Ülevaade katla juhtimisseadmetest – soojuse juhtimine

Küte on üks tähtsamaid süsteeme, mis tagab mitte ainult mugavuse, vaid ka elu ruumis. Ehitustööstuses moodustab just kütte- ja kuumaveesüsteemi projekteerimine ja paigaldamine suure osa kuludest. Ei ole odav ja lihtne kasutada. Mida keerulisem on küttesüsteem, seda rohkem on aga võimalusi, kuidas vähendada tegevuskulusid, ilma et see kahjustaks mugavust.Katla juhtimisseadmed koosnevad erinevatest elektroonilistest komponentidest ja osadest koosnevast kompleksist. Võtame näiteks gaasikatelde juhtimiseks kasutatavad põhikomponendid.Keskendume ainult nendele komponentidele, mis on vajalikud katla reguleerimiseks: kasutaja jaoks on olulised omadused, mitte süsteemid ja nende konstruktsiooni üksikasjad.

KESKJUHTIMISMOODUL

Seadme nimetus on tootjati erinev, kuid põhiidee on sama: see võimaldab küttesüsteemi toimimist. Teiste elementide olemasolu ja arv sõltub süsteemi keerukusest, kuid keskne moodul peab igal juhul olema – see on omamoodi “aju”. Siia on ühendatud muud komponendid: andurid, regulaatorid, ohutus- ja juhtimisseadmed.

Enamiku seinale ja põrandale paigaldatud katelde puhul on juhtimismoodul paigaldatud otse seadme külge. Paljudel juhtudel paigutatakse moodul sobivasse kohta – katlaruumi seinale või ruumi – sobivate kaablite šveitsi abil.

Mida võiks mahlapress “teha”?? Kui see on midagi väärt. Paljas miinimum – põleti, ohutussüsteemide, vähemalt ühe kütteahela ja soovitud temperatuuri reguleerimine. Kuid ainult mõnel madala võimsusega seinale paigaldataval gaasikatlal on selline funktsioonide kogum “ühe või kahe ruumi jaoks”. Keerulisemad juhtumid nõuavad ka keerukamat moodulit. Laskumata tehnilistesse üksikasjadesse, võime loetleda peamised ülesanded ja seadmed, mida saab teoreetiliselt mooduliga ühendada.

Küttesüsteem võib olla madala või kõrge temperatuuriga või kombineeritud , ühe või mitme ahelaga, eri tüüpi pumpadega vedelike pumpamiseks, erinevate juhtimisanduritega me ei hakka siinkohal nende eripärade juures peatuma: elementide arv ja tüüp sõltub katla, põleti ja süsteemi enda konstruktsioonist ja omadustest . Võimalik on ühendada täiendavaid andureid ja ruumi kontrollereid, mida selgitatakse hiljem. Sageli kasutatakse soojaveesüsteemi koos küttesüsteemiga, harvemini kasutatakse täiendavaid soojusgeneraatoreid: päikesekollektorid, soojuspumbad, kütteseadmed. Kõiki neid tuleb samuti kontrollida või vähemalt koordineerida.

On selge, et juhtimismoodulite keerukuse tase on kõigil neil juhtudel erinev. Üleliigseid funktsioone ei ole lihtsas küttesüsteemis tõenäoliselt vaja, kuigi keerukamates süsteemides võivad olla ka muud kui eespool loetletud seadmed. Isegi üsna lihtsate väikeste katelde puhul pakuvad tootjad mõnikord vähemalt kahte tüüpi hinnamooduleid, millest esimene on mõeldud enam-vähem tüüpiliste ülesannete täitmiseks, teine aga keerulisemate ja muidugi kallimate ülesannete täitmiseks. Keerulisemad moodulid on varustatud täiendavate väljunditega erinevate seadmete ühendamiseks ja eelkõige täiendavate juhtimismoodulitega. Sel viisil on võimalik ehitada mis tahes keerukusega süsteem, mis on vajalik.

Kaskadiküttesüsteemidele mitme katlaga on iseloomulik, et igas katlas kasutatakse juhtimismooduleid. Tavapärane lähenemisviis on määrata üks moodul masteriks, teised slaves’ideks. Slave-mooduleid saab tavaliselt käivitada ilma juhtpaneelita: iga katla puhul ei ole vaja käsitsi juhtida ja süsteemi ühist tööd saab juhtida master-moodul.

