KLASIKA, AUTOMATIKA ILI AUTOMATIZACIJA?
Ruku na
srce, budimo realni; automatizacija je idealan način upravljanja kućnim
sustavima, naročito sustavom centralnog zagrijavanja prostorija – sustavom za
održavanje temperature. Složeni sustav automatizacije nadzire i optimalno
upravlja centralnim grijanjem prema zahtjevima i potrebama uz naglašenu
ekonomičnost i jednostavnost rukovanja. U precizno podešenom sustavu potrebe za
upravljanje svedene su na minimum: scenariji, daljinsko upravljanje i pokoja
promjena postavki u termostatima ili upravljačkoj jedinici. Nadalje,
zagrijavanje prostorija vrši se prema dnevnom i tjednom režimu korištenja
prostorija i životnim navikama, te se podjelom na zone i zagrijavanjem samo
onih prostorija u kojima boravimo ostvaruju i značajne uštede u potrošnji
energenata. Ali…
Sustavi
automatizacije izuzetno su složeni i skupi. Zahtijevaju precizno i vrlo opširno
planiranje i ugradnju, a nadasve stručno podešavanje i uhodavanje. Za to su pak
potrebne stručne osobe sa velikim teoretskim i praktičnim znanjem kako bi
sustav optimalno profunkcionirao i optimalno služio svrsi. Problem su i
specifični elementi (moduli) koje u većini slučajeva možete odabrati samo u
okviru jednog proizvođača, što predstavlja problem pri naknadnoj nabavi i
zamjeni neispravnih elemenata. Nadalje, možda najvažniji čimbenik su izuzetno
složene i komplicirane operacije potrebne za promjenu rada sistema, za što vam
je opet potrebna stručna osoba. A i dobar broj „stručnjaka“ koji vam i ugrade
skupe i komplicirane sisteme nemaju blage veze kako bi taj sustav morao
funkcionirati i koje su njegove mogućnosti.
I za
kraj, ljudski faktor: strah! Naime, sučelja upravljačkih jedinica vrlo su
opširna i komplicirana; većina ljudi neće ni pokušati promijeniti postavke u
upravljačkoj jedinici ili modulima upravo radi straha ili neznanja! Tek mali
broj ljudi dovoljno je tehnički potkovan i sposoban shvatiti upute o radu i
rukovanju sustavom! I kao posljedica navedenih „nedostataka“, većina ljudi jednostavno
nije zainteresirana za ugradnju naprednih sustava automatizacije.
Po
drugoj strani, za prosječnog korisnika najprihvatljiviji sustav je: „što
jednostavnije, to bolje“. I zato dolazi do nezainteresiranosti za napredne
sustave, i do odabira osnovnih (klasičnih) načina upravljanja centralnim
grijanjem (slika 1): klasičan sustav centralnog grijanja sa sobnim termostatom
kao jedinim elementom upravljanja. Upravljanje centralnim grijanjem iznimno je
jednostavno: regulacijom temperature na sobnom termostatu određujemo i
intenzitet zagrijavanja prostorija. Sobni termostat postavlja se u prostoriju u
kojoj najčešće boravimo (npr. dnevni boravak), tako da zagrijavanje cjelokupnog
stambenog objekta ovisi o temperaturi u prostoriji u kojoj se nalazi termostat.
Ugradnjom programabilnog sobnog termostata upravljanje grijanjem postaje još
kvalitetnije; sobni termostat upravlja grijanjem uzimajući u obzir programe
(dnevni i tjedni režim rada) koje smo unijeli prema našim potrebama i navikama.
Tako npr. možemo odabrati dnevni režim rada (od 06:00 do 23:00) sa
zagrijavanjem prostorija na temperaturu od 22 °C i noćni režim (od 23:00 do
06:00) sa temperaturom zagrijavanja od 18 °C. Programabilni termostat
izvršit će promjenu režima zagrijavanja prostorija obzirom na doba dana
(programirano vrijeme). Postoje i sobni termostati pomoću kojih možemo izvršiti
i precizniju regulaciju temperature u prostorijama (podjela dana na više
vremenskih zona – režima grijanja, pojačano grijanje, grijanje u odsutnosti i
sl.). Što se tiče rukovanja, programabilni termostati su jednostavni uređaji i
nakon osnovnog podešenja od strane stručne osobe promjena parametara (željene
temperature, režima rada i sl.) vrlo je jednostavna i lako je shvatljiva!
