LVI ja KNX

Myös muissa laitteissa, kuten PIR- ja CO2-antureissa on usein sisäänrakennetut lämpötila-anturit, mutta ne sijaitsevat yleensä paikoissa, jotka eivät ole ihanteellisia lämpötilanäytön lukemiseen, kuten käytävillä ja käytävillä, vaatehuoneissa ja muissa tiloissa, joissa kytkintä ei ole. Tällaisia ​​paikkoja ei yleensä käytetä ensisijaisina asuinalueina, mutta näiden antureiden lämpötila on riittävä säätelyyn.

KNX-lämpötila-anturien käyttö tarjoaa mahdollisuuden kompensoida niiden tuottamaa arvoa, jotta huoneen keskikohta voidaan lukea paremmin. On myös mahdollisuus tallentaa keskilämpötila, jos huone on suuri.

Lämpötilan säätö

Kuten lämpötilan mittauksessa, on olemassa useita laitteita, jotka voivat säätää lämpötilaa. Jotkut kytkimet voivat tehdä tämän, ja termostaatit, erikoislämmityksen säätimet tai jopa jotkut toimilaitteet voivat lähettää lämmitystarpeen.

KNX tarjoaa kolme vakiomuotoista lämmönsäätöä:

• PI (suhteellinen integraali). 
• PWM (Pulse-Width Modulation). 
• Päälle/pois hystereesillä.

Suhteellinen integraali

Proportional Integral (PI) on ohjausalgoritmi, joka laskee asetuspisteen ja nykyisen lämpötilan välisen virheen suuruuden ja vertaa sitä keskimääräiseen aikafunktioon saadakseen 1-tavuisen ulostulon, joka sopii moottoroituun taajuusmuuttajaan tai säädettävänopeuksiseen tuulettimeen.

Yksinkertaisesti sanottuna, mitä suurempi ero huonelämpötilan ja asetusarvon välillä on, sitä suurempi on teho. Tämä vähenee sitten huoneen lämmetessä. Kun tavoitelämpötila on saavutettu, lähtö nollataan ylimodulaation estämiseksi, koska se kestää vakaan tilan saavuttamiseen kuluvan ajan.

Jos virhe palautuu, lähtö vastaa pienin askelin asetusarvon ylläpitämiseksi. Termostaattia parametroitaessa asetetaan lämmitystyyppi, koska ohjauksessa on otettava huomioon reaktiivisuus ja lämpöteho.

PI:tä käytettäessä ohjauksen on tiedettävä lämmityselementin teho laskeakseen oikeat vasteajat. Useimmissa tapauksissa ennalta määritetyt oletusasetukset ovat enemmän kuin riittäviä, mutta manuaaliset asetukset voidaan tehdä.

Pulssinleveysmodulaatio

Pulssin leveysmodulaatio (Pulse Width Modulation tai PWM) käyttää päälle/pois-signaalia, joka perustuu yllä olevaan PI-arvoon. PWM muuntaa 1-tavuisen PI-lähdön 1-bittiseksi PWM-ulostuloksi, jolloin sitä voidaan käyttää järjestelmissä, joissa on on/off-venttiili. Tämä on yleisintä venttiileitä käyttävissä UFH-järjestelmissä.

Täsmälleen samalla tavalla kuin PI, pieni virhe aiheuttaa pienen muutoksen, joka heijastuu ajan kuluessa. Joten jos PI-lähtö on 10% ja PWM-jakso on 10 minuuttia, lähtö on päällä 1 minuutin ja pois päältä 9 minuuttia.

Aan /Uit

On/off on yksinkertaisin toimintatapa ja sopii siksi vain hyvin yksinkertaisiin järjestelmiin. 
On/off toimii odotetusti; jos lämpötila on asetusarvon yläpuolella, lähtö kytkeytyy pois päältä ja jos lämpötila on alle asetusarvon, se kytketään päälle.

Useimmissa säätimissä on hystereesiparametri, jotta estetään lähdön vaihtelu päälle ja pois päältä asetuspisteessä. Tämä toimii asettamalla ylä- ja alapoikkeama, tavallisesti 1 aste, asetuspisteestä. Kun yläraja on ylitetty, lähtö ei käynnisty ennen kuin lämpötila on laskenut alarajan alapuolelle. Tarvittaessa se johtaa useampaan lämpötilan ylitykseen ja aliarvoon, joten tätä ohjaustyyppiä tulee käyttää varoen.

