányítástechnikai hétköznapok” cikksorozatban volt már szó az RF fűtésvezérlésről. Most kibővítve és összefoglalva mutatjuk be a különböző lehetőségeket, melyek gondolatébresztőként szolgálhatnak egy-egy projekt megvalósításához. Amire szükségünk van egy fűtésvezérlésnél: hőmérsékletmérés – beállítási, programozási felület – beavatkozás, vagyis a kazán és/vagy a fűtőkör(ök) kapcsolása.
A legegyszerűbb: egy termosztát, egy kapcsolás, kazánindítás
Jellemző: Az egyetlen termosztát a lakás olyan pontján van telepítve, ahol átlagos hőmérséklet mérhető; a fűtőkörök nincsenek szétosztva; a termosztát a kazánt indítja, ami minden hőcserélőt (radiátort) ellát meleg ví zzel a saját szelepének kézi beállítása szerinti átfolyással (puffertartályt most nem veszünk figyelembe, és később sem!). Természetesen az ilyen jellegű megoldásnak nem sok értelme van, ha már régen vezetékkel kapcsolódik a termosztáthoz a kazán. Alkalmazására akkor lehet szükség, amikor az eddigiektől eltérő, pl. gáz, elektromos vagy más, alternatív fűtési módszerre állnak át (akár párhuzamosan a meglévő, p l. vegyes tüzelésű rendszerrel). Meglévő gázfűtésnél is jó szolgálatot tehet, ha nem csak a már telepített, egyetlen helyen mérő hagyományos szobatermosztát alapján szeretnének szabályozni, hanem másik helyiség hőigénye szerint is. Ebben az esetben ki kell találni a működési logikát, illetve a prioritásokat, de legegyszerűbb, ha párhuzamosan (logikai VAGY kapcsolatba) kötjük a kimeneteket (fázishelyesen!), és bármelyik indíthatja a kazánt. Így a kazán addig megy, amíg az utoljára felfűtött helyiség szobatermosztátja ki nem kapcsolja.
2. ábra. Amikor maga a szobatermosztát eleve rádiófrekvenciás, nincs sok tennivaló, csak össze kell hangolni, tanítani az aktorral, és már működik is. 1. RF szobatermosztát 2. RF kapcsoló aktor (vevő); 3. kazán
Egyik egyszerű megoldás (1. ábra), amikor hagyományos analóg vagy digitális szobatermosztát kerül felszerelésre, melynek potenciál-független kimenetét (csak relés jöhet szóba) egy univerzális RF adóra kötjük. Az RF adót egy kapcsoló aktorral tanítjuk össze, még- pedig nyomógombkövető üzemmódba, hiszen amíg meleg kell, és a termosztát kimenete zár, addig a kazánnak is fűtenie kell. A nyomógombkövetést nem minden aktor ismeri, jellemzően a többfunkciós vevők egyik választható funkciója ez. Az aktor reléje csak addig zárt, amíg a termosztát reléje is zárt állapotban van, vagyis követi, „lemásolja” az adó bemenetének állapotát. Másik lehetőség, amikor maga a szobatermosztát eleve rádiófrekvenciás (2. ábra). Itt nincs sok tennivaló, csak össze kell hangolni, tanítani az aktorral, és már működik is. Bekötéssel és tanítással együtt néhány perc. Vannak programozható és csak beállítható LCD kijelzős RF szobatermosztátok, ez utóbbiak az analóg termosztátokhoz hasonlóan működnek, csak éppen LCD kijelzőjük van (eredetileg központon keresztül történő szabályozásra készültek).
Osztott fűtőkörök szabályozása központi RF vezérlővel
Lényegesen jobb hatásfokkal és takarékossággal üzemeltethető a fűtési rendsze r, ha épületgépészetileg helyiségenkénti fűtőkörökre van osztva a lakás. A feladat ekkor az, hogy minden helyiségben mérjük a hőmérsékletet, az RF központ megkapja az adatokat, ott az időprogram alapján adja ki a szükséges parancsokat: az aktorok működtessék a megfelelő helyiség termoszelep-mozgatóját, és az kapcsolja a kazánt. Az osztott fűtőkör egyik alapverziója maga a radiátoros fűtési rendszer, hiszen a radiátorok gyakorlatilag szobánkénti hőcserélők. Másik változat, amikor ténylegesen egy vagy néhány osztó-gyűjtő által rendezve van kiépítve a rendszer. A rádiófrekvenciás megoldás lehetőségei kissé eltérnek a két kiépítésnél. Az eltérés az, hogy radiátorosnál radiátoronként kell felszerelni a termoszelepet mozgató kapcsoló aktort, míg az osztó-gyűjtős rendszernél osztó-gyűjtőnként, de tipikusan egy helyen lehetnek az aktorok és a szelepmozgatók.
