Loxone – a mindent tudó

Loxone

A Loxone világítás, zsalúzia vezérlésére lett kitalálva, mára azonban egy épület teljes felügyeletét elláthatja. Ebbe beletartozik gyakorlatilag minden, amit el tudunk képzelni. Kapcsolódhat riasztórendszerekhez, szinte minden készülékhez, ami adatkapcsolattal kommunikálhat, akár mérőkhöz, időjárás állomásokhoz, de tud mérni hőmérsékletet, nyomást, páratartalmat, azaz szinte mindent, kezelhet hardware eszközöket, AV eszközöket, bármit.

Zsenialitása igazából a többi PLC-khez képest abban rejlik, hogy grafikus szerkesztőjében igen gyorsan rakhatók össze a legbonyolultabb vezérlések, szabályozások, ráadásul igen informatív, ezért örökíthető, ergo, ha már nem lelhető fel a telepítést végző, folytatható, tovább szerkeszthető, módosítható. Nem kell hozzá agysebésznek lenni, viszont igen fontos, hogy megismerjük azt az eszközt, amit vezérelni, vagy szabályozni akarunk, mert akkor működik minden jól, ha azt kapja, ami neki jár.

Alapkészüléke a webszerver, amelyen keresztül minden platformra megírt klienseken keresztül el lehet érni a felügyeleti rendszert, az otthonunkat. További modulokkal (Extension) bővíthető a rendszer szinte a végtelenségig.

Rengeteg olyan probléma is megoldható a Loxone-nal, amelyet “normálisan” igen sok és drága eszközzel lehetne megvalósítani.

Az ára elsőre magasnak tűnik, ám ha utánaszámolunk, általában olcsóbbra jön ki, mint “diszkrét elemekből” összerakott rendszer esetén.

Egy egyszerű fűtésvezérlést motoros szelepekből összerakni gépészeti szempontból könnyű megépíteni, ám ezeket a motorokat mozgatni kell. Ha hozzávesszük azt is, hogy az egyszerű szabályozó láncok “buták”, nem paraméterezhetők, nem tudnak külső hőmérséklet arányában állítani, akkor már könnyen belátható a korszerű Loxone jelentősége. Ehhez még távoli irányítás és felügyelet is jár, akkor azt hiszem nem is kérdéses, mi a jobb.

 

Még mindig…

Sajnos, még mindig nem természetes a normális megközelítés az épületgépészeti rendszerek kialakításában. A sorrend még mindig az, hogy a tervező tervez egy hidraulikus rendszert, majd valaki megépíti, azután valaki elkészíti a szabályozást, vezérlést, valami csak születik belőle.

A helyes sorrend az lenne, hogy először meg kell ismerni az Ügyfél vágyait, ezt a szabályozás szempontjából kell megvizsgálni, ezután kell meghatározni, hogy milyenek legyenek a végrehajtó aktív elemek, mindezek végén elkészíteni hozzá a hidraulikus tervet.

Mi lenne ennek a következménye? Talán a működő rendszer, amely megfelel a Megrendelő igényeinek!

Napkollektoros rendszerek beállítása, összefüggések

Szivattyúállomás

Nagyon sok, rosszul összerakott, helytelenül beállított rendszerrel találkoztam már, ideje hát, hogy leírjam, hogyan és miképpen függ össze a rendszer alkotóelemeinek beállítása.

A rendszer tulajdonképpen eléggé egyszerű, amiket be lehet és kell állítani, azok a tágulási tartály előnyomása, a szivattyú sebessége és természetesen a szabályzó, vagy vezérlő, ennek értékei, valamint a tároló környéke.

