Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Okostermosztát modulációs égőüzemmel

2015/12. lapszám | Fördős Norbert |  12 782 |

Figylem! Ez a cikk 9 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Okostermosztát modulációs égőüzemmel

A VGF szaklap korábbi lapszámaiban, illetve online felületein az utóbbi hónapokban kaptak egyre nagyobb teret, valamint bemutatkozási lehetőséget a különböző gyártmányú és tudású úgynevezett okostermosztátok. Jelen cikkünkkel egy újabb, már a hazai piacon is kapható résztvevő alapvető jellemzőinek bemutatásával szeretnénk bővíteni a rendelkezésre álló palettát, valamint az ahhoz kapcsolódó technikai hátteret.

Aki egy kicsit is alaposabban elmerült az eddig megjelent cikkekben, vagy csak megtekintette az egyik neves gyártó termékismertető videóját, láthatta, hogy az okostermosztát alapvetően tényleg jó, és számos kényelmi, illetve komfortfunkciót tartalmaz a végfelhasználó számára az azokhoz kapcsolódó energiamegtakarítási potenciállal együtt. A modern gáz-fűtőkészülékek azonban már modulációs égőüzemmel rendelkeznek, amelyhez (főleg kondenzációs működés esetén) tökéletes párosítás a termosztát felszerelési helyéül szolgáló referenciahelyiség hőmérsékletváltozásait alapul vevő, folyamatos lángszabályozást biztosító helyiséghőmérséklet-visszacsatolás, illetve az időjáráskövetés (azaz a külső léghőmérséklet-változás folyamatos nyomon követése). Amennyiben a belső helyiségek fűtési hőigényét egy potenciálmentes on/off jellel közvetítem a fűtési hőtermelő felé, akkor a gázkészülék belső szabályozója a kazántermosztáton (forgató- vagy nyomógombbal) beállított értéket veszi alapul parancsolt előremenő fűtővíz-hőmérsékletnek. Ez egy fix érték +10 és –10 °C külső léghőmérséklet mellett is, ami – adott esetben – nem feltétlenül előnyös a hőtermelő számára (főleg kondenzációs gázkészülék esetén). Az időjáráskövető szabályozás mellett pont az az egyik fő érv, hogy csak olyan értékű fűtési előremenő hőmérsékletet ír elő, amit a külső léghőmérséklet és az előre beállított jelleggörbe alapján korábban előre definiáltunk (az újabb szabályozók már ebben a tekintetben is öntanulók a kívánt beltéri helyiséghőmérséklet figyelembevétele mellett). A helyiséghőmérséklet-visszacsatolás funkció pedig arra jó, hogy a belső léghőmérséklet változásáról a hőtermelő is tudomást szerez, ezzel is támogatva a modulációs égőüzemet.

Szabályozási algoritmusok

A szóban forgó szabályozó a tárolt adatok, a helyiség hőmérséklete, a kívánt érték és egy algoritmus alapján dönti azt el, hogy a fűtőkészüléket be- vagy kikapcsolja. Algoritmusként a hiszterézis és a PID algoritmus között lehet választani, amelyek rövid ismertetése az alábbiak szerint foglalható össze.

Hiszterézisalgoritmus

A telepítést követő első hetekben kizárólag a hiszterézis algoritmus aktív. Abban az esetben, ha a helyiség hőmérsékletének és a kívánt értéknek a különbsége a küszöbérték alá csökken, a termosztát úgy veszi, hogy elértük a kívánt hőmérsékletet. A hiszterézis algoritmus érzékenységét külön menüben lehet beállítani. Kisebb küszöbértéknél (0,1) a termosztát gyorsabban reagál a hőmérséklet és a kívánt érték változásaira, viszont magasabb küszöbérték esetén a termosztát nagyobb eltéréssel reagál, és így a készülék nem fog olyan gyakran be- és kikapcsolni.

PID algoritmus

Az első két hétben a szabályozó megismeri, megtanulja a ház tulajdonságait, a hozzávetőleges termikus tehetetlenséget. Ilyenkor a szabályozási mód még on/off jellegű, de internetbázisú („felhő” – cloud – támogatás; adatanalízis intelligens algoritmusokkal). Ezt követően felajánlja a felhasználónak a PID algoritmust.
A PID egy olyan szabályozási mód, ami a fűtés időtartamát egy proporcionális (arányossági) elv alapján modulálja a kívánt hőmérséklet és az aktuális belső léghőmérséklet közötti különbség alapján. A korábban már „megtanult” hőveszteségeknek köszönhetően a proporcionális szabályozó folyamatosan korrigálja önmagát (hosszabb vagy rövidebb működési idők), így biztosít jobb komfortot a házban. Ezen kívül a megismert hőveszteség lehetővé teszi a magasabb szintű hőmérsékletstabilitást is, és hozzájárul a hőmérséklet túlfutásának korlátozásához, megelőzéséhez a házon belül (1. ábra).
A PID algoritmus (Proporcionális – Integrál – Differenciál) tehát optimalizálja a hőmérsékletszabályozást, ennek köszönhetően nagyon csekély lesz a kívánt érték hőmérsékleteltérése. Ehhez az eBUS kommunikáció az ideális kiegészítő, mert a moduláció már önmagában is a magasabb energiahatékonyság egyik legjobb érve (hatékonyabb, mint a kétpont-szabályozás). Az eBUS átvételének köszönhetően tökéletesen tudnak egymással a rendszerek dolgozni, hogy a kívánt hőmérsékletet minimális energiafogyasztás mellett érjük el a készülék adott pillanatban szükséges teljesítményének modulációjával. A korábban már „megtanult” tehetetlenségek alapján az előremenő hőmérséklet úgy áll be, hogy a kívánt időpontban jobb komfortot, valamint a beállított hőmérséklet tekintetében stabilitást biztosítson.

A PID algoritmus optimalizálja a hőmérséklet-szabályozást, ennek köszönhetően nagyon csekély lesz a kívánt érték hőmérséklet-eltérése.

Fűtéselőrejelzés a külső hőmérsékleti adatok segítségével

A fűtéselőrejelzés a termosztát egyik intelligens funkciója. Az előrejelzés biztosítja, hogy a fűtés a szükséges időre és a beállított komforthőmérséklettel álljon rendelkezésre. A kéthetes tanulási fázis alatt a termosztát megvizsgálja a ház termikus sajátosságait. Ezt követően a termosztát abban a helyzetben van, hogy a fűtést az igények szerint és optimális időben kapcsolhassa be. A ház kizárólag a komforthőmérsékletet éri el, amennyiben ez is szükséges. Ahhoz, hogy ez rendeltetésszerűen működhessen, a termosztátnak használnia kell a külső hőmérsékleti értékeket. 

1. Fűtés-előrejelzés nélkül, 2. Hőmérsékleti tervek eltérő külső hőmérsékletekkel: –5 °C és +15 °C.

A termosztát alapértelmezésben a helyi időjárási előrejelzést használja, amit a felállítási helyre jeleznek online. Minél hidegebb van kint, annál tovább tart a fűtés, és megfordítva. Ebből az alapból kiindulva például elkezdődhet a felfűtés 6 óra körül, –5 °C külső léghőmérsékletnél, hogy 8 órakor elérhessük a kívánt helyiséghőmérsékletet. +15 °C külső léghőmérséklet esetén a hőtermelő bekapcsolása csak kb. 7 óra körül esedékes.

Termosztát