Автоматизираното управление на сградните отоплителни, вентилационни и климатични инсталации осигурява по-висок комфорт на обитателите и спомага за намаляване на енергийното потребление. Осъществява се на базата на мрежови платформи за централизирано управление на системите или децентрализирано – чрез контролери за локално управление, терморегулатори и други модули.
Платформи за централизирано управление на инсталациите
Централизираното управление на отоплителни, вентилационни и климатични инсталации се осъществява на базата на автоматизирани платформи. Сред най-широко използваните платформи за управление и контрол са системите за сграден мениджмънт, популярни у нас с абревиатурата BMS (Building Management System). Известно е, че те представляват отворени, модулни, йерархични автоматизирани системи за мониторинг, контрол и управление. В областта на сградната автоматизация широко се използва и мрежовата платформа LonWorks, чийто комуникационен протокол е наречен LonTalk и фигурира като един от физическите слоеве на протокола BACnet. Приложение намират и стандартът за изграждане на интелигентни комуникационни мрежи European Installation Bus (EIB) и платформата за безжично управление ZigBee.
ОВК системите и BMS
На базата на предварително въведени режими на работа или като функция на текущите стойности на отделни контролирани величини, BMS системите контролират и управляват работата на ОВК инсталациите, както и на всички останали инсталации в сградата. Информацията за контролираните величини (температура, влажност на въздуха и т. н. ) се събира чрез датчици, които я предават на контролер. Той има за задача да сравни текущите стойности на следените променливи с предварително въведените базови стойности, след което да изпрати управляващи сигнали към съответните изпълнителни механизми. По този начин се постига оптимална работа на климатизацията, отоплението и/или вентилацията с оглед поддържане на комфортен микроклимат при минимален разход на енергия.Сред поддържаните от BMS функции е и автоматичната защита от замръзване на топлоносителя в отоплителната инсталация и водата във водопроводната система, при която котелът и помпите се включват автоматично при външна температура под 0 °C. Друга функция е компенсирането на разликата между външната температура и температурата на водата, циркулираща в отоплителната инсталация.
ОВК и European Installation Bus (EIB)
Друга популярна платформа за централизирано управление на сградните отоплителни, вентилационни и климатични системи е EIB стандартът. Сред функционалните му характеристики е възможността за обединение на устройства и системи, които преди това са функционирали самостоятелно. По този начин могат да се обединят отоплителната и вентилационната инсталации, и така да се изгради икономична система от електрически устройства, оптимално пригодена към специфичните изисквания на потребителите. Използваните сензори и изпълнителни механизми могат да бъдат свързани и програмирани по желания начин, всички мониторирани и контролирани параметри на микроклимата в сградата се визуализират, а оперирането с функциите на системата се осъществява лесно, чрез обикновени бутони, телефон или посредством чувствителни на допир екрани. Потребителят може свободно да променя връзките между устройствата или да добавя нови функции към системата. Посредством създаването на температурен профил на всяко помещение е възможно да се осъществява индивидуален контрол на температурата. Така работата на инсталациите за отопление и охлаждане ще се повлияе при отворен прозорец, например. EIB инсталациите се отличават с лесно обслужване, тъй като съществува само един унифициран PC-базиран софтуерен инструмент за проектиране и поддръжка.
Възможности на платформата LonWorks
LonWorks е наложила се платформа за сградна автоматизация, която има успешно приложение в областта на системите за контрол на ОВК инсталации. Мрежовата технология се базира на интелигентни устройства или възли, свързани помежду си чрез една или повече среди за пренос, комуникиращи чрез използването на общ протокол. Възлите са програмирани да изпращат съобщения един към друг и да извършват определени действия, в отговор на съобщенията, които са получили. Възлите на LonWorks мрежите могат да бъдат приети като обекти, които реагират на различни входове, задействайки желаните изходи. Макар функционалността на отделните възли понякога да е доста опростена, взаимодействието между тях позволява на мрежите да изпълняват много сложни задачи. Предимство се явява фактът, че малък брой възли от общ тип могат да бъдат конфигурирани така, че да изпълняват широк спектър от различни функции в зависимост от начина на свързването им в мрежата.LonWorks мрежите обхващат четири основни елемента – протокол LonTalk, чипове Neuron, LonWorks приемо-предаватели (LonWorks transceivers) и мрежово управление с приложен софтуер. Още при разработването на LonTalk е предвидено използването на малки, несложни мрежови компоненти с ниска цена. Много от възлите са сравнително елементарни устройства (ключове за осветление, температурни сензори и др.). Протоколът осигурява обща рамка на приложенията, която гарантира съвместимостта им, използвайки концепции, наречени “мрежови променливи” и “стандартни типове на мрежови променливи” (Standard Network Variable Types – SNVT). Поддържането на голям брой различни типове комуникационни услуги от LonTalk протокола осигурява лесна пригодност на системата към различни условия. В структурно отношение, групата е специфично подразделение на LonWorks мрежата. Тя представлява логически набор от възли вътре в една област. Един възел би могъл да бъде член на до 15 групи, а една област да съдържа до 256 групи.