U posljednje
vrijeme povećana je ugradnja sustava centralnog grijanja bez sobnih termostata.
„Upravljanje“ vrše termostatski ventili na radijatorima (uz obavezan naputak da
„jedan ventil uvijek mora biti otvoren“). Iako su takvi sustavi funkcionalni,
pitam vas na koji način možete izvršiti regulaciju dnevnog – noćnog režima
zagrijavanja, osim stalnog okretanja termostatskih ventila? Istina, postoje
kvalitetne peći za centralno grijanje u kojima je moguće podesiti regulaciju
temperature vode u sistemu ovisno o dobu dana, ali to podešavanje je prepušteno
stručnjaku. Nedostatak opisanog sustava očituje se u nemogućnosti preciznog
upravljanja grijanjem, osjetno većom potrošnjom energenata i načelno većom
dinamikom zagrijavanja noću (u slučaju da ne vršimo stalne korekcije na
termostatskim ventilima).
Treće
rješenje je – automatika. Zašto automatika? Nije li to zastarjelo? Naime,
takozvana „automatika slobodnog vezivanja“ svodi se na vrlo jednostavno
upravljanje sustavom centralnog grijanja koje je prilagođeno optimalizaciji
zagrijavanja, sigurnosti, jednostavnošću
za rukovanjem i jednostavnošću za održavanjem! Zbog malog broja elemenata
sustav je iznimno pouzdan, i, naravno, jeftin! Kvalitetni releji relativno su
jeftini, dugi niz godina su prisutni na tržištu, lako ih je nabaviti, ugraditi
i zamijeniti, i što je najvažnije, na relejima se u bilo kojem trenu vidi
stanje i rad samog uređaja. Samim tim je i održavanje puno jednostavnije, dok
se nadzor i upravljanje svode na sobne termostate, nekoliko prekidača i signalnih
žaruljica. „Obuka“ o korištenju (upravljanju) je iznimno jednostavna i
kratkotrajna, i lako je shvatljiva čak i potpunim laicima. Upravljanje je
svedeno na minimum, iz signalnih žaruljica lako se prepoznaje stanje sustava i
eventualni kvarovi, a sam sustav je zamišljen da uz optimalno zagrijavanje
služi i kao maksimalna zaštita sustava i samog objekta. I za kraj, automatika
može riješiti i probleme sa upravljanjem ili nadzorom grijanja koje nisu
izvedive niti jednim sustavom napredne automatizacije!
UPRAVLJANJE KLASIČNIM CENTRALNIM GRIJANJEM
Vratimo
se na sliku 1a. Prikazani su elementi klasičnog centralnog grijanja: peć za
centralno grijanje (bilo koje vrste), cirkulacijska pumpa koja služi za prisilan
protok medija (vode) po cjevovodu i radijatorima, zatim radijatori (ili podno
grijanje) koji služe za prijenos topline u okolinu i na kraju sobni termostat
koji na osnovu temperature u nadziranoj prostoriji vrši upravljanje radom
centralnog grijanja. Slika 1b prikazuje uprošćeni prikaz rada sustava
centralnog grijanja, dok je na slici 1c prikazana šema priključaka električnih
elemenata – sobnog termostata (priključak T.P.) i cirkulacijske pumpe
(priključak I.P.). Naravno, postoji i priključak na napon gradske mreže koji na
ovim slikama nije prikazan.
Princip
rada je jednostavan: padom temperature u nadziranoj prostoriji ispod
vrijednosti podešene na sobnom termostatu mehanizam termostata zatvara kontakt
Te, čime se zatvara strujni krug T.P., radi čega sklop za upravljanje radom plamenika
i pumpe („automatika“), koji se nalazi u samoj peći za centralno grijanje,
dobiva informaciju o potrebnom uključenju grijanja. Pali se plamenik, ali
se istodobno uključuje i cirkulacijska
pumpa (strujni krug cirkulacijske pumpe priključen je na priključak I.P.). Kad
se postigne željena temperatura odvija se suprotni proces: sobni termostat
prekida strujni krug T.P., te sklop za nadzor rada plamenika i cirkulacijske
pumpe isključuje rad grijanja – gasi se plamenik i cirkulacijska pumpa prestaje
s radom.
