Energiatakarékos helyiséghőmérséklet szabályozás

HŐFOKSZABÁLYOZÓK

Az évenkénti többszöri energia áremelés és az ezzel arányosan növekvő költségek gondolkodásra késztetik a mindennapok emberét. Egyre jobban kirajzolódik annak igénye, hogy lakások, üzletek és kommunális intézmények fűtését gazdaságossá kell tenni. Mivel ezek azok a helyek, ahol az emberek legtöbb idejüket eltöltik, ezért nem mellékes, hogy milyen körülmények között történik ez. 
"Annyit és akkor szabad fűteni, amenynyit szükséges", hirdeti a GRÄSSLIN német cég jelszava. Az épületek hőszigetelése a korszerű nyílászárók elterjedésével már elfogadható, de nincs megoldva mindenüt a helyiség hőmérséklet szabályozása. Jelenleg még elég sok helyen a pazarlás a jellemző a létesítmények fűtésénél, ennek oka a helyiség, ill. fűtőtest szabályozó hiánya.

 

Magyarországon a 80-as évek végén jelentek meg a korszerű szabályzókat előállító cégek képviseletei. Ilyen például a DANFOSS, az EBERLE és a GRÄSSLIN. Az utóbbi, termékei között megtalálható, az egyszerű, olcsó árú helyiséghőmérséklet szabályozótól a bonyolult mikroprocesszoros, programozható, fény illetve világítás szabályozóig minden. A cég elődje az 1800-as évek végén Feketeerdőben megalakult óragyár volt. A Második Világháború után 1956-ban alapította meg DIETER GRÄSSLIN a céget, felhasználva az óragyártó elődök pontosságát és precizitását. A gyártmányok korszerű technológiával készülnek és ennek eredménye a kiváló minőség.
Az 1. ábrán az GRÄSSLIN Thermio 3HN látható.

Rendeltetés, felhasználás

A helyiséghőmérséklet szabályozók alkalmasak lakások, irodák, üzletek és egyéb kommunális létesítmények fűtéseinek helyi szabályozására. A szabályozás történhet közvetlenül, amikor a helyiségben elhelyezett pl. elektromos fűtőtestet szabályozza az adott szabályozó. Elterjedtebb az a megoldás mikor a szabályozót, illetve az érzékelőt elhelyezik abban a térben, ahol a beállítástól és a napszaktól függő hőmérsékletet kell biztosítani. A szabályozás érzékelése és beavatkozási parancs kiadása a távolabb elhelyezett fűtőberendezés (kazán) részére a szabályozóban történik. A szabályozót két- vagy háromvezetékes rendszer köti össze az adott fűtőberendezéssel.
Felvetődik a kérdés miért, van szűkség a helyiségek hőmérsékletének ilyen megkülönböztetett szabályozására. Az egyedi hőmérséklet szabályozás biztosítja, hogy az adott térben és időben csak a szükséges hőmennyiség kerüljön felhasználásra. A 2. ábrán látható, hogy egy lakóház esetében milyen hőveszteségek és hőnyereségek lépnek fel.

Az ábrán látható lakóház hőnyeresége, az alábbiakból tevődik össze:
– Napsugárzás
– Világítás
– Irodagépek
– Személyek
– Háztartási gépek
– Egyéb gépek

A GRÄSSLIN fejlesztői a napszakokat és az ezekhez tartozó hőigényeket figyelembe véve készítették el a szabályzókat (3). Az ábrán láthatók a napszakoknak megfelelő hőmérséklet szintek és változások.