Első sorban a tároló üzemi nyomásánál nem lehet nagyobb a biztonsági szelep nyitási értéke. Jellemzően ez 6-10 bar. Fontos a maximális üzemi hőmérséklet is, ezt nem haladhatja meg a szolár szabályozó beállítása a kollektorhűtéssel együttes értékről van szó. Természetesen a tároló vizének hőmérsékletét csak akkor állíthatjuk maximumra, ha a használati melegvíz ágban van termosztatikus keverőszelep, melynek feladata, hogy a melegvízcsapolókhoz ne juthasson forró víz, tehát ez a forrázás elleni védelem.

A fagyálló folyadék dermedési hőmérséklete általában -22 és -30°C körül mozoghat, ám tudnunk kell, hogy a szivattyúk jellemző fagyállótűrése 40%-os töménységre vonatkozik. Tömény fagyállót az örvényszivattyúk nem tudnak mozgatni, ezért ne is kíséreljük meg a rendszerbe tölteni.

Mivel egy bármilyen rendszerben bármely alkotóelemet a rendszerhez kell méretezni, így a ezekben a rendszerekben is így van. A szabályzó védelmi hőmérsékletéhez (ahol az elektronika kikapcsolja a szivattyút) kell számolni a rendszernyomást és a tágulási tartály nyomását is. Emlékeim szerint 120°C-hoz 2 bar, 130°C-hoz 3 bar gőznyomás tartozik, így egyszerű a képlet: ha a szabályozó minimális védelmi hőmérséklete 120°C, akkor a helyes üzemi nyomás 2 bar, ettől legyen 0,5 barral alacsonyabb a tágulási tartály előnyomása. 3 bar üzemi nyomásnál 2,5 bar a tágulási tartály előnyomása és ekkor 130°C a beállított védelmi hőmérséklet. Mindez igen jól hangzik, de miért is kell ez a sok izé? Egyszerűen csak azért, mert ha a kollektor előbb begőzöl, mint ahogy a védelmi hőmérsékletet elérné, akkor a szivattyú csak köpködi a forró kollektorba a folyadékot és a rendszer esetleg gőzfejlesztővé válik. Elhibázott gyakorlat tehát, hogy a 3 bar előnyomással szállított tágulási tartályhoz 2 bar üzemi nyomást állítsanak, mert ebben az esetben a tágulási tartály logikailag nem vesz részt a nyomástartásban, így a legkisebb szivárgás is jelentős nyomásesést mutat. Nem utolsó sorban figyelembe kell venni a kollektor teteje és a tágulási tartály közötti magasságkülönbséget is, hiszen az első példabeli beállítás 1,5 baros előnyomással 15 m geodetikus magasságkülönbségre alkalmas. Amennyiben ez a távolság nagyobb, mindenképpen ennek megfelelő előnyomást kell beállítani, ehhez nagyobb üzemi nyomást is.

A szivattyú által szállított folyadék tömegáramát célszerű kisebb rendszereknél 3-4 kg/min-ben (3-4l/perc) meghatározni, ez persze sorba kapcsolt kollektorok esetében igaz. Nagyobb rendszerek esetében jobb nagyobb tömegáramot beállítani, hogy a kollektorok közel azonos munkapontban működhessenek, hiszen a hőmérséklet emelkedésével csökken a hatásfok.

A szivattyúk minimális fordulatszáma kisebb rendszerek lehet érdekes, szabályozott fordulatszámnál lehetőség nyílik a még gazdaságosabb energiatermelésre, nagy rendszerekben a maximális sebesség alkalmazandó. A szivattyúgyártók 30%-nál kisebb fordulatszámot nem látnak szívesen, nincs is értelme. Az új, elektronikus szabályzású szivattyúk (energiatakarékos) már nem rövidre zárt forgórészű asszinkron motorral készülnek, hanem teljesen elektronikus, állandó mágneseket alkalmazó motorokkal. Ezek már nem sebességszabályozhatóak tők a régi szabályzókkal, kivéve, ha minimum fordulatnak 100%-ot állítunk be.

Ezek a sorok első sorban a kollégáknak íródtak, de remélem, hogy másnak is érthető.