Radiátoros rendszer
A 3. ábrán leegyszerűsítve négy helyen (szobában) mérjük a hőmérsékletet, de a lehetőségek bemutatása érdekében négyfajta hőmérsékletérzékelésre is alkalmas rádiófrekvenciás eszközzel. Az eszköz típusát az adott fűtési kör lehetőségei határozzák meg, de nyilván a legkedvezőbbet kell választani. Az érintőképernyős központi vezérlő gyárilag megadott időközönként kapja meg RF kódcsomagban minden hőérzékelő adatát. A központban előre programozott ütemezés alapján eldől, hogy kell-e indítani a kazánt és az adott fűtőkörhöz tartozó radiátort. Amennyiben igen, akkor megtörténik az RF parancscsomagok kiadása, és elindul a fűtés. A radiátorok lekapcsolása értelemszerűen szintén a szabályozási lánc állapota alapján történik, mint az is, hogy a kazánt csak akkor lehet kikapcsolni, ha már egyik fűtési kör sem kér meleget. A 3. ábra első „hőmérője” egy RF szobatermosztát LCD kijelzővel, fali szerelvény kivitelben, mely esetleg dobozt sem igényel, sík felületre rögzíthető, és elemmel működik. Programot nem tárol, csak kijelzi a hőmérsékletet és a működési állapotot, illetve lehetőséget ad a hozzárendelt fűtési kör hőmérsékletének ideiglenes módosítására. Célszerűen nem korlátlanul, csak pl. ±10 °C tartományban. Ez a termosztát a központban van párosítva a hozzá tartozó fűtési kört kapcsoló aktorral.
3. ábra. Az ábra „első hőmérője” egy RF szobatermosztát LCD kijelzővel, fali szerelvény kivitelben, mely esetleg dobozt sem igényel, sík felületre rögzíthető és elemmel működik. 1. RF szobatermosztát; 2. RF kapcsoló aktor hőérzékelővel; 3. RF kapcsoló aktor hőérzékelővel 4. Beépített hőérzékelő; 5. RF hőmérsékletadó; 6. Beköthető hőérzékelő; . RF kapcsoló aktor (vevő) 8. RF kapcsoló aktor (vevő)
A második termosztát szintén lakásszerelvény jellegű, de a hőmérséklet mérésén és továbbításán túl relékimenetként is működik, tehát aktor funkciója is van, így a központban saját reléjével párosíthatjuk, nincs szükség külön aktorra (de lehetséges külön aktorral is párosítani). Egy eszközben mérünk (beépített és külső érzékelővel) és beavatkozunk. Itt már hálózati feszültség szükséges, ami tápfeszültségként szolgál, és vezérlő feszültségként is, amennyiben a szelepmozgató 230 V AC tápot igényel. A harmadik termosztát kötő- vagy szerelvénydobozba építhető kivitelben van, tehát elrejthető. Hasonlóan az előzőhöz, hőmérsékletérzékelő (külön bekötéssel) és aktor egyben. Párosítás lehet a saját aktora vagy külön aktor. Szintén szükséges a hálózati feszültség odavezetése. A negyedik eszköz „csupán” kétérzékelős RF hőmérséklet-távadó, nincs saját aktora, tehát külön-külön kapcsoló aktorokkal kell párosítani, ha pl. a beépített a szoba hőmérsékletét méri, a bekötött külső pedig a padlóét. Aktorként főként a többfunkciós kapcsoló aktorok jönnek számításba, ha nem az eszköz sajátja van használva.
Osztó-gyűjtős rendszer
Az egy vagy több helyre központosított melegvíz-elosztókkal rendelkező rendszereknél a fenti termosztátok közül leginkább az LCD-s szobatermosztát és a kétérzékelős, „mini” tokozású eszköz jön szóba, mert a másik kettőnél nem lehet kihasználni a beépített reléket. Nagy előny viszont, hogy aktorként nagyobb csatornaszámú, tehát több relé-kimenettel rendelkező eszköz építhető be, mivel jó esetben egyetlen helyen, az osztó-gyűjtők közelében megoldható a fűtőkörök külön-külön kapcsolása. A 4. ábra ilyen rendszer egy lehetséges vázlatát mutatja, szintén a központi RF vezérlővel, mint beállító és döntéshozó eszközzel.
4. ábra. Osztó-gyűjtős rendszer lehetséges vázlata, szintén a központi RF vezérlővel, mint beállító és döntéshozó eszközzel. 1. RF szobatermosztát; 2. További RF érzékelők; 3. Beépített hőérzékelő; 4. RF hőmérsékletadó; 5. Beköthető hőérzékelő; 6. RF kapcsoló aktor (vevő); 7. Kazán; 8. 6-csatornás RF kapcsoló aktor; 9. 6x kapcsolójel az osztó-gyűjtő szelepmozgatói felé.