KNX-lämmitystilat

KNX:ssä käytetään neljää tilaa lämmityksen ja jäähdytyksen ohjaamiseen: 
• Mukavuus 
• Valmiustila 
• Yö 
• Pakkasta

Nämä tilat muuttavat asetettua lämpötilaa yhden tavun arvolla (kutsutaan usein RTR-objektiksi). Joissakin vanhemmissa laitteissa huomaat, että jokainen tila aktivoidaan yhden bitin liipaisulla ja laite pysyy viimeksi aktivoidussa tilassa.

Joissakin ohjaimissa on lisäobjekti korkeamman prioriteetin tilan asetukselle, joka ohittaa normaalin toiminnan. Tilan asettaminen tilaan Auto (0) poistaa tämän ohituksen käytöstä ja palauttaa ohjauksen oletusarvoiseen RTR-objektiin, mikä voi olla erityisen hyödyllistä, kun asetat talon valmiustilaan.

Nämä tilat ovat itsestään selviä: mukavuutta käytetään talon normaalin asumisen aikana, kun taas yötä käytetään, kun rakennuksen asukkaat nukkuvat. Yötilassa lämpötilaa voidaan laskea hieman, jolloin talo voi palata tehokkaasti Comfort-tilaan. Standby (tai Poissa) -tilaa käytetään, kun rakennus on tyhjä; lämpötila laskee, mutta voi silti palata Comfort-tilaan suhteellisen nopeasti asukkaiden palatessa. Huurretilaa käytetään suojaamaan rakennusta, kun se on pitkään tyhjänä. Se pitää talon alhaisemmassa, mutta tasaisessa lämpötilassa estääkseen putkien jäätymisen.

Suhteellinen ja absoluuttinen kontrolli

Yllä olevien tilojen lämpötila voidaan asettaa kahdella tavalla. Nämä ovat suhteellisia ja absoluuttisia.

Suhteellinen käyttää mukavuuslämpötilaa isäntänä ja käyttää varalukua yö- ja valmiustila-arvojen laskemiseen ja asettamiseen. Näin käyttäjä voi asettaa kaikki yllä mainitut tilat yhdestä lämpötilasta. Frost-tilassa on kuitenkin asetettu lämpötila, jota ei säädetä mukavuuslämpötilaa muuttaessa.

Absoluuttinen antaa käyttäjän asettaa tietyn lämpötilan kullekin tilalle. Tämä tarjoaa helpommin ymmärrettävän skenaarion, mutta todellisuudessa johtaa monimutkaisempaan käyttöliittymään, koska jokaista lämpötilaa on vaihdettava, joskus jopa kahdeksan kertaa – kerran neljää tilaa, lämmitystä ja jäähdytystä varten.

kuollut bändi

Riippumatta siitä, mikä vaihtoehto valitaan, kuollutta kaistaa tulisi harkita. Ilman kuollutta kaistaa lämmityksen ja jäähdytyksen välillä olisi jatkuva taistelu kumman tahansa pienistä ylityksistä. Jos lämpötila on esimerkiksi asetettu XNUMX asteeseen ilman kuollutta kaistaa, lämmitys nousee lämpötilaan ja jäähdytys aktivoituu heti, kun huonelämpötila nousee tämän asetusarvon yläpuolelle.

Jos kuollutta aluetta ei ole, lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmän välillä käydään jatkuvaa taistelua.

Jäähdytystilassa suhteellista ohjausta käyttämällä annetaan yksi arvo kuolleelle alueelle ja yksi Standby- ja Night-kompensaatiolle. Absoluuttista ohjausta käytettäessä kuollut alue on kuitenkin erityinen mukavuustilan asetusarvon arvo.

Ajastimet

Helpoin tapa loppukäyttäjälle säätää asetettua lämpötilaa on ajastimien avulla. Usein nämä on sisäänrakennettu termostaatteihin, mutta on useita tapoja säätää vaihtuvia tila-aikoja helposti. Asennuksesta riippuen saatetaan tarvita erillinen lämmitysajastin, ja saatavilla on DIN-kiskoajastimia, jotka mahdollistavat aikojen asettamisen pienen näytön, väylän tai molempien kautta.

