Vezeték nélküli rádiófrekvenciás megoldások
2007/7-8. lapszám | Hoffmann Géza | 9072 |
Figylem! Ez a cikk 19 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az alapprobléma: „A nappalimban elhelyezett programozható termosztát az általam betáplált időprogram szerint este 21.00-kor átáll az energiatakarékos hőmérsékleti értékre (17 °C), és a kazán kikapcsol. De én az első emeleti dolgozószobában még szeretnék dolgozni, és nem hűvösben. Csak egy lehetőségem van, átállítani manuálisan a termosztátom alapjelét 23 °C-ra, de így a nappalim és a többi helyiség feleslegesen lesz fűtve, ez energiapazarlás. Persze végigjárhatom a helyiségeket, beállíthatom a termosztatikus fejeimet a kívánt hőmérsékletekre, de nincs energiám, időm, türelmem végigcsinálni naponta többször ezt hosszú távon.”
Ugyanez és hasonló problémák tömegesen fordulnak elő lakásokban, házakban vagy kisebb méretű irodaházaknál, ahol a fűtési rendszer a tervezés során nem lett zónákra osztva, és nem oldották meg a zónák független szabályozását. A mai növekvő energiaárak mellett egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek a felhasználók az energiatakarékos megoldásokra. A zónaszabályzás megvalósítása és ezen keresztül a helyiséghőmérsékletek egyedi beállítása jelentős energiamegtakarítást eredményezhet. Ezzel együtt komfortnövekedéssel is jár.
Nézzük meg, milyen hagyományos megoldások jöhetnek szóba. Például helyezzünk el a ház minden helyiségében egy vezetékes programozható szobatermosztátot. A szobatermosztát időprogramjának használata megkímél minket a mindennapos gyalogtúráktól házunkban, azonban ha az időprogramokon változtatni akarok, azt egyenként kell megoldanom minden egyes termosztátnál. De álljunk meg itt egy pillanatra. Mit is csinál a termosztát? Beépített hőmérsékletérzékelőjével méri az adott helyiség hőmérsékleti értékét, és ha az adott időben az érték az alapjel alatt van, kapcsolójelet küld a kazánnak. Már itt is van az első probléma: hogy oldjuk meg, hogy az összes helyiségünk termosztátja tudjon kapcsolójelet küldeni a kazánnak? Nincs más megoldás, mint minden készüléktől kiépíteni a vezetékezést a kazánhoz, ezeket ott párhuzamosan kötve adunk kapcsolójelet kazánunknak.
Láthatjuk, a kreatív magyar elme mindenre talál megoldást, de nem lenne egyszerűbb mód is a zónaszabályzásra?
Miért, hogyan és mennyi energiát tudunk a zónaszabályzással megtakarítani?
Cél, hogy a megfelelő időben, a megfelelő helyen, a megfelelő hőmérsékleti értéket tudjuk beállítani, elkerüljük, hogy pl. a nappaliban töltött órák alatt a hálószobánkat feleslegesen fűtsük. Kell, hogy minden helyiségben a napi életritmusunknak megfelelően tudjuk időprogram alapján beállítani a kívánt hőmérsékleti értékeket.
Természetesen a fűtési költség-megtakarítás mértéke nagyban függ az átalakítás előtti szakaszban jellemző fűtési szokásoktól. Például ha a ház átlagos szigetelési és hőtechnikai jellemzőkkel bír, és a tulajdonosok általában ragaszkodnak minden helyiség legalább 23-26 °C fűtöttségéhez, ebben az esetben akár 25%-os megtakarítás is elérhető, ha csak a szükséges időben, a szükséges helyen állítják elő ezt a hőmérsékleti értéket. Ha a lakók költségkímélő felhasználók, és a munkába indulva minden helyiségben letekerik a termosztatikus szelepfejeket egy alacsonyabb hőmérsékletértékre, a zónaszabályzás kiépítése után az előzőnél kisebb megtakarítás mutatható ki, viszont megszabadul a felhasználó a kellemetlen napi kötelességtől, a szelepfejek tekergetésétől.