Kõik katla juhtimissüsteemid suhtlevad omavahel bussikaablite kaudu, kuigi võimalik on ka raadioside. Sideprotokollid on tootjati erinevad ja seetõttu on lihtsam loota süsteemi kõigi seadmete koostalitlusvõimele, kui elemendid on tellitud ja paigaldatud ühe tootja ja ühe paigaldaja poolt. Erinevate tootjate seadmeid ei ole alati võimalik omavahel kombineerida.

RUUMI JUHTIMISMOODULID

Ühe moodulist ei piisa mugavuse tagamiseks mitmes toas asuvas kodus. Vähemalt on mõistlik lisada veel mõned peamised eluruumid. Selleks on vaja ühendada ruumiregulaatorid baasmooduliga juhtmega või raadioühenduse kaudu. Tegelikult on need samad juhtimismoodulid, ainult vähemate funktsioonidega.

Lihtsaim võimalus on ruumitermostaat. Tavaline “twist-off”. Selle peamine puudus on seotud küttesüsteemi inertsusega: temperatuuri muutmise protsess võtab aega kuni mitu tundi. Enamik ruumitermostaate on keerulisemad. Enamikul juhtudel saab neid programmeerida nii, et need säilitavad temperatuuri automaatselt vastavalt etteantud programmile mida saab valida ka ilma keskseadet külastamata , ja neid saab ka käsitsi juhtida.

TEMPERATUURIANDURID

Iga küttesüsteemi üha keerukamaks muutuva süsteemi peamine eesmärk on tagada maksimaalne mugavus minimaalse soojusenergia tarbimise juures. Selleks on vaja temperatuuriandureid. Seetõttu on realistlik programmeerida süsteem automaatseks reguleerimiseks.

Külmakaitsefunktsiooni on kolme tüüpi: “vee järgi”, “temperatuuri järgi” ja “ilmastiku järgi”. Mida rohkem on reguleerimise võimalusi, seda säästlikum on tarbimine ja seda suuremad on mugavustingimused, kuid ka süsteemi hind tõuseb.

Me ei arvesta kütte ja sooja tarbevee temperatuuriandureid, kuna need on rohkem seotud katla juhtimissüsteemiga. Samuti on ilmne, et vee tarnimiseks teatud temperatuuril on vaja ajamit: pumpasid ja võimsuse regulaatoreid igas ringluses.

Lihtsaimat reguleerimismeetodit – “veega” – kasutatakse kõikides linnakorterites, kus on keskküttesüsteemid. Radiaatorid varustatakse veega ettenähtud temperatuuril; teoreetiliselt on igal radiaatoril regulaator kraan , kuid praktikas ei puutu seda keegi. Tegelikult on keskkatlamajas muidugi oma reguleerimissüsteem, kuid majast puudub praktiliselt igasugune tagasiside üürnikele; vee temperatuur on tsentraalselt määratud ja kasutaja ei saa seda reguleerida. Isegi kui ta hakkab hooldusfirmasse helistama ja vanduma, ei ole kindel, et ta mõistliku aja jooksul mingeid tulemusi saab. See määrus on väga inertsionaalne.

Kui süsteemi täiendatakse ruumitemperatuurianduritega, tekib võimalus kokkuhoiuks: kui seadistatud temperatuur on saavutatud, saab kütmist vähendada ja hoida seda seatud piirides, reguleerides vee temperatuuri ja võimsust igas ahelas. See on parem, kuid ainult siis, kui välistemperatuur ei muutu. Ka siin on süsteemi inertsus ja mida parem on isolatsioon, seda hiljem reageerib ruumis olev andur ruumitemperatuuri muutustele.

Kõige mugavam ja ökonoomsem viis on ilmastikukontroll. Süsteemi ühendatud väline temperatuuriandur. See tuleks paigutada välisseinale, eelistatavalt põhja- või loodepoolsele küljele, tuule ja otsese päikesevalguse eest kaitstud kohta. See andur reguleerib boileri veetemperatuuri vastavalt välistemperatuurile. Veelgi parem, kui välisandur töötab koos siseanduritega.

Andur ise on odav, juhtelektroonika ei ole liiga keeruline ja sellega on võimalik saavutada 20-30% kokkuhoidu.

SÜSTEEMI PROGRAMMEERIMINE

Täielik süsteem vajab pärast paigaldamist reguleerimist ja seda on kahel tasandil: teenindus- ja kasutajatasandil. Arvuti analoogia on siinkohal kõige asjakohasem: kõigepealt jäetakse tarkvara kokkupanek, paigaldamine ja silumine spetsialistile, seejärel antakse kasutajale juurdepääs, kuid ainult mõned enda jaoks olulised kohandused.

