Sterowanie pracą rekuperatora (centrali wentylacyjnej)

Automatyka w mieszkaniach, biurach, czy całych domach i budynkach powoli staje się czymś normalnym. Pozwala ona sterować wieloma aspektami funkcjonowania pomieszczeń, z wentylacją, chłodzeniem i ogrzewaniem ich na czele.

Centrala (rekuperator) Zehnder ComfoAir Q350. Fot. ZEHNDERCentrala (rekuperator) Zehnder ComfoAir Q350. Fot. ZEHNDER

To nie powinno nikogo dziwić – wszak w pomieszczeniach spędzamy przeciętnie nieco ponad 70% naszego czasu. Dlatego instalacje automatyki domowej, łączące komfort i energooszczędność, wkrótce szturmem wejdą do pomieszczeń w których przebywamy – czy tego chcemy czy nie. A ponieważ nasze domy i biura to swoiste systemy obiegu powietrza, którego parametry można i trzeba regulować, właśnie za ten żywioł producenci automatyki domowej zabrali się w pierwszej kolejności już wiele lat temu.

Po co sterować pracą rekuperatora?

Centrala (rekuperator) PRO 1200. Fot. PRO-VENTCentrala (rekuperator) PRO 1200. Fot. PRO-VENT Centrala (rekuperator) Smart 300. Fot. PRO-VENTCentrala (rekuperator) Smart 300. Fot. PRO-VENT

Wentylacja jest procesem dostarczania świeżego powietrza w miejsce usuwanego równolegle powietrza zużytego i zanieczyszczonego. Aby była skuteczna, trzeba z reguły sięgnąć po wentylację mechaniczną lub rekuperację. Dzięki temu wymiana powietrza odbywa się niezależnie od warunków atmosferycznych czy konstrukcji budynku. Rekuperator, czyli wymiennik ciepła umożliwiający rekuperację (odzyskiwanie) ciepła z powietrza wywiewanego z pomieszczenia, budynku lub instalacji przemysłowej, jest istotnym elementem całego systemu komfortowej wentylacji, umożliwiającym osiągnięcie odzysku ciepła na poziomie nawet 95% – pod warunkiem, że działanie centrali wentylacyjnej poddane jest umiejętnemu i rozsądnemu sterowaniu. Uważny czytelnik zauważy, że już w tym pierwszym akapicie udzielona została część odpowiedzi na zadane w tytule rozdziału pytanie. Chodzi w głównej mierze o komfort i oszczędności. Sterowanie pracą centrali wentylacyjnej, zwłaszcza to prowadzone na odległość, z poziomu tabletu czy smartfona poprzez odpowiednie aplikacje, lub z poziomu PC poprzez przeglądarkę www, daje niespotykany wcześniej komfort. Wracając zimą do domu po dłuższej nieobecności, można wcześniej przekazać do sterownika informację o podniesieniu temperatury, a wówczas po wejściu do pomieszczeń nie trzeba czekać na ogrzanie wyziębionego domu – on już będzie ciepły. To jest właśnie komfort. Wyjechawszy zaś na dłuższy czas i przypomniawszy sobie o niewyłączonym ogrzewaniu, można łatwo zredukować wentylację, czyli jej wydajność, zmniejszyć temperaturę powietrza wpuszczanego do pomieszczeń (rekuperator zmniejsza odzysk ciepła, nagrzewnice dodatkowe zostają wyłączone), ponadto zdecydować o innych aspektach, jak choćby o wilgotności, stężeniu dwutlenku węgla itd. I to są oszczędności. Jednym zdaniem: większa kontrola nad pracą układu wentylacyjnego to optymalizacja zużycia energii i uzyskiwanie wysokiego komfortu cieplnego.