Általánosan elmondható, hogy egy zónaszabályzási rendszer kiépítésének megtérülési ideje 2-től 4 évig terjedhet. Ezután a megtakarítás már a valós fűtési költségeinket csökkenti.
Miért a rádiófrekvenciás megoldás?
Új építésű épületekben a zónaszabályzás kialakítása vezetékes módszerrel anyag- és munkaigényes feladat. Védőcsövek falba építése, elektromos vezetékek behúzása, elektromos bekötések stb. Ezen felül előfordulhat, hogy egyeztetés hiánya miatt a termosztátok elektromos kiállásai rossz helyre kerülnek, ezzel további költségeket generálva. Meglevő épületeknél még bonyolultabb a helyzet. A védőcsövek elhelyezése falbontást igényel, ez munkaigényesebb, nem beszélve a kellemetlenségekről. Ezeknek az alapproblémáknak a megoldására fejlesztette ki számos gyártó saját RF portfólióját. Az RF termosztátok és RF rendszerelemek ára magasabb, mint a hagyományos vezetékes típusoké. Mégis, hosszú távon megéri a beruházás, mert jelentős a megtakarítás a kiépítési időt és költségeket tekintve: nem kell falat bontani, csövezést kiépíteni, falat helyreállítani, újrafesteni. Nem szólva a munkák során elmaradhatatlan zaj, por és egyéb kellemetlen hatások kiküszöböléséről.
Manapság az RF megoldások egyre ismertebbé és kedveltebbé válnak, de még számos esetben találkozhatunk ugyanazokkal az agállyokkal és ellenérvekkel. Az alábbiakban ezekből ismertetnénk néhányat, majd megadjuk rövid, műszaki magyarázatukat, melyek segíthetnek eloszlatni a felhasználó kételyeit.
Felhasználói aggályok
„Köszönöm, nem kérek belőle. Ismerem ezeket a rendszereket. A barátom is panaszkodik, hogy az ő rádiófrekvenciás (későbbiekben: RF) kazánvezérlője véletlenszerű időpontokban kapcsolójelet fogad a szomszéd RF garázskapu nyitójától.”
„Nem akarok több elektromoszmogforrást a lakásomban, a rádiótelefon is elég, nemhogy még ez a fűtésvezérlő.”
Ez a két példa a legjellemzőbb az észrevételek közül, és logikailag teljesen indokoltnak is tűnnek. De nézzük, miért nem kell félni ezektől a problémáktól egy modern RF rendszer installálásakor.
RF zavarás
Az RF készülékek liberalizált frekvenciasávban működnek, kiválasztva ott egy keskeny működési sávot. Ha két vagy több gyártó RF készüléke ugyanazt a frekvenciatartományt használja, ez zavart okozhat a kommunikációban. A komolyabb RF rendszerek minden egyes egységhez gyárilag beállított egyedi azonosítót használnak. A rendszer öszszeállítása után a betanítás fázisában az egységeket egymáshoz hangolják, ennek következtében csak akkor fogadják az utasításokat, ha azok előtt szerepel az egyedi azonosító is, és az megegyezik a betanítás során érzékelt azonosítóval. Vannak olyan rendszerek, ahol ezen felül az átvitelbiztonság maximalizálása érdekében az adatcsere véletlenszerűen van időzítve. Ezzel a módszerrel az adatok összeütközésének veszélye minimális. El kell mondani azonban, hogy bár ezek az egyedi azonosítót alkalmazó komolyabb rendszerek nem zavarhatók be más RF készülékek által, de az előfordulhat, hogy egy egyedi azonosítót nem használó gyengébb rendszert bezavarnak. Erre a meglevő és újonnan telepített eszközök párosításánál figyelni kell.
RF teljesítmény
A modernebb RF készülékek leadott teljesítménye 400-1000-szer kisebb, mint egy átlagos mobiltelefon teljesítménye. A magyarázat egyszerű: gondoljunk bele, egy rádiótelefon teljesítményének biztosítani kell, hogy a távoli adótoronynyal stabilan tartsa a kapcsolatot. Egy RF termosztát hatótávolsága átlagosan 30 m, max. egy padló és födém mindkét irányban. A mobiltelefonéval összehasonlítva ennek a távolságnak az áthidalása minimális teljesítményt igényel.