Kõigepealt peab hooldustehnik kontrollima, et kõik komponendid töötaksid koos. Tavaliselt on kogu vajalik püsivara juba paigaldatud “täidetud” moodulitesse. Mõned standardmoodulid vajavad täiendavat seadistamist konkreetsete töötingimuste jaoks, paljud seadistatakse automaatselt ilma kasutaja sekkumiseta. Edasine reguleerimine hõlmab kõigi elementide lubatud parameetrite vahemiku seadistamist nt kui süsteemis on madalatemperatuuriline kütteahel, siis seadistage selle temperatuuripiirang .

Selleks, et ühendada mugavus ja madalad kulud, on saadaval erinevad kütteprogrammid. Hinnanguliselt säästab toatemperatuuri vähendamine ühe kraadi võrra 5-7% kütteenergiast. Peamine viis säästa siinkohal on hoida igas ruumis optimaalset temperatuuri kui süsteem seda võimaldab vastavalt eelseadistatud programmile ja omada võimalust käsitsi reguleerida.

Soojusvajadus varieerub sõltuvalt kellaajast. Hommikul ja õhtul, kui kõik on kodus, on vaja mitte ainult soojust, vaid ka sooja vett. Öösel on parem vähendada temperatuuri mõne kraadi võrra. Mitu standardset kütteprogrammi on võimalik “eelprogrammeerida” – kasutaja peab ainult valima talle sobivaima programmi. Standardne kütteprogramm sisaldab ühte või mitut kütteprogrammi, kus madal ja kõrge temperatuur vaheldub kogu päeva jooksul, mõnikord on iga perioodi temperatuur erinev. Väga sageli juhtub, et tööpäeviti ei ole tööajal kedagi kodus ja nädalavahetustel on vaja teistsugust kütteprogrammi. Et vältida ümberprogrammeerimisega seotud vaeva, on paljud süsteemid võimelised “looma” ühe või mitu “iganädalast” kütteprogrammi.

Kui kasutatakse ilmastikutingimustest sõltuvat kütmist, on vaja konstrueerida ka temperatuurikõver, t. e. programmeerida vajalik katla veetemperatuur see määratakse kindlaks anduri abil, mis on paigutatud kuhugi süsteemi, tavaliselt katla sisse- või väljalaskeava juurde , sõltuvalt välistemperatuurist. Eeldades, et küte lülitatakse sisse temperatuuril alla 20 °C. See on kõvera esimene punkt.

Kui välistemperatuur langeb, on vaja rohkem soojust, kuid kui palju rohkem soojust on vaja, sõltub tingimustest, eelkõige hoone soojuskadudest: mida suurem on soojuskadu, seda suurem on kütmisvajadus. Tavaliselt on juhtseadme kontrollerisse salvestatud mitu sellist kõverat, millest saab valida vajaliku vastavalt rakenduse vajadustele. Kui kõver on valitud, seatakse katla veetemperatuur sellesse punkti, kus õhutemperatuur on piirkonna madalaim. Siinkohal lõpeb seade.

Lülitusajad ja temperatuurikõvera seaded saab tavaliselt programmeerida kasutaja või teeninduse tasandil. Mõned süsteemid võimaldavad lisaks standardsetele küttekavadele luua ka oma küttekavad.

Kütteprogrammid on eriti mugavad, sest need võimaldavad süsteemi tõhusalt töötada automaatrežiimil. Veelgi suurema mugavuse saavutamiseks on saadaval mitu seadistust. Enamikku neist saab hõlpsasti käsitsi juhtseadmest aktiveerida.

Talve/suverežiimi saab seadistada kas käsitsi või automaatselt ilmastikust sõltuva juhtimisega . Kui süsteem sisaldab sooja tarbevee ahelat, kulutab suvine režiim ainult tarbevee soojendamiseks tarbeveesilindris kasutatavat energiat; katla võib ka täielikult välja lülitada. Kui olete pikemat aega kodust eemal, võib olla mõistlik lülituda puhkuserežiimile, mis hoiab kütteahela madalal eelseadistatud temperatuuril

Soojavee lülitub välja. Loomulikult on külmumiskaitseprogramm eelisjärjekorras, see ei lülita katelt täielikult välja, kuid kütusekulu on palju säästlikum.

