Sterowanie strefowe – ogrzewanie nadmuchowe

 
Systemy ogrzewania nadmuchowego i klimatyzacji, oparte na piecach gazowych czy kanałowych pompach ciepła powietrze-powietrze, od kilkunastu lat mają swoją stałą pozycję na naszym rynku.
Zawdzięczają ją szeregowi zalet – ta sama instalacji grzeje, chłodzi, wentyluje, filtruje, osusza, nawilża. 
Stosunek możliwości do ceny, jest więc bardzo wysoki.
Systemy te mają jednak pewien niedostatek.

A jest nim sterowanie strefowe.
W większości instalacji ogrzewania nadmuchowego mamy centralną jednostkę nawiewną, czyli gazowy piec nadmuchowy, pompę ciepła powietrze-powietrze (np. Daikin SkyAir lub Mitsubishi Heavy Industries), czy też wodny klimakonwektor kanałowy. 
Jednostka ta przygotowywuje powietrze ciepłe lub zimne i nawiewa je do pomieszczeń.
Układ taki zazwyczaj sterowany jest centralnie z jednego termostatu ściennego.
Albo grzejemy cały dom, albo nie grzejemy.
Albo go chłodzimy, albo nie.
W większości przypadków takie rozwiązanie jest wystarczające i odpowiada ono tradycyjnym systemom grzewczym, gdzie jeden termostat ścienny, steruje pracą kotła grzewczego.
Większość użytkowników nie ma potrzeby różnicowania temperatury w poszczególnych pomieszczeniach, prowadząc otwarty tryb życia. 
Ten drobny minus kompensowany jest zresztą możliwościami systemu, a więc centralną klimatyzacją latem i wentylacją.
Zauważmy, że trzy niezależne instalacje, tj. tradycyjna grzewcza + wentylacyjna + klimatyzacja multi lub VRV – kosztują zdecydowanie drożej niż jedna instalacja nadmuchowa, która grzeje i chłodzi.
 
Jednak szereg klientów ma taką potrzebę. Jest to spowodowane różnymi upodobaniami osób korzystających z pomieszczeń czy chociażby ich sposobem eksploatacji.
Mamy przecież pokój gościnny, w którym Babcia jest tylko 2x do roku na święta lub pokój syna, który przyjeżdża na weekend 1-2 x w miesiącu. Po co je grzać i chłodzić???
Ktoś woli 22 stopnie a ktoś inny 20 stopni. Co wtedy?
 
No właśnie. Rozwiązaniem jest sterownie strefowe w układach ogrzewania nadmuchowego.
W przypadku nadmuchowych piecy gazowych, gdzie mamy do czynienia z urządzeniami,  którymi sterujemy na zasadzie on/off, sprawa jest dość prosta.
Na naszym rynku jest kilka tego typu rozwiązań, choć można je policzyć na palcach jednej ręki, i tych palców by jeszcze zostało.
Nasza firma zainstalowała np. szereg systemów strefowego rozdziału powietrza firmy Trane o nazwie Varitrac.
Ponad 10 lat temu miałem przyjemność napisać nawet artykuł na ten temat, dla portalu wentylacja.com.pl 
Systemy te więc są i działają. Mają jednak pewien minus. A tym minusem jest cena.
Co prawda nasz własny komfort jest bezcenny, ale…  dołożenie do instalacji od 20-tu, do nawet 30 tysięcy złotych, dość skutecznie studzi zapały klientów.
Przeciętny dom z układem 8 stref, to dodatkowy wydatek ok. 20-25 tys zł.
 
Cena więc powoduje, że tego typu rozwiązania nie są popularne i stanowią margines rynku. 
Dlaczego tyle to kosztuje? No cóż. Ktoś powie, że za komfort się płaci.
Ale tak po prawdzie, cena jest wynikiem braku na rynku podobnych produktów oraz tym, że systemy te są w całości importowane, najczęściej z USA lub Kanady.
 