Sve
šeme koje će biti prikazane koriste isključivo navedene priključke na peći za
centralno grijanje: priključak za sobni termostat (T.P.) te priključak za
cirkulacijsku pumpu (I.P.). Na taj način nije potrebna nikakva preinaka u samoj
peći za centralno grijanje! Naravno, to se ne odnosi na kombinirane protočne
grijalice vode – peći za centralno grijanje, ali se uz male preinake koje će
obaviti stručna i nadležna osoba navedeni sustav može bez problema ugraditi i
za upravljanje takvim uređajima.
Krenimo
redom. Slika 2 prikazuje osnovni izgled sklopa za upravljanje centralnim
grijanjem. Sastoji se od sobnog termostata Te, releja ponavljača T1, releja
ponavljača informacije za rad cirkulacijske pumpe Ip1, te dvije tinjalice.
Relej ponavljač Ip1 je „zamjena“ za cirkulacijsku pumpu – spaja se ili na
priključak namijenjen priključenju cirkulacijske pumpe na peć I.P. ili pak umjesto
postojeće pumpe – postojeća cirkulacijska pumpa P1 otpaja se iz sustava
upravljanja i umjesto nje spaja se relej Ip1, dok se cirkulacijska pumpa P1
spaja kako je prikazano na slici 2a.
Napominjem:
opisani prikazi namijenjeni su za kućne sustave centralnog grijanja sa
cirkulacijskom pumpom koja se ugrađuje izvan peći, na cjevovod centralnog
grijanja. Za ugradnju u sustav kombiniranih bojlera potrebno je odobrenje od
nadležnog servisera ili pak sustav automatike namijenjen isključivo za takve
vrste grijalica vode („bez ulaska u sistem“), o čemu će biti riječi kasnije.
Da bi
razumjeli princip rada sklopa za upravljanje centralnim grijanjem, opisat ćemo
ga „korak po korak“: slika 2a prikazuje osnovno stanje prilagodbe sobnog
termostata automatskom sklopu za upravljanje radom centralnog grijanja. Sobni
termostat Te1 očitava temperaturu veću od podešene, i kontakt Te1 je otvoren.
Na slici 2c prikazan je slučaj pada temperature ispod podešene vrijednosti:
kontakt mehanizma sobnog termostata Te1 se zatvara i zbog toga privlači relej –
ponavljač T1. Istodobno se pali i signalna žaruljica Ti1 smještena na
upravljačkom dijelu kućišta za ugradnju automatike. Privlačenjem releja T1
preko zatvorenog kontakta T1.1 peć za centralno grijanje (putem priključka
termostata T.P.) dobiva informaciju i počinje s radom. Paljenjem plamenika
sklop za upravljanje ugrađen u peći daje informaciju o potrebi rada
cirkulacijske pumpe – privlači relej Ip1 spojen na priključke za cirkulacijsku
pumpu I.P. Privlačenjem releja Ip1 zatvara se kontakt Ip1.1 i pumpa P1 počinje
s radom. Istodobno se pali i signalna žaruljica Ti2 koja nam signalizira rad
cirkulacijske pumpe.
U
suprotnom slučaju, kad temperatura u prostoriji naraste iznad podešene,
mehanizam sobnog termostata otvara kontakt Te1 radi čega i otpušta relej T1.
Putem kontakta T1.1 prosljeđuje se informacija sklopu za upravljanje u peći i
plamenik prestaje s radom. Sklop isključuje rad cirkulacijske pumpe – otpušta
relej Ip1 i pumpa P1 prestaje s radom.
Međutim,
u slučaju potrebe za cirkulacijom (ili recirkulacijom) odnosno hlađenjem
pregrijane vode u sustavu centralnog grijanja događa se slijedeće: pri
otvaranju kontakta sobnog termostata Te1 gasi se plamenik ali zbog potrebe rada
cirkulacijske pumpe ne otpušta relej Ip1; pumpa P1 nastavlja s radom do
prestanka potrebe za cirkulacijom – otpuštanja releja Ip1.