On myös useita pieniä kosketusnäyttöjä, jotka toimivat erillisenä lämmitys-/jäähdytysajastimena ja antavat loppukäyttäjälle keskeisen ohjauspaikan. Todellakin, monissa tapauksissa asennuksessa on jo korkean tason logiikkaa ja visualisointia tarjoava laite, johon voidaan lisätä lämmitys-/jäähdytysajastimet.

Lisäksi voit sijoittaa ajastimia erilaisiin visualisointipaketteihin.

Kaksivaiheinen lämmitys ja jäähdytys 

Useimmat termostaatit mahdollistavat ylimääräisen lämmitys- ja jäähdytysvaiheen tai molemmat. Kaksivaiheinen lämmitys tarjoaa toisen lämmönlähteen, kun kuluu aikaa ennen kuin päälämmönlähde täyttää huoneen. Tämä voi olla erityisen hyödyllistä, kun rakennuksen asukkaat palaavat Comfort-tilaan poissaolon jälkeen. Vaikka sitä käytetään harvoin Isossa-Britanniassa, on olemassa lisävaihtoehto toiselle jäähdytystilalle samanlaisia ​​tilanteita varten lämpimämmässä ilmastossa.

Jos ensisijainen lämmityslähde, kuten lattialämmitys, tarvitsee hetken mukavuuslämmön saavuttamiseksi, voidaan toissijaisena lähteenä käyttää pattereita.

Kuten vaihdon yhteydessä lämmityksen ja jäähdytyksen välillä, kompensointi on suoritettava ennen kuin lisälämmitys- tai jäähdytysvaihe voidaan aktivoida. Tämä arvo voidaan asettaa parametreihin heti, kun lisäporras aktivoituu. Ero asetetaan yleensä kahden asteen ympärille niin, että jos ero on kaksi astetta, aktivoituu lisälämmityksen tai -jäähdytyksen lähde.

Lattialämmitys/jäähdytys

UFH:sta (Under Floor Heating) on ​​tulossa suosituin lämmityslähde uudisrakentamisessa, sillä se on todistetusti yksi mukavimmista ja tehokkaimmista lämmitysjärjestelmistä. Maksimaalisen mukavuuden saavuttamiseksi ja järjestelmästäsi mahdollisimman paljon irti on asennettava oikeat säätimet, ja tämä voidaan saavuttaa yksinkertaisella tavalla KNX:n avulla.

Kuten aiemmin mainittiin, saatavilla on useita KNX-termostaatteja. Kun olet valinnut termostaatin ja asettanut haluamasi säätötyypin ja tilojen toimintatavan parametrit, termostaatti lähettää pyynnön lämmityslähteelle. Tässä artikkelissa käsittelen UFH:n käyttöä resurssina.

Jos KNX-ammattilaisena hoidat vain sovelluksen ohjauspuolen, sinun on ymmärrettävä selkeästi, missä kulkee raja sinun ja lämmitysinsinöörin vastuiden välillä. Ihanteellisessa maailmassa UFH-järjestelmän tulisi olla täysin käytössä ja testattu ennen kuin KNX-integraattori ryhtyy minkäänlaiseen ohjaukseen. Mutta kuten me kaikki tiedämme, näin ei useinkaan ole, ja UFH-järjestelmän toiminnan perusteiden tunteminen voi auttaa järjestelmän käyttöönottoongelmien vianmäärityksessä.

UFH:ta on kahta päätyyppiä, nimittäin sähköinen ja hydraulinen. 

Hydraulinen UFH

Hydrauliikassa kuuma (tai kylmä) vesi virtaa putkien läpi ja luovuttaa lämpöä huoneeseen lämpösisällön ollessa riippuvainen putkien syvyydestä. Tasaisen lämmönjakauman ylläpitämiseksi putket on kierrettävä alla olevan kuvan mukaisesti.

Riippuen lattian koosta, ei ole harvinaista, että huoneessa on useampi kuin yksi kela. Esimerkiksi suuri avoin olohuone ja ruokailutila vaatii kaksi kelaa. Samoin kaksi pientä huonetta yhdessä, kuten oma suihkuhuone ja vaatehuone, voidaan lämmittää yhdellä patterilla.

Jokainen kela on kytketty jakotukkiin ja jokaista jakotukin vyöhykettä ohjataan sähkötermisellä toimilaitteella. Tämä kytketään sitten KNX-jakelijaohjaimeen.