Sytuacja komplikuje się jeszcze bardziej, jeśli weźmiemy pod uwagę pompy ciepła typu powietrze-powietrze lub w ogóle klimatyzatory kanałowe.
Tutaj na rynku jest kiepsko. Żadnego z tych systemów strefowych nie da się zastosować do klimatyzacji kanałowej sterowanej inverterowo.
Jak sterować temperaturą w kilku pomieszczeniach?
Jak obniżyć temperaturę w pokoju Babci?
Jedna kanałówka na kilka czy kilkanaście pomieszczeń biurowych jest zdecydowanie tańsza niż układ multisplit czy VRV.
Ale jak dogodzić Pani Krysi w księgowości, która ma koszulkę na ramiączkach i jednocześnie Panu Adamowi w dziale technicznym, który w takiej koszulce do pracy raczej przyjść nie może?
Wychodzi na to, że rządzi ten kto ma pilota lub sterownik centralny w swoim pokoju.
Ale ciągle w układach ogrzewania nadmuchowego pomp ciepła powietrze-powietrze brakowało mi sterowania strefowego.
 
Rozeznanie rynku, które robiłem kilka miesięcy temu, też nie wypadło pomyślnie.
Nie ma, nie da się, niemożliwe – takie trafiały się odpowiedzi.
Panie,,, do biura weź Pan sobie lepiej multisplita albo system VRV/VRF.
A do domu? Do pieca nadmuchowego? – dołóż Pan dwie, trzy dychy i będzie ok.
A do pompy ciepła powietrze/powietrze? – ???
 
Trafiały się jakieś karty automatyki, dodatkowe styki sterowania, ktoś, gdzieś, coś produkuje itp, itd, ale kompletnego systemu, który można by zakupić niejako w pudełku i zastosować do pompy ciepła nie znalazłem.
No tak, pomyślałem. Zawsze lepiej jest sprzedać kilka klimatyzatorów zamiast jednego. Duży system zamiast małego. Droższy zamiast tańszego.
 
Ponieważ najwięcej mamy zamontowanych pomp ciepła typu powietrze-powietrze Daikin SkyAir, więc postanowiliśmy samodzielnie opracować taki system sterowania strefowego dla tych właśnie urządzeń i wypełnić istniejącą na rynku lukę.
 
Sprawę ułatwił nam fakt, że taki system mamy zamontowany w biurze i sterowany jest, a raczej był :)), centralnie.
 
System składa się z następujących elementów:
Jednostka kanałowa pompy ciepła z nagrzewnicą backup
Karta automatyki dla komunikacji z jednostką SkyAir
Sterownik swobodnie programowalny (opisywałem go już tutaj)
Termostaty
Przepustnice strefowe
Przepustnica bypassowa
Czujniki
 
System nazwaliśmy Air Control. A tak wygląda schemat.
 
Aircontroller schemat
 
Każda strefa wyposażona jest we własny ścienny termostat strefowy.
Termostat ten jest programowalny, z możliwością ustawienia 4-ch pór dnia (programów) z niezależną temperaturą, oddzielnie na każdy dzień tygodnia.
Dla wygodnych, lub leniwych – jak kto woli – jako opcja dostępny jest pilot bezprzewodowy, współpracujący z termostatem. Można więc zmienić nastawę nie wstając z fotela:)
Poniżej zdjęcie termostatu.
 
Termostat strefowy
 
Termostaty informują sterownik o faktycznych temperaturach jakie mamy w poszczególnych strefach oraz nastawach jakie są w nich wymagane.
W zależności od aktualnych temperatur i nastaw, przepustnice strefowe pozwalają na dostarczanie do stref powietrza ciepłego, zimnego lub świeżego.
System analizuje te temperatury i odpowiednio steruje urządzeniem SkyAir wybierając tryb pracy, nastawę oraz prędkość wentylatora.
Dodatkowo system steruje przepustnicą bypassową.
Opcjonalnie możemy sterować takimi urządzeniami jak nagrzewnica backup czy przepustnica powietrza świeżego lub centrala wentylacyjna VAM z odzyskiem ciepła, sprzężona z jednostką nawiewną.
Np. nagrzewnicą sterujemy w oparciu o temperaturę zewnętrzną, czyli tzw. punkt równowagi pompy ciepła, a przepustnicą powietrza świeżego w oparciu o czujnik CO2 czy czujnik wilgotności.
 