Sterowniki i manipulatory

Sterowanie pracą rekuperatora z poziomu smartfona. Fot. ZEHNDERSterowanie pracą rekuperatora z poziomu smartfona. Fot. ZEHNDER Sterownik Zehnder ComfoSwitch C. Fot. ZEHNDERSterownik Zehnder ComfoSwitch C. Fot. ZEHNDER

By centrala wentylacyjna i jej wszystkie składniki, z wymiennikiem ciepła na czele, mogły służyć w sposób opisany w poprzednim rozdziale, muszą być wyposażone w odpowiednią automatykę na którą składają się sterowniki – umieszczone z reguły wewnątrz centrali – oraz manipulatory umieszczane, czy raczej montowane w miejscach wybranych przez użytkowników central. W potocznym języku bardzo często manipulatory określane są mianem sterowników. Wynika to z tego, że oba elementy automatyki utożsamiane są odruchowo z tym, z którym użytkownicy mają fizyczny kontakt i poprzez który sterują centralą.
Oba te elementy mają kluczowy wpływ na możliwości funkcjonowania centrali, czyli m.in. na obsługę nagrzewnic, chłodnic, przepustnic, wentylatorów oraz sterowanie pracą samego wymiennika ciepła. Manipulatory mają różną postać – od prostych paneli z kilkoma fizycznymi przyciskami, po ciekłokrystaliczne i dotykowo sterowane ekrany, przypominające dzisiejsze smartfony lub tablety. Niezależnie jednak od swego wyglądu i konstrukcji, zawsze są one podłączane do centrali za pośrednictwem przewodów o niskim i bezpiecznym napięciu – może to być na przykład skrętka komputerowa, czyli przewód UTP kategorii 5. Manipulatory montuje się w miejscach łatwo dostępnych dla dorosłych użytkowników (najczęściej na ścianach), pozwalających na łatwy podgląd i regulację parametrów pracy systemu, przy czym nic nie stoi na przeszkodzie by do jednej centrali podłączyć dwa lub więcej manipulatorów, dzięki czemu można sterować nią z różnych miejsc.

Parametry pracy i funkcje centrali podlegające sterowaniu

Aplikacja do sterowania rekuperatorem HRU-MinistAir-W-450 za pomocą WiFi. Fot. ALNORAplikacja do sterowania rekuperatorem HRU-MinistAir-W-450 za pomocą WiFi. Fot. ALNOR Centrala z serii Zehnder ComfoAirQ. Fot. ZEHNDERCentrala z serii Zehnder ComfoAirQ. Fot. ZEHNDER Wyświetlacz na obudowie rekuperatora Zehnder ComfoAir Q. Fot. ZEHNDERWyświetlacz na obudowie rekuperatora Zehnder ComfoAir Q. Fot. ZEHNDER

Regulowanie pracy centrali wentylacyjnej odbywa się dzięki wspomnianym manipulatorom lub systemom instalowanym w telefonach, tabletach lub PC, które pozostają w łączności ze sterownikiem centrali. Sterowanie rekuperatorem może się odbywać ręcznie z poziomu manipulatora lub przenośnego urządzenia, ale można je tez zaprogramować i będzie się odbywać zgodnie z zapamiętanym przez cyfrowy układ harmonogramem dziennym lub tygodniowym. Jest to możliwe dzięki wielu czujnikom wspierającym sterowanie – to one dostarczają do systemu informacji o temperaturze (czujniki kanałowe), wilgotności (kanałowe higrometry), stężeniu CO2 (kanałowe i pokojowe czujniki oparte na bezdyspersyjnym analizatorze podczerwieni) czy ciśnieniu (wielozakresowe różnicowe przetworniki ciśnienia).
Jednym z najważniejszych parametrów podlegających kontroli jest oszronienie wymiennika ciepła. Do takiej sytuacji dochodzi w czasie silnych mrozów, gdy wymiennik nie pracuje i gdy jednocześnie usuwane powietrze ma niską wilgotność. Procesorowy moduł antyzamrożeniowy, który kontroluje stan oszronienia wymiennika, sygnalizuje sytuację i wówczas funkcja rozmrażania może zostać uruchomiona ręcznie przez użytkownika z poziomu manipulatora, lub też może się uruchomić automatycznie. Samo rozmrażanie może być realizowane na kilka sposobów: poprzez wyłączenie wentylatora nawiewu, poprzez uruchomienie nagrzewnicy powietrza nawiewanego lub poprzez uruchomienie wymiennika i recyrkulację powietrza.
Pozostałe parametry pracy centrali wentylacyjnej, którymi można sterować, tworzą dość długą, lecz ciekawą listę. Oto najważniejsze z nich:

  • wydajność wentylacji – z reguły jest kontrolowana poprzez wybór jednego z kilku (czterech-pięciu) zakresów lub płynnie poprzez procentowe ustawianie tego parametru. Jest to zarazem pośrednia regulacja poboru energii elektrycznej – najniższy zakres wydajności to najmniejsze zużycie energii elektrycznej. Przy przełączeniu na automatyczne sterowanie wydajnością, system podejmuje decyzje w oparciu o informacje płynące z czujników wilgotności i/lub czujników dwutlenku węgla,
  • odzysk ciepła w centrali, sterowany w oparciu o wskazanie temperatury poprzez regulowanie przepustnicy bypassu (obejście rekuperatora),
  • temperatura powietrza wpuszczanego do pomieszczeń – kształtowana w drodze finalnej obróbki realizowanej końcową nagrzewnicą,
  • ilość świeżego powietrza dopływającego do pomieszczeń i ilości powietrza usuwanego (funkcja wietrzenia) – sterowanie odbywa się poprzez regulowanie pracy przepustnic, klap odcinających i wentylatorów, oraz wpływanie na czas przez jaki te elementy działają,
  • ciśnienie powietrza – ten parametr to znowu wypadkowa współpracy kilku elementów systemu wentylacyjnego, który można ustawiać ręcznie lub programować i przekazywać pod opiekę elektronice,
  • dystrybucja powietrza – realizowana dzięki podziałowi instalacji wentylacyjnej na strefy i poprzez wpływanie na pracę przepustnic strefowych.

Do powyższych można dopisać też kilka innych ciekawych możliwości, swoistych funkcji dodatkowych takich jak m.in. współpraca centrali z okapem kuchennym (wymuszone wietrzenie pomieszczenia), kominkiem (wymuszenie pracy centrali) lub współpraca z systemem alarmowym (gdy w budynku nikogo nie ma). Istotna jest dokładność z jaką każdy z wyżej opisanych parametrów można ustawiać. Bardzo często jest to sterowanie poprzez procentowe wskazania, a więc z dokładnością do 1/100. Pozwala to na wręcz idealne dopasowanie poziomu każdego z tych parametrów do potrzeb użytkowników centrali wentylacyjnej.

Centrala wentylacyjna (rekuperator) Mistral Slim 1100 EC. Fot. PRO-VENTCentrala wentylacyjna (rekuperator) Mistral Slim 1100 EC. Fot. PRO-VENT
Magdalena Skórska, Projektant Instalacji Sanitarnych, PRO-VENT Systemy WentylacyjneMagdalena Skórska
Projektant Instalacji Sanitarnych, PRO-VENT Systemy Wentylacyjne

Zdaniem EKSPERTA
Jakie są najnowsze trendy w Polsce i na świecie w zakresie systemów sterujących pracą rekuperatorów?

Przede wszystkim sterowanie powinno być dopasowane do potrzeb użytkownika. Instalacje wentylacyjne oraz potrzeby klientów są różne, stąd ważną sprawą jest umiejętność kreowania przez system wentylacyjny takich warunków jakie są potrzebne w danej chwili. Przy równoczesnej minimalizacji kosztów eksploatacyjnych.
Część inwestorów jest zainteresowana intensyfikacją wentylacji w konkretnych godzinach, innym będzie zależało na skutecznej wentylacji w okresach zwiększonej ilości użytkowników (np. sterowanie poziomem stężenia CO2 ), kolejna grupa może być zainteresowana ogrzewaniem powietrznym czy sterowaniem również na podstawie czujnika wilgotności.
Możliwości jest wiele, dlatego nowoczesne systemy wentylacyjne to przede wszystkim szyte na miarę rekuperatory wraz z dopasowanym do potrzeb sterowaniem.
Poza tym, coraz większym zainteresowaniem cieszą się manipulatory umożliwiające zdalne sterowanie systemem wentylacji lub takie rekuperatory, które mają możliwość wpięcia do wspólnego systemu zarządzania budynkiem.

Paweł Kozyra, manager w Departamencie Technicznym Zehnder Polska Sp. z o.o.Paweł Kozyra
manager w Departamencie Technicznym Zehnder Polska Sp. z o.o.