Geotermikus hőszívattyú

A föld-víz hőszivattyú hőnyerő közege a talaj, vagy a föld mélye. Praktikusan három dologról beszélhetünk, a talajkollektorról, a künettről és a szondákról. Mindhárom megoldás zárt csőrendszert jelent, fagyálló folyadékkal feltöltve. A talajkollektor kb. úgy néz ki, mint a padlófűtés csőhálózata és nem véletlenül, csak annyi a különbség, hogy ez a csőhálózat a földfelszín alá kerül nagyjából 2m mélyre.Geotermikus hőszívattyú 1 Fel kell szedni a talaj felső rétegét, lefektetni a csőhálózatot, majd visszateríteni a földet rá. 2m mélyen a talaj hőmérséklete nagyjából állandó, tehát jól hűthető. Fontos a méretezés, mert a lefagyott talaj már alkalmatlan a hőtermelésre. A talajkollektor tulajdonképpen egy nagy napkollektor, hiszen a talaj felső rétege a nap melegét tárolja el, persze ebből az is következik, hogy a a tél végére már a kollektorok környéke erősen lehűlhet. Nyáron a hőenergia újra raktározódik, még jobb, ha a hőszivattyú hűtő üzemmódban melegíti a talajt. Kvázi napkollektor lévén a területet nem szabad nagy lombos fákkal betelepíteni, az ideális a nyírt gyep. A künett nem más, mint a talajkollektor spirális változata a könnyebb telepítés érdekében, ennél a megoldásnál 2m mély árkokba kerülnek a spirális csőkötegek, a telepítés egyszerűbb, gyorsabb, ám itt is fontos a méretezés.Geotermikus hőszívattyú 2 A szonda függőleges csőhálózat, ami a föld hőjét hasznosítja, a szondák mérete 100m-es nagyságrendű. Egy szondafuratba általában két U alakú cső kerül, a szükséges teljesítménytől függően több szonda szükséges. A jobb hővezetés érdekében a furatokat bentonittal töltik fel. Ez a hőszivattyúzás legdrágább és legtartósabb módja. Mindhárom megoldásnál osztó-gyűjtőkben találkoznak a csövek és a hőcserélő körét szivattyú keringteti. Ez a szivattyú kisebb teljesítményű, mint a víz-víz hőszivattyúk esetében, hiszen zárt kört keringtet. Mindenképpen oda kell figyelni a talaj hőmérsékletére, a visszamelegítésre, ezért célszerű a nyári melegvízelőállítást napkollektorokra bízni, a hőszivattyút pedig pihenni hagyni, vagy hűteni vele. Ekkor biztosítható, hogy a téli fűtési szezonra elegendő geotermikus energia áll majd rendelkezésre és a tél végén sem fog lefagyni a hőnyerő oldal.

Szabályozás, vezérlés

A szabályozás és a vezérlés fontossága abban rejlik, hogy valamely fizikai jellemzők mennyiségét, vagy minőségét kell befolyásolni annak érdekében, hogy a kívánt mennyiségek, vagy minőségek kerüljenek felhasználásra. Ez a mondat eléggé kacifántosra sikeredett, az egyszerű magyarázatra példa a fűtési rendszer az éghajlatunkon: folyamatosan változó külső hőmérséklet mellett azonos hőmérsékleten kell tartani az épületekben levő helyiségek levegőjét mondjuk a folyamatos munkavégzés fenntarthatósága, vagy egyszerűen csak a kellemes benntartózkodás érdekében. Korunkban a szabályzás és a vezérlés eszközei jobbára, vagy talán már kizárólagosan elektronikus eszközök. Miért is van szükség elektronikára mindenhol?