System może być w wersji podstawowej, tj. bez dostępu z zewnątrz, jak i w wersji zaawansowanej, wyposażonej w sterownik z wbudowanym webserwerem.
Możemy wtedy zdalnie sterować temperaturą w poszczególnych pomieszczeniach.
Sterowanie odbywa się z poziomu przeglądarki internetowej zainstalowanej na dowolnym urządzeniu z dostępem do sieci. Możemy to więc zrobić zarówno z telefonu jak i z tabletu czy komputera.
Komunikacja jest bezpośrednia, wymaga więc konfiguracji sieci LAN w miejscu instalacji.
Z siecią w naszej firmie łączymy się za pomocą VPN. 
Ale można również wykonać przekierowanie portów we własnym domowym routerze na adres wewnętrzny IP naszego sterownika PLC.
Proponujemy również 2 poziomy dostępu.
Poziom użytkownika – zmiana nastaw, trybów pracy i temperatur
Poziom serwisowy – informacje o kodach błędów oraz temperaturach wymienników freonowych jednostek pompy ciepła.
W planie mamy stały, zdalny monitoring systemu, z możliwością wysyłania danych na nasz serwer, z informacją o nastawach, temperaturach, historii błędów, zużyciu energii.
Poniżej kilka zrzutów ekranu z przeglądarki, które pokazują jak wygląda sterowanie.
 
Ekran termostatu wiodącego
 
Ekrany termostatów strefowych
 
Ekran telefonu
 
 
Ekran zmiany wartości
Na powyższych zrzutach ekranu, strefy są nazwane po prostu strefa 1 czy strefa 2.
Ale nic nie stoi na przeszkodzie by konkretnie je nazwać, np. sypialnia, salon itp.
Jest to najprostsza wizualizacja, ale za to funkcjonalna.
Można wykonac bardziej zaawansowane wizualizacje, np. z planem domu, ale wymagają one zdalnego serwera, a tego chcieliśmy uniknąć.
 
Co odróżnia nasz system od konkurencji?
 
Po pierwsze – nasz system sterowania strefowego jest kompletny i działa. Jak na razie tego typu kompletnych rozwiązań do jednostek klimatyzacyjnych i pomp ciepła nie spotkałem.
 
Po drugie – nasz system strefowy nie jest przypisany do jednego producenta.
Możemy go zaadaptować do gazowych piecy nadmuchowych dowolnego producenta, np. Miller, Lennox, Rheem, Goodman.
Jeśli chodzi o producentów urządzeń klimatyzacyjnych, to aktualnie, oprócz urządzeń SkyAir firmy Daikin, jesteśmy w stanie zaproponować taki układ dla urządzeń Mitsubishi Heavy Industries, Mitsubishi Electric oraz Fujitsu.
Jesteśmy otwarci na współpracę z kolejnymi producentami 🙂
 
Po trzecie – nasz system strefowy może funkcjonować samodzielnie, ale może być również opcjonalnie sterowany zdalnie, poprzez internet z poziomu przeglądarki.
 
Po czwarte – nasz system strefowy jest skalowalny. Może obsługiwać zarówno 3 strefy, jak i 30 stref.
Podczas gdy u konkurencji często mamy dość sztywny podział. 
Np. max 4 strefy lub max 8 stref.
Tutaj nic nas nie ogranicza. Tylko urządzenia i kanały
 
Podsumowując – nasz system jest uniwersalny (możliwość zaadaptowania go dla różnych producentów) i elastyczny (możliwość zaadaptowania go do różnej ilości stref).
 
To wszystko???
Oczywiście nie 🙂
Pojawia się pytanie ile taki system kosztuje?
Otóż nie trzeba dokładać do instalacji 25 tys złotych czy nawet 20 tys złotych.
 
Cena naszego systemu zależy od ilości stref oraz rodzaju urządzenia którym sterujemy, a także funkcjonalności, które chcemy uzyskać.
Ponadto od jesieni do końca roku, system ten, do kompletnych instalacji ogrzewania nadmuchowego oferujemy w promocyjnych cenach, dodając bezpłatnie funkcję sterowania przez sieć oraz 2 piloty bezprzewodowe 🙂
Np. dla biura z 4 strefami i jednostki klimatyzacyjnej Daikin  – cena systemu zaczyna się od 6-7 tys zł.
Dom jednorodzinny z piecem gazowym i 8 strefami to kwota, od 12-13 tys zł.
A więc lekko licząc 10 tys zł taniej niż konkurencyjne produkty na rynku.
Zapraszam więc do składania zapytań.
 