Iz
opisanog smo saznali kako radi osnovni sklop za upravljanje centralnim
grijanjem. Slika 2b prikazuje upravljanje elektromagnetskim ventilom umjesto
pumpom u višezonskim sustavima centralnog grijanja, bez ulaska u sistem. Slika
2d namijenjena je automatičarima – prikazana je uslovnost opisanog sustava.
ZAŠTITA OD PREGRIJAVANJA, DOJAVA SMETNJE
Krenimo
korak dalje. Jedan od osnovnih problema centralnog grijanja je pregrijavanje
tekućine za prijenos topline. Na slikama 3a i 3b prikazan je sklop za
sprječavanje pregrijavanja u slučaju npr. zatajenja sobnog termostata u
privučenom položaju. Na slici 4 prikazana je pozicija ugradnje cijevnog
termostata C.T. – čim bliže izvoru topline (peći). Cijevni termostat nadzire
temperaturu vode u sistemu grijanja, i u slučaju pregrijavanja (temperature
više od podešene, npr. 80 °C) termostat daje informaciju o pregrijavanju sklopu za
upravljanje grijanjem. Cijevni termostati su jeftini elementi koji se
jednostavno ugrađuju na nadziranu cijev pomoću obujmice, pouzdani su i nadasve
su korisni.
Na
slici 3a prikazan je osnovni spoj cijevnog termostata C.T. u sklop za
upravljanje centralnim grijanjem. U prethodnom tekstu vidjeli smo kako
funkcionira upravljanje grijanjem, što je potpuno identično slučaju prikazanom
na slikama 3a i 3b. Međutim, u slučaju pregrijavanja vode u sistemu centralnog
grijanja mehanizam cijevnog termostata C.T. zatvara kontakt i istodobno
privlači relej – ponavljač Ct1. Pošto postoji potreba za gašenjem plamenika i
radom cirkulacijske pumpe radi hlađenja vode u sistemu odvajanjem kontakta
Ct1.2 peć dobiva informaciju o prestanku potrebe za grijanjem. Bez obzira na
stanje sklopa za upravljanje ugrađenom u peć pumpa P1 nastavlja s radom putem
zatvorenog kontakta Ct1.1 sve do pada temperature u sistemu i otpuštanja
cijevnog termostata C.T. i releja Ct1. Hlađenjem vode na normalnu temperaturu
automatika se vraća u osnovno stanje (osim bilješke smetnje, što će biti
opisano kasnije).
Slika
3b prikazuje nam poboljšanu verziju sklopa; umjesto releja ponavljača
upotrjebljen je vremenski relej sa kašnjenjem otpuštanja V.r. Naime, porastom
temperature preko npr. 80 °C sklop na slici 3a pokreće hlađenje sistema koje traje
dok god je privučen cijevni termostat C.T. Padom temperature na oko 70 - 75 °C
cijevni termostat otpušta i sklop se vraća u osnovno stanje. Međutim, u slučaju
pregrijavanja javlja se potreba za hlađenjem na temperaturu sustava nižu od 70
- ak °C!
Za tu svrhu poslužit će nam spomenuti vremenski relej. Princip rada vremenskog
releja sa kašnjenjem otpuštanja je slijedeći: prilikom privlačenja cijevnog termostata
i zatvaranja kontakta C.T. vremenski relej putem priključka S dolazi pod napon
i privlači. Privlačenjem vremenskog releja V.r. putem kontakta V.r.1 privlači i
relej – ponavljač Ct1 koji pak isključuje plamenik (Ct1.2) i omogućuje rad
cirkulacijske pumpe (Ct1.1). Međutim, hlađenjem vode u sistemu na otprilike 70
- ak °C
cijevni termostat C.T. razdvaja kontakt, ali vremenski relej V.r. ostaje i
dalje privučen i otpušta tek nakon isteka podešenog vremena (t). To vrijeme
podešava se prema potrebi, od desetak minuta naviše, što je dovoljno za
nastavak hlađenja sistema bez paljenja plamenika. Nakon isteka podešenog
vremena (t) vremenski relej otpušta i sklop se vraća u osnovno stanje.
Vremenski releji su standardni sklopnici namijenjeni za jednostavnu ugradnju na
DIN nosač, jeftini su, lako se nabavljaju i lako zamjenjuju u slučaju
eventualnog kvara.