– Nincs szükség átfogó elektronizálásra, azonban az elektronika nyújtotta lehetőségek gyakorlatilag határtalanok. Sok esetben már elhagyhatatlan olyan esetekben, amikor pontos értéken-tartásra van szükség. Egyszerű magyarázat erre a termosztát, mely régebbi mechanikus létére képes volt 2-3°C-os határértékekkel kapcsolni, a fejlett elektronikus termosztátok akár 0,1°C-os kapcsolási intervalluma. (Szakembereknek: tudjuk, hogy a hőmérséklet-különbségez Kelvinben adják meg 🙂 ). Az egyre kisebb tartományok pontosabb szabályzást tesznek lehetővé, így a befektetett energiamennyiség csökken, ráadásul a közérzetünk is jobbá válik azáltal, hogy a hőmérséklet-változás okozta kellemetlen érzet csökken, jobban tudunk koncentrálni arra, amit éppen végzünk. Az épületekben már teret nyert az épületfelügyeleti rendszer, melynek feladata az összes változó befolyásolása, vezérlése. Beletartozik tehát a fűtés, hűtés, világítás, szellőztetés, aktív árnyékolás, a hőtermelés, a biztonságtechnika, a belső és külső kommunikáció, szóval minden, ami az épület működéséhez szükséges lehet. Ez persze hatalmas mennyiségű információs kábel és érzékelők beépítését teszi elengedhetetlenné. Az agy maga a rendszer számítógépe, minden információt az érzékelők generálnak, a vezetékeken jut el a központhoz, amely értékel, összehasonlít és a beavatkozó eszközökön keresztül szabályozza, vagy vezérli a megfelelő eszközt. A rendszerek kiépítés rendszerint az elektromos hálózat kialakításával párhuzamosan zajlik, ám külön-külön vezetékcsatornákban. A vezetékcsatornák jellemzően a falakban helyezkednek el, vakolás után nem láthatók többé (jó esetben). A vezetékek, érzékelők, központok telepítése hasonlóan a víz, vagy csatorna-rendszerekhez, meglehetősen nagy bontással járnak, a munkák nyomait a kőművesek, burkolók tüntetik el, teszik láthatatlanná azokat, azaz felöltöztetik a falakat. A telepítés után következik a programozás, beszabályozás, ettől a munkafázistól fog úgy működni minden, ahogyan az megtervezésre került.

A faelgázosító kazán

A fa égésének folyamatában a víz elpárolgása után gáznemű, éghető anyagok távoznak. Ez a gáz hozzáadott levegővel (másodlagos levegővel) keveredve erős, magas hőmérsékletű lángot eredményez. Ezzel a gázzal lehet akár világítani, főzni, vagy akár autót is hajtani. A II. világháborúban a németek megrendelésére gyártottak fagáz-készítő mobil eszközöket és teherautókra szerelve működtették ezeket. A pirolízis néven is emlegetett égési fázist felhasználja néhány kazángyártó. A kazánok a faelgázosító kazán nevet kapták, jelezve legfőbb tulajdonságukat. De miért is jó ez a kazán? Egy hagyományos vegyes tüzelésű kazán hatásfoka jobbára 50-70% környékén mozog akkor, ha nem kormos. A faelgázosító kazán ezzel szemben 80-90% körüli hatásfokkal égeti el a fát. A hatásfok miért is fontos?

A  faelgázosító kazán 3A fa elégésekor nagyrészt széndioxiddá és hamuvá válik. A füstgázokkal együtt távozik némi szilárd anyag is, ám nem jelentős mértékben. A gyengébb hatásfok mellett több hamu keletkezik, persze a jobb hatásfokú égés minimális hamut eredményez. Ugye könnyen belátható, hogy a kevesebb hamu mellett nagyobb mennyiségű forró gáz halad át a kazánon, ami nekünk hasznos, hiszen ezzel melegítjük fel a kazán hőcserélőjében a vizet, ami a
hőleadókban (radiátor, padlófűtés, mennyezetfűtés, falfűtés) hűl le és melegszik ismét fel visszatérve a kazánban. Az ideális kazán úgy nézne ki, hogy az éghető anyag teljesen elég, nem marad utána salak, a kéményben a gázok környezeti hőmérsékletre hűlnek, azaz a termelt hőmennyiség mind átadódik a fűtendő közegnek. Sajnos azonban ilyen nincs és nem is lenne jó, mert igen sok eszköz kellene az égés vezérlésére. A kémény, mint egyszerű gép, eltávolítja a füstgázokat gravitációs úton, és ugye maga után húzza a kazánba a friss levegőt, ami az égést táplálja. Igen ám, de a friss levegő hideg, jó-e ez nekünk?