Hőmérsékletszabályozók szerkezeti felépítése

A szabályozó "parancsának" közlése a fűtőberendezés vezérlője felé, villamos jellel történik. A továbbító rendszer lehet kétvezetékes és háromvezetékes. A hőmérséklet érzékelése történhet bimetallal, táguló membránnal és termisztorral
A kétvezetékes rendszerben a lakásban elhelyezett szabályozót a fűtő készülékkel 2 db villamos vezető köti össze: a fázis és a "0" vezető. Példaként nézzük meg az elvi kapcsolást (4). Az ábrát megtekintve az alábbi előnyök láthatok:
A rendszer gazdaságosan telepíthető mert, csak két vezetéket kell adott esetben az akár 50 m távolságra elhelyezett kazánhoz csatlakoztatni. A szabályzókat kompenzálják, hogy a szabályozás pontosságát javítsák. Ebben a rendszerben, mindig a szabályozón átfolyó terhelő árammal arányos a hőkompenzálás, nincs túlkompenzálás.
A hazai és egy-két nyugati típusú szabályozó, háromvezetékes rendszerben dolgozik. A rendszer lényege, hogy a szabályozót három vezeték köti össze a fűtőkészülékkel: "0", "F"-be és "F"-ki (5).
Ennek a telepítési költsége kb. 30%-kal nagyobb és az állandó értékű kompenzálás miatt, kis terhelő áram esetén túl- illetve nagy terhelő áram esetén alul kompenzál.
A szerkezeti kialakítást az előzőek alapján elsődlegesen befolyásolja az alkalmazni kívánt vezeték rendszer. Abban azonban minden változat megegyezik, hogy fő elemeik azonos funkciót látnak el. Ezek a főszerkezeti elemek: a hőérzékelő, a teljesítmény kapcsoló, a kompenzáló elem, és egyéb szabályozó elemek.
A hőérzékelő feladata az adott érzékelési helyen a hőmérséklet változást érzékelni, ezzel arányos elmozdulást, erőt, illetve ellenállás változást létrehozni. A beállítástól függően a mechanikus érzékelő elmozdul és teljesítmény kapcsolásra alkalmas villamos érintkezőkkel ellátott pattanórugót működtet. A rugó nyitó-záró érintkezőt zár illetve nyit.
Két jellegzetes mechanikus hőérzékelő használatos: a bimetall szalagos és a táguló membrános. A bimetallos hőérzékelő (6) működése azon alapszik, hogy két különböző hőtágulási együtthatójú lemezt hidegen összehengerelnek, majd melegítenek. A két lemez a nagyobbik hőtágulási együtthatójú felé fog a hőmérséklettel arányos elmozdulást végezni. Az elmozduló bimetall lemezzel érintkezőt nyitnak, illetve zárnak. A 7. ábrán a GRÄSSLIN TERMIO 2H típusú bimetallos hőmérséklet szabályozója látható.
A táguló membrános hőérzékelő működése azon alapszik, hogy egy táguló anyaggal megtöltött, lezárt fémszelence (8) a hőmérséklet változás hatására kitágul és érintkező párt működtet.
Régi típusoknál ezt alkalmazták. Hátránya, hogy bonyolult és nagy pontosságot igényel a membrán gyártása. Linaritása kiváló volt míg az egyik hazai gyártó a halon származékú környezet szennyező táguló anyagot ki nem cserélte.
A szelencébe töltött táguló anyag gőztenziós állapotban van, hőmérséklet változás hatására kitágul és előfeszíti a membránt. Az elmozdult membrán érintkezőpárt működtet, majd a hőmérséklet csökkenésekor a membrán összehúzódik és megszakítja az érintkezőket.