Prikazali
smo sklop koji se vraća u osnovno stanje nakon hlađenja sistema. Moguće je
izvesti i sklop koji prestaje s radom nakon pregrijavanja i hlađenja tako dugo
dok ne otklonimo grešku i ručno ga vratimo u osnovno stanje. U slučaju pojave
greške i samostalnog vraćanja u osnovno stanje nakon prestanka – otklanjanja
greške govorimo o SMETNJI, dok je KVAR slučaj trajnog isključenja sklopa nakon
pojave greške koja bi mogla uzrokovati oštećenje na sistemu centralnog
grijanja.
Nadzor
i dojava smetnje može se izvesti na više načina: na slici 3a prikazan je nadzor
smetnje pomoću zvona (ili zujalice, sirene i sl.) te signalne žaruljice.
Pojavom pregrijavanja i privlačenjem kontakta Ct1.3 (ponavljač vremenskog
releja) uključuje se zvučna dojava (Zv.) i svjetlosna signalizacija (Ti3).
Zvono se isključuje pritiskom na tipku „Reset zvona“ čime privlači relej Sm i
samoodržava se putem kontakta Sm.1, a istodobno isključuje signalno zvono
otvaranjem kontakta Sm.2. Signalizacija o smetnji i dalje je prisutna preko
signalne žaruljice Ti3 („Smetnja u tijeku“). Hlađenjem sistema i otpuštanjem
vremenskog releja V.r. i njegovog ponavljača Ct1. Sklop se vraća u osnovno
stanje – otvaranjem kontakta Ct1.3 prekida se napajanje releja Sm i on otpušta,
a istodobno se prekida i napajanje signalne žaruljice Ti3.
Problem
ovog sklopa leži u tome što nam ne pruža informaciju o nastaloj smetnji nakon
vraćanja u osnovno stanje. Kako bi to izbjegli, sklopu dodajemo relej Msm
(„Memorija smetnje“) prikazan na slici 3b. Ovim dodatnim sklopom smetnja ostaje
trajno zabilježena do ručnog resetiranja tipkom „reset smetnje“. Princip rada
je jednostavan: pojavom smetnje i privlačenjem releja Ct1 aktivira se signalno
zvono i istodobno privlači relej Msm, koji je samoodrživ preko kontakta Msm.1 i
mirnog kontakta tipke „Reset smetnje“. Prestankom uzroka smetnje signalizacija
smetnje i dalje je prisutna – relej Msm ostaje privučen sve do ručnog
resetiranja putem tipke „Reset smetnje“. Zvono, naravno, možemo isključiti i za
vrijeme trajanja smetnje pritiskom na tipku „Reset zvona“. Namjena ove izvedbe
je pružanje trajne informacije o smetnji bez obzira na smetnju; informacija o
smetnji može se isključiti tek nakon prestanka smetnje. Naravno, postoje i
ostale izvedbe nadzora smetnje; odabrao sam izvedbu sa trajnom zvučnom i
svjetlosnom signalizacijom. Funkcija kontrole smetnje obavlja se tipkom „Test“,
čime se simulira kratkotrajno postojanje smetnje. U sklop je dodana i signalna
žaruljica Ti4 koja signalizira vrijeme hlađenja sistema (preko kontakta V.r.1).
Na slici 3c prikazana je šema uslovnosti.
ZAŠTITA OD SMRZAVANJA – MINIMALNA TEMPERATURA OBJEKTA
Do sad
smo prikazali sklop za upravljanje grijanjem, zaštitu od pregrijavanja i nadzor
smetnje. Nadalje ćemo opisati način zaštite od smrzavanja.
Do
smrzavanja može doći iz više razloga: kvar ili isključenje peći za centralno
grijanje, kvar sobnog termostata (u otvorenom položaju), slučajno otvoren
prozor na sporednoj prostoriji, istjecanje vode iz sistema… Na smrzavanje su
najosjetljiviji sistemi grijanja koji rade povremeno (vikendice, klijeti…) zbog
nepostojanja nadzora temperature naročito u perifernim sporednim prostorijama.