Mitmed tootjad pakuvad ka muid eelseadistatud programme, näiteks ajutist kütte väljalülitamist ventilatsiooni jaoks või “peo” režiimi, mis aktiveerituna pikendab kütmemugavust mõneks ajaks. Muud kättesaadavad juhtfunktsioonid sõltuvad süsteemi enda konfiguratsioonist. Kui sellel on sooja tarbevee paak, saab süsteemi seadistada ühekordseks soojendamiseks kui suur kogus sooja vett on vaja ebatavalisel ajal ja termiliseks desinfitseerimiseks vee perioodiline soojendamine, et tappa selles olevad bakterid .

Kõikide režiimide sisse- ja väljalülitamine toimub tavaliselt keskseadme kaudu. Kui süsteemis on täiendavaid ruumiregulaatoreid, saab mõned seaded aktiveerida ka neist, kuid see sõltub seadetest. Igal juhul ei ole midagi keerulist soovitud režiimi seadmises kasutaja tasandil midagi keerulist.

KAUGJUHTIMISSÜSTEEMID

Lisaks juhtmega või mõnel juhul juhtmevabalt toimuvale sidepidamisele üksikute elementide vahel arendavad paljud tootjad praegu seadmeid, mis võimaldavad kütteseadmete ja nende juhtimise kaugjuhtimist ja -järelevalvet. Sellised süsteemid sobivad eriti hästi vahelduvaks elamiseks, kui maja jäetakse aeg-ajalt järelevalveta, ilma et see oleks teadaoleva aja jooksul või üldse mitte. Selleks tuleb süsteemi ühendada sobiv seade, kõige sagedamini GSM-moodul. Tegelikult on see sama, mis mobiiltelefon või SIM-kaardiga modem.

Sõltuvalt nõuetest on mitu võimalust. Esimene asi, mida sellisel juhul küttesüsteemilt nõutakse, on võime kütet sisse ja välja lülitada, kui peremehed on perioodiliselt majas. Selle funktsiooni jaoks on tavaliselt vaja ainult ühte kanalit ja paari kontakte, mille sulgemisel saadetakse signaal juhtpaneelile. Paljudel kontrolleritel on selline kanal; soovitud režiim “sisse-” või “väljalülitamine” programmeeritakse eelnevalt.

Ülejäänu on lihtne: helistate või saadate SMSi molekuli numbrile – kontroller võtab signaali vastu ja lülitab kütte sisse või välja. Sellise süsteemi funktsionaalsus ei ole nii suur kui teiste meetodite puhul, kuid on piisav nii mugavuse kui ka energiasäästu jaoks.

Sõltuvalt tootjast on olemas ka muid võimalusi seadmete juhtimiseks GSM-ühenduse või püsivõrgu kaudu. Neid seadmeid saab mõnikord kasutada temperatuuri reguleerimiseks ja modem teatab ka vigadest.

Palju rohkem võimalusi on saadaval, kui kasutate kaugjuhtimiseks internetti. Lihtsaim ühendusviis on mobiilne, kasutades sobivat moodulit koos SIM-kaardiga; alternatiivina on võimalik ühendus püsivõrgu kaudu. Teoreetiliselt ei ole vahet; praktikas on püsivõrgu ühendus usaldusväärsem: mobiilivõrgu ülekoormuse või voolukatkestuse korral ei ole kaugjuhtimine erinevatel põhjustel enam kättesaadav. Vaadake koha asukohta: kui see asub kiirteede, eriliste objektide või lihtsalt suurte pidude toimumiskohtade lähedal, võib mobiilne internet ilma igasuguse hoiatuseta ära lõigatud olla ja keegi ei saa kurta.

On ütlematagi selge, et juhtarvutisse või “arenenud” mobiiltelefoni peab olema paigaldatud vastav tarkvara. Interneti kaudu kontrolli võimalused on samad, mis tavalise juhtpaneeli puhul; on olemas kasutaja- ja teenustasandid. Oluline on, et hoolduspersonal saaks seadmeid kaugjuhtimise teel konfigureerida, süsteemi jälgida ja mõnel juhul isegi tõrkeid kaugjuhtimise teel kõrvaldada. Siiski tasub meeles pidada, et seadmete pidev jälgimine kolmanda osapoole organisatsiooni poolt on tasuline teenus.

“SMART HOMES”

Aruka kodu kontseptsioon hõlmab mitme süsteemi tsentraliseeritud juhtimist ja koostoimimist korraga. Ruumi temperatuurist üksi ei piisa mugavuse tagamiseks. Tuleb hoolitseda ka ventilatsiooni või konditsioneerimise ja ruumi niiskuse eest. Mõnda elementi, mis eeldab, et küttesüsteem töötab koos teiste süsteemidega, saab juhtida ka mõne kontrolleri abil, nt kui akna avamise andur on ühendatud, saab seda programmeerida nii, et ruumi kütmine lülitatakse välja, kui ruumi tuulutatakse.