Felhasználói előnyök
A felhasználó időt takarít meg: mert nem kell helyiségenként beprogramozni a vezetékes termosztátokat, naponta többször tekergetni a termosztatikus szelepfejeket stb. És ezzel együtt megszűnik az a probléma is, hogy a felhasználó hideg lakásba tér haza, s majd csak a termosztát feltekerése után, a felfűtési időt követően érezheti a kívánt komfortot. (Egyes fejlettebb típusoknál erre az „előfűtésre” külön algoritmus van beépítve.)
A rendszer moduláris felépítésű, bővíthető. Például, a modernizáció első lépéseként elég megvásárolni az osztó-gyűjtőre szerelt termoelektromos fejeket vezérlő RF hűtés-fűtésvezérlő egységet (ismertető később), melyet a minden helyiségbe felrakott legegyszerűbb RF tekerős termosztát vezérel. De ha csak radiátoros köreink vannak, és azok nem osztó-gyűjtőről vannak leágaztatva, elég a radiátorok termosztatikus szelepeire RF radiátorvezérlőket illeszteni, melyek az RF reléegységgel összetanítva, bármikor képesek hőigényjelet küldeni a kazánnak.
A termosztát elhelyzésének kérdései megoldódnak. Nincs többé probléma, hogy a villanyszerelő a szobai világításkapcsoló alá állt ki a termosztát vezetékeivel, vagy új lakásunkba lépve a huzatos előszobai falon találjuk a termosztátot (ebben a speciális esetben a kazán többet fog üzemelni a szükségesnél). Az RF termosztát igényeink és a helyi adottságok szerint bárhová helyezhető, illetve szükség esetén minden egyéb kellemetlenség nélkül átrakható.
A mai moduláris felépítésű RF rendszerek teljesen rugalmas megoldást adnak a felhasználóknak, szabad kezet engednek a rendszer bővítésére, rugalmas kialakítására.
Példa: Az 1. ábrán padlófűtéses és radiátoros kör vezérlése látható rádiófrekvenciás eszközökkel. A kétzónás RF termosztát időprogramot biztosít abban a zónában, ahol működik (Zóna 1), és a Zóna 2-nek is. A második zóna időprogramját megkapják a zónában telepített RF radiátorszabályzók, melyek saját belsőhőmérséklet-érzékelővel és alapjelállítóval rendelkeznek. Hőigényjelet bármelyik RF radiátorszabályzó küldhet a kazánnak az RF kazánkapcsoló egységen keresztül. A padlófűtéses köröknél (Zóna 1) telepített RF hőmérsékletérzékelő és alapjelállító eszközök az RF antennán keresztül elküldik az aktuális hőmérsékletértékeket az RF fűtés/hűtésvezérlőnek, mely az időprogramot a kétzónás RF termosztáttól kapja. Az RF fűtés/hűtésvezérlő hőigény esetén hőigényjelet küld a kazánnak és feszültséget ad az adott padlófűtési kör termoelektromos működtetőjének, nyitva ezzel a kört.
RF zónaszabályzási megoldások
Tekerős RF termosztát
Egyszerű, időprogram nélküli „tekerős” RF szobatermosztát, alapjel-állítási lehetőséggel. Időprogrammal nem rendelkezik, telepítése esetén minden hőmérsékleti alapjel-változtatást manuálisan kell végrehajtani. Alkalmazható kazánvezérlésre, zónaszelep vezérlésére, elektromos fűtés vezérlésére. Vannak olyan termékek is, melyeket már gyárilag összehangolnak az RF kapcsolóegységgel, biztosítva így a plug&play üzembe helyezést. A 2. ábra egy 2 zónás keverőszelepes alkalmazást mutat be.
Programozható RF termosztát
Általában heti időprogrammal rendelkező készülék, naponta több időszakra bontható programozási lehetőséggel. Elég egyszer beírni a heti programot, és a termosztát ennek megfelelően állítja be a kívánt hőmérsékleti értékeket a nap minden szakában! Ezek a gyártmányok informatív LCD kijelzővel felszerelve, melyen a hőmérsékleti értéktől kezdve a kazán-visszajelzésig minden fontos információ látható. Szükség esetén hőigényjelet küld az RF kazánkapcsoló egységnek, mely kapcsolja a kazánt, vagy működteti a zónaszelepet, elektromos fűtést stb. Többzónás rendszerek kiépítése a fentiekhez hasonlóan.