Kako
riješiti problem? Odgovor: nadzorom temperature u prostorijama i nadzorom
temperature vode u sistemu grijanja. Doduše, svaka peć za centralno ili sistem
centralnog grijanja opremljen je nekim oblikom zaštite od smrzavanja, ali u
našem slučaju namjena zaštite je prvenstveno zaštita perifernih radijatora i
prostorija. Primjer? Evo „scenarija za katastrofu“: slučajno zatvaranje
termostatskog ventila u, npr., hodniku ili pomoćnoj sobi u vašoj vikendici.
„Slučajno“ zatvaranje ventila može nastati zbog neupućenosti, dječje igre,
uvjeravanja kojekakvih „stručnjaka“…
Nadzor
minimalne temperature u prostorijama najsigurnije je osigurati ugradnjom
dodatnog sobnog termostata Te2ß,
i to na skrovito mjesto u blizini vjerojatne pojave točke smrzavanja (blizina
prozora, ulaznih vrata i sl.). Takvi nadzorni termostati vrlo su jednostavni i
jeftini, ali i funkcionalni, no najveći problem predstavlja njihovo kabliranje
– povezivanje sa automatskim sustavom za upravljanje („automatikom“). Nadalje,
na slici 5b prikazano je kvalitetnije rješenje – spoj više sobnih termostata za
zaštitu od smrzavanja; ugrađuju se u prostorije u kojima postoji izvor
zagrijavanja (radijator) ili pak u prostorije u kojima želimo izbjeći
smrzavanje. Princip rada je jednostavan: padom temperature u prostoriji ispod
podešenog nivoa (5 – 10 °C) mehanizam termostata C.T.2 zatvara kontakt i istodobno
privlači relej – ponavljač Ct2. Istodobno se upali i signalna žaruljica Ti4
dajući nam informaciju o opasnosti od smrzavanja. Nadalje, putem kontakta T2.2
peć za centralno grijanje dobiva informaciju o uključenju; pri uključenju
plamenika privlači relej Ip1 i putem kontakta Ip1.1 uključuje cirkulacijsku
pumpu P1. Međutim, sustav zaštite je zamišljen i za rad u slučaju kvara na peći
za centralno grijanje; privlačenjem releja T2 putem kontakta T2.1 uključuje se
cirkulacijska pumpa P1 neovisno o radu peći! Na taj način će, pomoću
kontinuirane cirkulacije, sistem grijanja „dobiti na vremenu“ jer će
cirkulacijska pumpa tjerati vodu iz toplijih prostorija u one hladnije, i
obratno. Naravno, putem kontakta T2.3 moguće je aktiviranje i dojave smetnje.
Međutim, opisani sklop može služiti i za održavanje minimalne temperature u
objektu – npr. 10 – ak °C, i u tom slučaju
dojava smetnje ne bi bila svrsishodna. Stoga je putem jumpera (prekidača) J1
moguće isključenje nadzora minimalne temperature iz sustava nadzora smetnje.
Što se
pak tiče cijevnog termostata C.T.2ß,
njegova namjena je zaštita samog sistema centralnog grijanja od smrzavanja!
Približavanjem temperature vode u sistemu točki smrzavanja, odnosno točki
podešenja na cijevnom termostatu C.T.2 ( oko 10 °C, zbog opasnosti od većeg
pada temperature u bližnjem radijatoru radi veće površine ispostavljenosti
okolnoj temperaturi) mehanizam cijevnog termostata C.T.2 zatvara kontakt, istodobno
privlači relej Ct2 i pali se signalna žaruljica Ti4. Nadalje, putem zatvorenog
kontakta Ct2.2 peć za centralno grijanje dobiva informaciju o potrebi paljenja
plamenika, dok se istodobno putem zatvorenog kontakta Ct2.1 pokreće
cirkulacijska pumpa P1 bez obzira radi li peć ili ne. Na taj način smo kao i u
prethodnom slučaju spriječili smrzavanje, ili ga u slučaju kvara na peći
odgodili. Naravno, putem kontakta Ct2.3 smo dobili informaciju o smetnji.
Cijevni termostat za sprječavanje smrzavanja najbolje je ugraditi u blizini
radijatora za kojeg sumnjamo da bi se mogao smrznuti.
Vratimo
se malo na sliku 5b. Prikazan je spoj tri sobna termostata (Te21, Te22 i Te 23)
kojima smo zamijenili postojeći termostat Te2. Termostati se postavljaju na
ranije opisan način u prostorije koje štitimo, a u kojima postoji izvor
zagrijavanja – radijator (npr. Te21 u kupaonu, Te22 u kuhinju, Te23 u hodnik).