Безжичен контрол на инсталациите със ZigBee
Платформата ZigBee е безжичен стандарт за оперативно съвместими продукти, който осигурява сигурен и надежден мониторинг и контрол на сградните ОВК инсталации. Това е единственият BACnet одобрен безжичен стандарт за търговски сгради. Благодарение на отсъствието на кабели и проводници, системата е лесна за инсталация. Използването на ZigBee дава възможност за контрол в трудно достъпни помещения или чувствителните зони, както и за разширяване на съществуващите системи за сградна автоматизация BACnet. Също така, предлага бърза преконфигурация на системата, с цел приспособяване към различни ситуации, като същевременно намалява разходите за монтаж и реконструкция. ZigBee комуникацията се осъществява на честота 2.4 GHz в съответствие със стандарта IEEE 802.15.4.
Powerline управление
Сред начините за автоматизирано управление на ОВК системите е използването на съществуващата електрическа мрежа като среда за комуникация. Комуникационната система се изпълнява с чипове, които обменят информация по захранващата мрежа. Важен компонент в системата е операторската станция, която управлява отделните контролни точки. Чрез определен комуникационен протокол всяка от тези точки и изпълнителните механизми към нея могат да бъдат настройвани от компютър, като за посредник при обмена на информация се използва операторската станция. Друга нейна основна функция е съхраняването на графика, по който се управляват устройствата, свързани към всяка една контролна точка в ОВК системата. Системата позволява и дистанционен контрол в случай, че компютърът е свързан към Интернет или LAN (Local Area Network). Възможно е и съществуването на няколко операторски станции, като всяка една от тях управлява обмена на информация с различните контролни точки за отоплението, вентилацията и климатизацията. Конфигурирането на системата се извършва чрез пакет от програми за персонален компютър, които позволяват свързването на базовата станция с PC-то, а той от своя страна с Интернет, използвайки TCP/IP протокол за обмен на данните.Powerline позволява и локално управление на устройствата чрез използването на специален термостат. През зимата термостатите управляват отоплението, а през лятото – климатизацията. Обикновено powerline-термостатите имат няколко режима на работа. Така например, могат да поддържат константна температура в помещенията или температура, съответстваща на предварително зададен температурен профил и др. В автоматичен режим на определен интервал от време актуалната температура се сравнява с температурата от профила. Профилите могат да бъдат за всеки ден от седмицата, за цялата седмица, за отделен ден от седмицата, както и за два последователни дни. Термостатът може да управлява устройства за превключване по Powerline или по IR интерфейс.Освен чрез powerline-термостати, управлението на ОВК системите може да се осъществява децентрализирано и чрез контролери и стайни терморегулатори.
Контролери за ОВК системи
Съвременните контролери се отличават с гъвкавост и многостепенност на избора на задание за температура и времевата зона, в която тя действа. Режимите им на работа могат да бъдат няколко. Така например, контролерът може да работи в съответствие със зададена седмична програма, програма за период на продължително или кратковременно отсъствие от дома, изключено отопление през летния сезон, при което остава само подготовката на БГВ, непрекъснато отопление в съответствие със зададената комфортна или икономична температура в стаите. Във възможностите на контролера е и изключването на цялата отоплителна система и БГВ, но с активна защита от замръзване.Посредством многозонови контролери, всяко отоплително тяло във всяко отделно помещение може да бъде управлявано самостоятелно. При някои от контролерите комуникацията с изпълнителните механизми е двупосочна и се осъществява чрез безжична технология.Контролерите могат да бъдат със или без комуникационен интерфейс, в зависимост от нуждите на приложението. Някои модели се предлагат с изнесено управляващо устройство, което може да се постави на удобно място в сградата. Изнесеното управление дава възможност за следене и регулиране на температурата в отделните помещения и дистанционен достъп до всички функции на контролера.Контролерите за управление на вентилационните инсталации също могат да бъдат с компенсация по външна температура или не. Така например, в зависимост от външната температура, контролерът регулира обема на подавания и изхвърления въздух от помещенията. Също така, контролира скоростта на вентилаторите, кратността на въздухообмена, задвижките на подвижните жалузийни решетки и други. Във възможностите му е и генерирането на алармено съобщение при установяване на неизправност или ниска ефективност на някои от компонентите на вентилационната инсталация.
Термостатно управление
Стайните термостати са предназначени за автоматично управление на изпълнителни механизми (котли, помпи, зонови вентили, радиаторни и фенкойл вентили, електрически подгреватели и др.) в системи за отопление и охлаждане в зависимост от температурата на въздуха в помещението. Повечето съвременни термостати реагират на минимални промени в температурата на обкръжаващата среда. Друг тип термостати са предназначени за автоматично поддържане на стайната температура съобразно часови график. Към тях може да се включи
изнесен температурен сензор, с което става възможно контролирането на температурата в отдалечени помещения или в обществени сгради. Взаимодействието между термостатите и изпълнителните механизми е възможно да се осъществява и безжично с радиочестотно управление.
Източник:сп.“ТД инсталации“