Programozható, kétzónás RF termosztát
Két egymástól független fűtési zónának képes időprogramot biztosítani. Az a zóna, melyben a termosztát lett felszerelve, a termosztát belsőhőmérséklet-érzékelője alapján is szabályozható, a másik zónában biztosítani kell RF hőmérsékletérzékelőt a zóna hőmérsékleti adatainak begyűjtéséhez. Ilyen esetekben kétzónánként elég 1 db RF termosztát telepítése az időprogram eléréséhez.
RF keverőszelep-vezérlő
Egyes fűtési rendszerekben – pl. radiátoros és padlófűtéses kör együttes alkalmazása – elvárás a radiátoros körök miatt a magasabb kazán előremenő hőmérséklet. Ilyen esetben a padlófűtéses körök vízhőmérsékletét az előremenő magasabb hőmérsékletű és a visszatérő alacsonyabb hőmérsékletű vizének keverésével állítjuk elő. A keverést keverőszelep végzi, melynek vezérlését többféleképpen is megoldhatjuk.
Egyik megoldás a motoros keverőszelep alkalmazása időjáráskövető szabályzóval vezérelve. Ez viszonylag drága módszer, ennél lényegesen olcsóbb, ha termoelektromos működtetővel felszerelt keverőszelepet használunk. Ebben az esetben még kiegészíthetjük a rendszert egy szivattyúindítással is, ahol az indítójelet a szivattyú a szobatermosztáttól kapja. A 3. ábra ezt az egyszerűbb megoldást mutatja be.
Létezik erre a feladatra kifejlesztett RF keverőszelep-vezérlő is. Alapesetben a keverőszelep-vezérlő a szelep pozícióját az RF termosztáttól kapott helyiséghőmérsékleti jel alapján állítja be, korrigálva az előremenő vízhőmérséklet-érzékelő jelével (4. ábra).
Komplett RF kényelmi rendszerek
A szobatermosztátok új generációja már az épület hűtési, fűtési, biztonságtechnikai és kényelmi funkcióit egyaránt szabályozza. Nagy előny, hogy a zónák szabályozása, illetve minden előre programozott érték változtatása egyetlen központi kezelőszervről, központi egységről történik! Van olyan típus, ahol akár 16 fűtési vagy hűtési zóna is külön időprogrammal rendelkezhet. Figyeljünk arra, hogy egy zónában, ahol hűtési és fűtési körök is vannak, a kapcsolási ponthoz tartozó alapjel-értékek eltérők, így külön időprogram kell a hűtésre és a fűtésre is (tehát ha 8 zónánk mindegyikében van hűtési és fűtési kör is, ezzel 16 időprogramot használunk fel). Akár zónánként is megoldható a páralecsapódás elleni védelem, ha minden zónába egy harmatpont-kapcsolót is szerelünk. Egyes gyártók egységes RF portfóliót építettek ki, ezeknél a rendszereknél a központi egység időprogramot adhat az RF radiátorvezérlőknek, az RF keverőszelepnek, az RF hűtés/fűtésvezérlőnek.
Ezek a készülékek szinte minden, a felhasználó által megálmodott feladatot képesek teljesíteni, a távirányítós napellenzőktől a jelenlétszimulációig. A napnyugta-, napkelte-funkcióval ellátott redőnymozgatástól, a szélerősség-érzékelő által szabályozott árnyékolómozgatásig. Megoldható a riasztórendszer illesztése az RF rendszerbe, riasztás esetén egyedi műveleti csoportok aktiválása (pl. redőny fel, lámpák fel, kutyák kifutóajtajának nyitása stb.).
A független időprogramok egyes típusoknál akár 1600 kapcsolási pontot tudnak lekezelni.
Hazánkban az egyre magasabb energiaárak, a növekvő komfortigény, az RF készülékek árainak csökkenése miatt nagyobb az érdeklődés az előbb említett RF megoldások iránt.