Zdaniem EKSPERTA
Czy najnowsze systemy sterujące pracą rekuperatorów zasługują już na miano inteligentnych?

Grupa Zehnder jest wiodącym europejskim innowatorem systemów wentylacyjnych. Wprowadzając do oferty nową generację central wentylacyjnych ComfoAir Q, stała się prekursorem zupełnie nowej filozofi i tworzenia urządzeń, zapewniających praktycznie bezobsługową, efektywną i energooszczędną wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła. Poprzez zastosowanie rewolucyjnych technologii oraz innowacyjnych funkcji, Zehnder ComfoAir Q zasługuje na miano inteligentnego sytemu dla budynków jedno- i wielorodzinnych.
Przy opracowywaniu nowych central wentylacyjnych szczególny nacisk położono na polepszenie komfortu obsługi całego systemu. Nowatorska funkcja kontroli przepływu „flow control” zapewnia zrównoważony przepływ powietrza w budynku, umożliwiając jeszcze bardziej wydajne działanie.
Obsługa manualna jednostek wentylacyjnych Zehnder ComfoAir Q jest prostsza i bardziej intuicyjna niż kiedykolwiek. Zintegrowany wyświetlacz pokazuje wszystkie dane operacyjne w czasie rzeczywistym, a użytkownik uzyskuje informacje na temat zużycia, oszczędności energii, czy wymiany filtrów. Dodatkowym aspektem jest bezpieczeństwo np. podczas czyszczenia lub wymiany filtrów, system automatycznie uruchamia funkcję ochrony.
System wentylacyjny może być również obsługiwany za pomocą paneli ComfoSwitch C, ComfoSense C, sterowania bezprzewodowego RFZ, zewnętrznych czujników dwutlenku węgla oraz wilgotności. Dla bardziej wymagających istnieje możliwość sterowania poprzez urządzenia mobilne, dzięki zastosowaniu modułu aplikacji mobilnej ComfoConnect LAN C. Pobierając odpowiednią, darmową aplikację Zehnder ComfoControl z App Store oraz Google Play, użytkownik ma pełną kontrolę oraz podgląd pracy systemu zarówno w domu jak i w pracy.
Szeroka gama rozwiązań umożliwia również sterowanie poprzez moduł przyłączeniowy KNX. Rozwiązanie to zapewnia połączenie pomiędzy systemem wentylacyjnym a infrastrukturą automatyki inteligentnego domu. Dzięki temu istnieje możliwość współpracy pomiędzy wszystkimi zastosowanymi elektrycznymi elementami w danym budynku.
Podczas rozwoju central wentylacyjnych Zehnder Comfo-Air Q brane były również pod uwagę praktyczne aspekty montażu i inteligentnego uruchomienia. Oprogramowanie umożliwia prostą i szybką zamianę wersji urządzenia (prawa – lewa). Dzięki temu znacznie zwiększono elastyczność montażu oraz obsługi.

Podsumowanie

Nawet laik po lekturze powyższych rozdziałów będzie w stanie wskazać na to „coś”, co odpowiada za działanie manipulatorów i sterowników oraz za prawidłowe reagowanie centrali i rekuperatora na sygnały wysyłane przez użytkownika – na to „coś”, co jest najszybciej rozwijającą się dziedziną techniki we współczesnym świecie, a bez czego sterowanie wentylacją nie byłoby możliwe. To elektronika. Jest w każdym sterowniku, czujniku, w każdym module sieciowym umożliwiającym systemowi wentylacyjnemu połączyć się z manipulatorem naściennym, tabletem czy komputerem PC. Elektronika jest wszędzie i umożliwia nam prowadzić lepsze, zdrowsze i oszczędniejsze zarazem życie. Możliwości, jakie nam daje – zaprezentowane tutaj na przykładzie obecnie oferowanych central wentylacyjnych sterowanych ręcznie i automatycznie – cały czas się poszerzają, ale najlepsze jeszcze przed nami. Przekonamy się w nadchodzącej dobie Internetu Rzeczy.

Łukasz Lewczuk
Na podstawie materiałów publikowanych przez: Pro-Vent Systemy Wentylacyjne, Emiter Sp. z o.o., Lindab Sp. z o.o., Zehnder Polska Sp. z o.o.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here