Gyorsan és frappánsan: radiátoros rendszer átalakítása még egyszer
Kicsit visszakanyarodva a radiátoros rendszerekhez, bemutatok egy nagyon gyorsan telepíthető megoldást, mely az eddigiekkel szemben semmilyen vezetékezést nem igényel. Az RF központi vezérlő továbbra is a szokásos feladatát látja el itt is (5. ábra), de a hőmérséklet érzékelését, a radiátor termoszelepének vezérlését és mozgatását egyetlen eszköz végzi el. Mindezt elemes tápfeszültségről (pl. 2×1,5 V AA). Tehát RF hőérzékelő+RF kapcsoló aktor+szelepmozgató egyben. Nincs más tennivaló, csak termoszelepekre cserélni a régi radiátorszelepeket (melyek már amúgy is korrodáltak!), felpattintani rájuk az elemmel működő termofej-vezérlőt, az RF központban beállítani szobánként a napi-heti programokat és elvégezni az elmaradhatatlan próbaüzemet. Persze a kazán működtetéséhez be kell építeni egy kapcsoló aktort. A kazán sajnos a legtöbb esetben alagsorban, pincében vagy más, elkülönített helyiségben található, ezért előfordulhat, hogy rádiófrekvenciás szempontból árnyékoló építészeti megoldásba ütközünk. Tipikusan ilyen a vasbeton monolit födém, melyen át egyáltalán nincs vagy nagyon gyenge a térerő (ezt egy jó központ képes tesztelni és mérni). Ebben az esetben a már rég ebbi, RF eszközöket is taglaló cikkekben is említett megoldásokkal célszerű próbálkozni:
- Megfelelő hely keresése az adónak és/vagy a vevőnek, ami nem csak azt jelentheti, hogy másik helyre visszük, hanem azt is, hogy az adott helyen változtatjuk a pozícióját (pl. a fal kiálló sarkának egyik vagy másik oldalára helyezve egy adót, maga a fal jelenthet csillapítást, ha rajta át kell küldeni az RF jelet).
- Külső antennás vevők használata (mivel sok eszköznél az elektronikát is hordozó nyomtatott áramkörön van kialakítva az antenna).
- Végső esetben kisebb vezetékezés a pincében, hogy a vevő aktort „helyzetbe” hozzuk.
- Az RF rendszerek rendelkeznek jelismétlővel (repeater), mely elsősorban hatótávolság növelésére készül, de jó szolgálatot tehet ebben az esetben is. Az alagsor vagy pince lejárójába telepítve esetleg elérhető, hogy a jelismétlő rádiófrekvenciás szempontból „lássa” az adót is és a vevőt is, miközben az adó nem „látja” a vevőt”. Így létre is hozható a kapcsolat.
GSM, Internet
Természetesen lehetséges, amit az alcím sugall. Jól ismertek a relét működtető GSM kommunikátorok, de sajnos nem ismerik a kis hatótávolságú RF rendszerek protokollját. Hacsak nem olyan RF rendszert választunk, ahol nemcsak a kommunikátor saját reléi vezérelhetők SMS-sel vagy csengetéssel, hanem a lakás többi, egyébként ISM sávú aktorai is. Sőt, nem hátrány az sem, hogy bemenetek állapotáról is kaphatunk visszajelzést a mobiltelefonunkra. Fantáziánk azonnal működésbe lép: pl. télen, ha messziről érkezünk haza, bekapcsolhatjuk a fűtést (kiépítéstől függően akár adott szobában is), hogy ne hideg ház várjon (persze nem csak a fűtés érhető el – lásd előző cikkek). Útközben visszajelzést is kaphatunk arról, hogy bekapcsolt a rendszer, és akár arról is, hogy a felfűtés megtörtént. Hasonlóan megoldott már egy rendszeren belül a LAN-RF átjárás. Egy ilyen eszközt bekötve a helyi Ethernet hálózatba, máris PC-ről vezérelhetjük aktorainkat. Ha a feltételek adottak, akkor természetesen az internetről is, ha már a hálózatban van.
5. ábra. Az RF központi vezérlő továbbra is a szokásos feladatát látja el itt is, de a hőmérséklet érzékelését, a radiátor termoszelepének vezérlését és mozgatását egyetlen eszköz végzi el. 1. RF kapcsoló aktor (vevő); 2. kazán
Remélem, a cikksorozattal sikerült rálátást adni a rádiófrekvenciás rendszerek használatára és alkalmazására. Kérdésekre szívesen válaszolok a szerkesztőségen keresztül. Köszönöm megtisztelő figyelmüket!