Naravno, broj termostata možemo neograničeno povećavati; pojavom preniske temperature
na bilo kojem od njih sklop za upravljanje dobiva informaciju o opasnosti od
smrzavanja i istodobno uključuje peć za centralno grijanje! Na spomenuti način
može se ugraditi i neograničen broj cijevnih termostata (C.T.21, C.T.22…) i
spojiti ih na prikazan način; spoj je vrlo jednostavan, zbog paralelnog
spajanja utrošak kabla je malen, a i sami termostati su jeftini! Nažalost,
pošto se radi o nadzoru smrzavanja (zaštiti od havarije), u narodu uvriježena
zaštita svodi se na „to se baš meni ne može dogoditi“…
VANJSKA TEMPERATURA, HLADNI POGON, NADZOR KVARA
Idemo
dalje. Sad ćemo naš automatski sklop nadograditi nadzorom vanjske temperature,
grijanjem uslovljenim vanjskom temperaturom, mogućnošću tzv. „hladnog pogona“ i
nadzorom kvara. Krenimo redom.
Potrebu
za grijanjem određujemo podešavanjem sobnih termostata. Međutim, ako je vanjska
temperatura viša od npr. 18 – 20 °C, nema smisla uključivati grijanje.
Ili će nas zagrijati sunce, ili ćemo otvoriti prozore, ili ćemo malo stisnuti
zube. Naime, zamislite da je vanjska temperatura 21 °C, prozor širom otvoren, a
termostat podešen na 23 °C? Grijat ćemo dvorište, naravno. Kako bi izbjegli taj i
slične scenarije, ugrađujemo vanjski termostat, tj. termostat za nadzor vanjske
temperature. Na slici 6 prikazan je oznakom TeVß.
Njegova funkcija može biti višestruka, no u prikazanom slučaju služit će
isključivo za onemogućavanje grijanja ako vanjska temperatura naraste iznad
vrijednosti podešene na vanjskom termostatu. Kako sklop radi? Jednostavno:
padom vanjske temperature ispod podešenog nivoa mehanizam termostata TeV
zatvara kontakt i istodobno privuče relej – ponavljač Tv1 i zasvijetli signalna
žaruljica TiV. I tu za sada stajemo.
Drugi
„dodatak“ je trostruka dvopoložajna sklopka PR1 (sklopka sa tri preklopna
kontakta). U poziciji prikazanoj na slici 6 sklopka (kontakti .1 i .2) nalaze
se u položaju (desno) upravljanja centralnog grijanja ovisno o vanjskoj
temperaturi i temperaturi prostorije. Prebacivanjem sklopke u lijevi položaj
omogućili smo upravljanje centralnim grijanjem isključivo putem sobnog
termostata. Signalna žaruljica TiA svijetli kad je u funkciji pogon sustava
ovisan o vanjskom i sobnom termostatu, dok TiR svijetli kad je pogon sustava
ovisan isključivo o sobnom termostatu. I tu opet stajemo.
Treći
„dodatak“ je – hladni pogon. Hladni pogon je upravljanje centralnim grijanjem
za vrijeme naše odsutnosti od kuće; u tom slučaju temperaturu prostorija
određuje dodatni termostat Te11 podešen na temperaturu od nekih 10 – 15 °C.
Upravljanje hladnim pogonom vrši se tipkom Pr. („prisutnost“) i Od.
(„odsutnost“). Obzirom na vrstu pogona svijetle i pripadajuće signalne
žaruljice: TiP (signalizacija prisutnosti) ili TiO (signalizacija odsutnosti).
Kao što vidimo na slici 6, tipke Pr. i Od. te signalne žaruljice TiP i TiO
smještaju se u maleni modul koji se ugrađuje u hodnik (modularna izvedba
prikazana je na slici 9), u blizini ulaznih vrata; odlaskom iz objekta
pritisnemo tipku Od (narančasta tipka) i sustav automatski prelazi u „hladni
pogon“. Povratkom (npr. s posla, godišnjeg ili sl.) pritišćemo tipku Pr (zelena
tipka) i sustav automatski prelazi na normalan pogon. Kako sva tri „dodatka“
rade?