Hát nem, de a begyújtás után keletkezik csak a meleg, amivel elő lehetne melegíteni az elsődleges levegőt. Addig azonban a fából kilépő elpárolgó víz gőze lecsapódik (kondenzálódik) a kazán hőcserélőjén, korrodálva azt. Ha ez a kondenzáció rövid ideig tart, nem okoz különösebb gondot, de hosszan tartó lecsapódás már jelentős élettartam-rövidülést okoz. Lehet rövidíteni ezt az időtartamot? Lehet, sőt kell is. Hasonlatosan az autó motorjának működéséhez, a faelgázosító kazán is rendelkezik egy kis vízkörrel, ami mind addig zárva van, amíg a kazán belső hőmérséklete nem emelkedik a megfelelő szintre, ahol megszűnik a kondenzáció és beindulhat a valódi égés. Ezután már a meleg víz eljuthat a puffertárolóba. A faelgázosító kazánok jó része kissé megerőszakolja a fizikát: a láng bennük ugyanis lefelé mutat. Brrr… Mire jó ez?
Nagyon is okos dolog! Gondoljuk át az egyszerű kályhában való tüzelést: Meggyújtjuk a fát, az ég, meleget csinálva, de rá kell rakni a friss tüzelőt, ami hideg, nedves. Mindaddig csak füstöl, amíg a friss tüzelő is át nem forrósodik, persze addig erőteljesen hűti (energiát von el) a tüzet. A faelgázosítóban azonban a láng lefelé mutat (fejjel lefelé ég), tehát az égő fára felülről kerül rá a friss, hideg tüzelő, nem hűtve a lángot és nem okoz kondenzációt sem. Mire a friss tüzelőre kerül a sor, lassan felmelegszik, kiszárad és könnyen meg fog gyulladni. Ugye milyen nagyszerű működési elv ez? Hát ezért jó faelgázosító kazánt üzemeltetni! Fontos azonban megjegyezni, hogy ezen kazánokat kizárólag puffer-tárolóval együtt lehet jól üzemeltetni és feltétlenül szükséges hozzájuk a fentebb említett kis vízkört kialakító termosztatikus keverőszeleppel egybeépített szivattyús egység is! Még egy igen fontos tudnivaló: a faelgázosító kazánokat száraz fával kell üzemeltetni, kiküszöbölendő a korrózió, az alacsony hatásfok. A frissen vágott, vagy a tüzelőanyag-telepeken kapható, az Isten szabad ege alatt ázó fa 50-70% vizet is tartalmazhat, a száraz fa 15-20%-ot. A két állapot között a fűtőérték arány 0,5:1-hez, ami azt jelenti, hogy a nedves fa fűtőértéke fele a száraz fáénak. Ugyan az a fa, hát hogyan lehetséges ez?!

A magyarázat a cikk elején található, tehát az égés kezdetén a fából elpárolog a víz, ami, ugye tudjuk, csak 100°C felett válik gőzzé (légnemű anyaggá), tehát csak efelett tud a kéményen eltávozni, persze hűtve a füstgázt és a hideg kéményen lecsapódva kátrányos léként lefolyik. ezek a folyamatok komoly energiaveszteséggel járnak, ennek fedezésére használódik fel a fele fűtőérték. A káros folyamtok, mint a nevében is benne van, károsak a kéményre, a kazánra, az egészségre és károsak az ezeket üzemeltetők pénztárcájára is, nagyon is!