Elektronikus helyiséghőmérséklet szabályozók

A szerkezeti felépítésükre jellemző, hogy hőérzékelőjük egy speciális ellenállás, amelynek az ellenállása csökken a csökkenő hőmérséklet változás hatására, igen jól vezet és negatív hőmérsékleti tényezője van. Más néven termisztor ellenállásnak nevezik. A hő érzékelést végző termisztor a klasszikus Wheatstone híd változó tagja. A híd elvi felépítését 9. ábra szemlélteti (a termisztor, híd ellenállások, kiegyenlítő potméter). Ha a híd kiegyenlített akkor az "a" és "b" pontok között nem folyik áram. Amikor a kiegyenlített hídban a termisztor ellenállása a hőmérséklet csökkenés hatására megváltozik a híd vezet. Ezt az elvet használják fel a szabályozásnál megfelelően illesztett erősítő, teljesítmény kapcsoló elem( jelfogó, triac) közbeiktatásával. Az elektronikus szabályozóknál egy mikroproceszszor végzi a hőfokszabályozást, idő számlálást, a beprogramozott műveletek végrehajtását és az adatok tárolását. Maga a szabályozó rendszer lehet analóg és digitális.
  Általános műszaki adatok 
Beállítható hőmérséklet tartomány: +5 °C ... +30 °C 
Hőmérséklet süllyesztési tartomány: 0 °C ... –10 °C 
Villamos terhelés: 6(2) A, AC 230 V 
Kapcsolási hőmérséklet különbség: 1,2 ą 0,4 K 
Érintésvédelmi oszt: II 
Védettségi fokozat: IP20 
Érintkezők kivitele: nyitó-záró 
A levegő relatív nedvesség tartama: 30% ... 80%  A fejlettebb kiviteleknél, mint pl. a programozható szabályozóknál, előre beprogramozhatók a fűtési ciklusok, a hőmérsékletek napszaktól függően. A GRÄSSLIN cég a szabályozóknak széles választékát gyártja. A következőkben csak a legkorszerűbb szabályozók rövid ismertetésére szorítkozunk. Famoso 850 típusú digitális, programozható szabályozó: Famoso 800, 
ill. Famoso 850 
– 2 vezetékes rendszer 
– telepes üzem 
– 800 = napi program 
– 850 = heti program 
– két beállítható hőmérséklet szint 
– digitális szabályozás 
– kézi átkapcsolás: automata éjszakai   Famoso 2000 típusú digitális, 
programozható kivitel, teljesen elektronikus vezérlésű szabályozó: 
Famoso 2000 
– 2 vezetékes rendszer 
– telepes üzemmód 
– 3 beállítható hőmérséklet szint 
– napi és szabadidő program 
– program max. 99 napos szabadság idejére 
 
    Chronostat RTC 7 típusú elektronikus hőmérséklet, időszámláló szabályozó, 
programozható 3 hőmérsékletszintre és időintervallumra 
– 2 vezetékes rendszer 
– telepes üzem 
– 3 beállítható hőmérsékletszínt 
– napi és szabadidő program 
– program 127 napra a szabadság idejére 
 
   A GRÄSSLINnem csak korszerű szabályozókat gyárt, hanem fejlesztési eredményeit is kész megosztani partnereivel. Részegységeket is szállít azok részére akik saját fejlesztésükben adaptálni akarják azokat. Ilyen részegység a CM /1 digi 42 modul 
– 1 csatorna 
– 42 tárlóhely 
– heti és napi program 
– szabadidő program 
– automatikus téli, ill. nyári időszámítás A modul tulajdonképpen egy digitális számláló és hőfokszabályozó. Ehhez a felhasználónak csak egy teljesítmény kimenetet és csatlakozást kell tervezni. A beállítható 2 hőmérsékletszínt és az aktuális hőmérséklet megjelenik a beépített digitális kijelzőn. A homlok oldalon elhelyezett tasztatúra segítségével végezhető el a programozás. Újdonság a IM /2 digi 32 digitális időkapcsoló modul 
– 2 csatorna 
– 32 tárolóhely 
– átkapcsolható téli, ill. nyári időszámításra 
– csatlakozók: 3 db vezeték 
 
  A modul alkalmas kapcsolási időintervallumok beprogramozására, tárolására és kijelzésére. Könnyen beépíthető és alkalmazhatók más rendszerekbe.

Akik a szabályozókról többet szeretnének tudni, forduljanak a cég képviselőjéhez.
Landis & Staefa Magyarország Kft.
1134 Budapest, Váci út 37
Telefon: 465-3030 Fax: 270-4005