Erinevate tootjate küttesüsteemide elemendid suhtlevad omavahel erinevate protokollide ja šveitsi abil – üldiselt “räägivad nad eri keelt”. Selleks, et integreerida arukas küte arukasse koju, on tõenäoliselt vaja liidese moodulit gateway küttesüsteemi kontrollerile, mis ühendab selle teiste küttesüsteemiga mitteseotud süsteemidega. Eelised maja kõigi süsteemide ja mitte ainult küttesüsteemi samaaegsest juhtimisest on ilmsed – kõik sõltub süsteemi keerukusest.

VARUTOITEALLIKAS

Autonoomselt töötava süsteemi loomiseks on vaja ette näha võimalus lülitada välja toiteallikas, ilma milleta ei saa automaatikasüsteemi kasutada. Küttesüsteemi elektroonika ja pumbad ei ole odavad ja vajavad kvaliteetset energiat. süsteemide ühendamine pistikupessa on kõige parem saavutada stabiilse. Varavooluallikana kasutatakse kas patareisid või minielektrijaamu.

Akutagavaralülituse puhul muundatakse alalisvool tavaliselt 12 V, kuid saadaval on ka kõrgemaid pingeid elektroonilise seadme – inverteri – abil 220 V-ks. Voolu kvaliteet on sel juhul suurepärane, pidev tööaeg on üsna pikk ja seda saab hõlpsasti suurendada täiendavate akude ühendamisega. Inverter on ühendatud ainult kõige olulisemate tarbijatega – katla kontrollerid, regulaator ja pumbad, millest igaüks tarbib maksimaalselt 100-200 vatti, ja mitte kogu aeg.

Kuigi minielektrijaam võib anda piisavalt energiat kogu maja jaoks, on küsimus elektrienergia kvaliteedi kohta keerulisem. Toimiva jaama tekitatud pinge kõikumine jääb lubatud piiridesse, kuid “sinusoidne” muster võib olla kaugel ideaalsest see on eriti ohtlik “märja” rootori pumpade puhul kütte- ja tarbeveesüsteemides . Mitte iga seade ei pea olema ühendatud otse katlaga. See on lühidalt seletatud: praktiliselt kõik kodumasinad on varustatud standardse kahe pistikupesaga, mida saab suvaliselt ühendada.

Kuid mõned seadmed nt radiaatorid nõuavad polaarsuse järgimist. Nende “faas” ja “miinus” peavad olema ühendatud toiteallika “faasi” ja “miinusega”. Õige polaarsuse leidmine lauatelefoni vooluvõrgus on lihtne, kui panna voltmeeter pistikupesa kahe juhtme ja “maa” vahele: ühel juhtmel 220 V, teisel “umbes null”. Paljude kuid mitte kõigi generaatorite konstruktsioon on selline, et “miinust” on võimatu leida: mõlemal juhtmel on pinge.

Küttesüsteemide ohutu toimimise tagamiseks koos minielektrijaamadega on mitmeid meetodeid. Näiteks on võimalik ühendada 12 V aku toiteplokki paljudel toiteplokkidel on selleks otstarbeks pistikupesa ja muundada alalisvool vahelduvvooluks, kasutades selleks inverterit. Või kasutage kahte inverterit: üks, mis muundab vahelduvvoolu alalisvooluks, ja teine, mis muundab alalisvoolu tagasi vahelduvvooluks. On olemas jaamad, kus on kõrgema voolukvaliteediga invertermuundurid, kuid praegu ületab nende nimivõimsus harva 2,0-2,5 kW ja selliseid jaamu tuleb käivitada käsitsi.

Teine soovitatav komponent toitesüsteemis on eraldustrafo. Selle ülesanne on siluda vooluhulki. See oleks mõistlik mis tahes juhtmestiku puhul, sealhulgas generaatori lülitamisel elektrivõrku. tõusud võivad esineda isegi väga kallites generaatorites, eriti kui kütus saab otsa ja mootor hakkab “aevastama”.

Lõpuks tasub meeles pidada, et elektrivarustuse täielik renoveerimine on kallis tegevus, eriti kui varuvooluallikat tuleb automaatselt sisse lülitada vooluvõrgu katkestuse ajal. Kuid see kulu on õigustatud: kui süsteem jäätub elektrikatkestuste ja elektrikatkestuste tõttu, on selle remont palju kallim.