Valitusta säätimestä riippuen on usein mahdollisuus yhdistää kaksi vyöhykettä yhdelle kanavalle. Tämä on erityisen hyödyllistä, jos isompaan huoneeseen tarvitaan kaksi kelaa. Hydraulista lattialämmitystä käytettäessä on huomioitava myös kattilan ohjaus.

Sähköinen UFH

Sähköistä lattialämmitystä on kahta tyyppiä. Yleisintä on, kun sähkölämmityselementti integroidaan mattoon ja asennetaan lattian alle. Tämä tapahtuu yleensä kylpyhuoneissa ja jälkiasennuksissa. Toinen tyyppi, joka on harvinaisempi, on kaapeli, jossa on suuri elementti, joka kiinnitetään lattian vahvistusristikkoon ennen betonin kaatamista. Kaikki elementin pyrstö palautetaan keskipisteeseen ja niitä ohjataan sopivan kokoisella releellä, vaikka on syytä muistaa, että näissä on suuria kuormia. Vaikka sähköinen UFH on erittäin herkkä, sen käyttö voi olla kallista.

Huomioitavaa UFH:n hallinnassa

Lattialämmityksen järjestämisessä on otettava huomioon kolme asiaa: 

1) Ilman lämpötilan ylläpito Yleisin tapa ohjata lattialämmitystä, pidetty ilman lämpötila, ottaa jokaisen huoneen tarpeen KNX-termostaatilta.

2) Säilytetty lattialämpötila, jota käytetään usein kylpyhuoneissa ja muissa kaakeloiduissa tiloissa, mikä varmistaa aina vähimmäismukavuuslämpötilan. Tämän saavuttamiseksi tarvitaan lattia-anturi, jota käytetään joko tulona huonesäätimessä lattian hyväksi tai erillisenä silmukana.

3) Ylikuumenemisen sammutus Tätä käytetään sähköisen UFH:n kanssa tai turvalaitteena tietyille lattiatyypeille, kuten herkälle puupinnalle. Helpoin tapa saavuttaa tämä on asentaa lattiaanturi erillisellä termostaatilla. Tämä tarjoaa selkeän määritelmän oletustermostaatin ja "ylilämpötilan" ohituksen välillä.

Kaikissa tapauksissa on suositeltavaa käyttää PI-komentoa, joka muunnetaan PWM:ksi useimmissa jakotukin ohjaimissa. Tämä estää asetetun huonelämpötilan ali- ja ylityksen. 

Muut näkökohdat

On muutamia muita asioita, jotka on otettava huomioon käsiteltäessä UFH-sääntelyä. 

• Veden lämpötilan valvonta 
Hydraulisessa lämmityksessä on tärkeää seurata lattian lämmittämiseen käytettävän veden lämpötilaa. Tämä voidaan hallita jakotukkissa tai itse putkessa. Erittelyistä riippuen voi olla säädettävä lämpötilaventtiili, jota on ohjattava.

• Tarkista veden virtaus 
Jos sinulla on ongelmia lämmityksen ohjauksen kanssa, mutta olet varma, että asennuksen KNX-puoli toimii hyvin, voit tehdä joitain yleisiä tarkistuksia. On esimerkiksi tärkeää varmistaa, että vettä ei pumpata liian voimakkaasti venttiilipäiden läpi. Jos se on liian nopea, vesi saa järjestelmän toimimaan tehottomasti. Liian hidas, ja lattia lämpenee harvoin täysin. Putken pituudesta riippuen virtausnopeus on säädettävä optimaalisen lämmönsiirron varmistamiseksi lattiaan.

• Tarkista tarrat ja ota valokuvia ja lämpökuvia. 
Myös jakajan lähtöpiirit tulee tarkistaa, koska ne on usein merkitty väärin. Tämä voi johtaa siihen, että yksi huone on lämpimämpi kuin toinen, tai pahimmassa tapauksessa huone jää lämmittämättä. On parasta ottaa kuvat asennuksesta ennen lattian asettamista. Voi myös olla hyvä idea käyttää lämpökuvaustekniikkaa sen määrittämiseksi, toimiiko järjestelmä tehokkaasti.