System ten oferujemy również oddzielnie, sprzedawany niejako w pudełku, do montażu przez firmy instalacyjne z branży HVAC, skonfigurowany i uszyty na miarę, pod konkretną ilość stref i konkretne urządzenie.
 

5 myśli w temacie “Sterowanie strefowe – ogrzewanie nadmuchowe

  1. adriel

    Z tego co widze wasz system strefowy oparty jest o sterownik PLC o którym Pan pisal w lipcu . Czy robicie to samo o wasz nowy sterownik HVAC Net Controller? 

    Odpowiedz
  2. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Niestety nie. To z lipca i sterowania strefowego to sterownik PLC. Natomiast moduł HVAC Net Controller jest konwerterem z wbudowanym webserwerem i nie ma funkcji PLC. Możemy natomiast wykorzystać go do sterowania zdalnego innym modułem, który posiada wyjść przekaźnikowych on/off. Koszt dodatkowego modułu taki sam.

    Odpowiedz
  3. piotr

    No tak, tylko, że to kolejny system typu otwórz/zamknij. Przy podłączeniu do pieca nadmuchowego taki system nie potrafi proporcjonalnie otwierać przepustnic w zależności od zapotrzebowania strefy, nie potrafi wpływać na wydatek powietrza pieca.. A więc w porównaniu do rozwiązań amerykańskich gdzie przepustnica ma 15 pozycji pracy w zależności od zapotrzebowania srefy i układ komunikuje się z piecem kontrolując jego pracę gdzie możemy elektronicznie określać maksymalne wydatki dla strefy w zleżności od wymagań dynamiki pracy i hałasu to jest przepaść technologiczna

    Odpowiedz
  4. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Można oczywiście krytykować nasze rozwiązanie. Ale je mamy, działa, jest elastyczne i nie kosztuje 20-30 tys zł. Konkurencję to boli – trudno. 
    W przypadku pomp ciepła, gdzie mamy płynne, inverterowe sterowanie mocą urządzenia (ponad 20 stopni mocy grzania, czego w zasadzie nie ma w piecach gazowych), zmiana ilości nawiewanego powietrza na samej przepustnicy nie jest potrzebna, a nawet przeszkadzałaby. Sterujemy natomiast ilością powietrza podawaną do systemu na jednostce nawiewnej w oparciu o obciążenie systemu oraz podawaną mocą grzewczą/chłodniczą, czyli pośrednio temperaturą nawiewu.
    Co do rozwiązań amerykańskich i piecy gazowych, zmiana ilości nawiewanego powietrza jest oczywiście korzystniejsza, ale jest ona ściśle związana z producentem pieca. Jak nie tylko z jednym producentem 🙂 
    Większość piecy dostępnych na rynku ma jedno lub dwustopniowy palnik, a tym samym jedno lub dwustopniowy wentylator (nie jesteśmy w stanie zmienić wydatku powietrza pieca nadmuchowego). Nie mamy też wpływu na moc i na temp. nawiewu. Na pewno bardziej komfortowe jest wówczas płynne sterowanie na przepustnicy i podawanie mniejszej/większej ilości ciepłego powietrza zamiast podawanie tej samej ilości krócej/dłużej jak w naszym przypadku w połączeniu z piecem gazowym. Ale… też nad tym pracujemy 🙂
    A na koniec dodam, że i tak zastosowanie naszego systemu strefowego, daje ogromną różnicę w stosunku do braku jakiegokolwiek systemu strefowego i zastosowania tylko centralnego sterownika.

     

    Odpowiedz
  5. koper

    Mam nadzieję, że ktoś to jeszcze czyta. Mógłbyś podac typ tego termostatu? ostatnio trafiło mi się coś takiego na jednym budynku ale nikt nie ma z tego żadnej dokumentacji. Jeżeli byś coś miał napisz.

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.