Kattilan ohjaus

Kupariputket, vedenpaine ja kattilat on suurelta osin varattu putkimiehille. Tuuletusaukkojen ja mittareiden, tyhjennysventtiilien ja toisiovirtausten ansiosta se on mysteeri ensi silmäyksellä ja parasta välttää. 

Ei ole turhaa, että kattiloiden asentamiseen käytetään asiantuntijoita. Tarvitsemme lämpöä (tai ainakin hallitsemme sitä), ja suurimman osan ajasta tarjoamme potentiaalisen vapaan kontaktin putkimiehelle, ja se on meidän "vaatimus" -signaalimme. Tämä ei kuitenkaan välttämättä anna asiakkaalle erityisen tehokasta järjestelmää, ja tietyissä tapauksissa, kuten lattialämmitys, järjestelmä ei pysty reagoimaan nopeasti tai sopeutumaan vuodenaikojen vaihteluihin tai huonoon säähän.

Yleisesti ottaen, jos voimme vaikuttaa kattilan valintaan, voimme tarjota asiakkaalle energiatehokkaamman järjestelmän, jos kattila:

a) Vastaa 0-10V kysymykseen. 
b) sinulla on mahdollisuus asentaa sääkompensointisarja. 
c) Tai vielä parempaa, pysy OpenTherm-standardissa.

0-10V signaali

Käyttämällä 0-10 V signaalia kattila voi moduloida polttimiaan vaihtelemaan menolämpötilaa, mikä parantaa hyötysuhdetta. Kondensaatiokattiloiden kohdalla meidän, tai pikemminkin putkimiehen, on varmistettava, että paluuveden lämpötila on riittävän alhainen, jotta kattila toimii mahdollisimman tehokkaasti kondensaatiotilassa. Tämä aihe ansaitsee oman artikkelinsa. 0-10V tarkoittaa, että kattila ei tuota ylimääräistä lämpöä, kun sitä ei tarvita.

Tarveohjattu ohjaus antaa kattilan moduloida polttimiaan, mikä parantaa hyötysuhdetta.

Sääkorvaus

Toinen ongelma, joka voi olla ongelma, on äkillinen ulkolämpötilan lasku. Asentamalla sääkompensointisarjan kattila voi säätää menolämpötilaa ylöspäin näiden ulkopuomien mukaisesti tuoden järjestelmään enemmän lämpöä kompensoimaan rakennuksen kylmän aikana kokemaa lämpöhäviötä.

Jos kumpaakaan ei tehdä kattilassa, voimme tarjota samanlaisia ​​toimintoja KNX-komponenttien kautta, mutta tämä vaatii hieman logiikkaa, emmekä välttämättä hyödynnä kattilan ominaisuuksia täysimääräisesti.

OpenTherm

OpenTherm (OT) on mielenkiintoinen ja KNX-yhteensopiva. Kansainvälisesti käytössä oleva OpenTherm-protokolla mahdollistaa huonetermostaatin tai muun laitteen, kuten KNX-lämmitystoimilaitteen, moduloida kattilaa huoneen tai koko järjestelmän tarpeen mukaan. Lisäksi kattiloista voidaan tiedustella virheitä, palamisaikoja, menolämpötila-asetuksia ja monia erilaisia ​​toimintaparametreja, jotka voivat olla arvokkaita, kun niitä käytetään yhdessä dataverkon VPN:n (Virtual Private Network) kanssa, koska siitä voi olla hyötyä. huoltoa varten.

Tuotteet, kuten Theben KNX-OT-Box, tuovat nämä viestit takaisin KNX:n runkoon ja tarjoavat todellakin mahdollisuuden lähettää sääkompensaatiotiedot suoraan väylästä kattilaan.

Logiikkamoduulit ovat halpoja, mutta PI (Proportional Integral) ja PID (Proportional Integral Derivative) -käyriä ei ole sisällytetty halvempiin yksiköihin. Tällaisen toiminnallisuuden hankkiminen maksaa hieman enemmän, joten helpoin tie kattilan hyötysuhteeseen on yleensä antaa kattilan säätää menolämpötilaa. On tuotteita, kuten Loxone Miniserver, jotka antavat sinulle mahtavan ohjelmointiympäristön teknologiahuoneen hallintaan, mutta se vaatii ohjelmointitaitoa ja selkeää ymmärrystä teknologiahuoneen suunnittelusta.

_{Lähde: KNX Control & knxtoday}