Osnovno
stanje sklopa je „hladni pogon“. Pošto se radi o sklopu koji nadzire rad
centralnog grijanja u vrijeme naše odsutnosti, a i u automatici je uvriježeno
pravilo o osnovnom stanju sa manjim stupnjem funkcija, u slučaju bilo kakvog
kvara ili dugotrajnog nestanka električne energije sustav se pri ponovnom
uključenju vraća u osnovno stanje, što je u našem slučaju hladni pogon; ako smo
odsutni, sustav nastavlja rad tamo gdje je stao, a ako smo prisutni, sami ćemo
prebaciti način pogona sa „hladnog“ na normalno.
Na
slici je, dakle, prikazan „hladni pogon“. Relej Rg1 je otpušten. Preko kontakta
Rg1.3 relej koji upravlja uključenjem grijanja T1 ovisi o položaju sobnog
termostata Te11 – termostata koji služi za regulaciju temperature „hladnog
pogona“, a ugrađen je u prostoriju gdje i „glavni“ sobni termostat Te1.
Pritiskom na tipku Pr. („prisutnost“) privlači relej Rg1 i samoodržava se putem
vlastitog kontakta Rg1.1. U tom slučaju sustav prelazi iz „hladnog“ u
„normalan“ pogon, što određuje kontakt Rg1.3 koji prebacuje napajanje releja T1
sa sobnog termostata za „hladni pogon“ Te11 na sobni termostat za „normalni“
pogon Te1. U tom slučaju sustavom grijanja upravlja „glavni“ sobni termostat
Te1 čija je funkcija opisana u prethodnim odlomcima.
Vratimo
se sad na prekidač PR1. Da nas ne zbuni, na slici je prikazano stanje ovisnosti
o vanjskoj temperaturi u slučaju kad je vanjska temperatura viša od podešenja
na vanjskom termostatu TeV. Spomenuli smo već da je prekidač PR1 u položaju u
kojem funkciju rada centralnog grijanja određuje vanjska temperatura, a na
slici 6 prikazan je slučaj kad grijanje ne radi. Međutim, padom vanjske
temperature ispod vrijednosti podešene na vanjskom termostatu TeV privlači
relej Tv1. Preko desnog kontakta prekidača PR1 i zatvorenog kontakta Tv1.1
sobni termostati Te1 i Te11 dolaze pod napon. Privlačenje releja T1 ovisi o
načinu pogona; u slučaju „hladnog pogona“ kontakt Rg1.3 je otpušten (kao na
slici 6) i radom releja T1 a s njim i uključenjem centralnog grijanja upravlja
sobni termostat Te11 („hladni pogon“). Međutim, u slučaju „normalnog“ pogona
relej Rg1 je privučen, samim tim i kontakt Rg1.3 prelazi u lijevi položaj, i
kao posljedica opisanog događaja radom releja T1 upravlja isključivo „glavni“
sobni termostat Te1.
Međutim,
prebacimo li prekidač PR1 u lijevi položaj, sustav centralnog grijanja postaje
ovisan isključivo o temperaturi unutar objekta; termostati Te1 i Te11 dobivaju
direktno napajanje, i vanjski termostat stavlja se van funkcije (iako on i
nadalje kontrolira vanjsku temperaturu – vidljivo na kontrolnoj žaruljici TiV).
Na opisani način smo zadovoljili slijedeće uslovnosti:
- - PR1 desno, hladni pogon – grijanje uključeno samo ako je vanjska temperatura niža od podešenja na vanjskom termostatu TeV a unutarnja temperatura niža od podešenja na sobnom termostatu za hladni pogon Te11
- - PR1 desno, normalan pogon – grijanje uključeno samo ako je vanjska temperatura niža od podešenja na vanjskom termostatu TeV a unutarnja temperatura niža od podešenja na sobnom termostatu za normalan pogon Te1
- - PR1 lijevo, hladni pogon – grijanje uključeno ako je unutarnja temperatura niža od podešenja na sobnom termostatu za hladni pogon Te11; vanjska temperatura nema utjecaja na rad grijanja
- - PR1 lijevo, hladni pogon – grijanje uključeno ako je unutarnja temperatura niža od podešenja na sobnom termostatu za normalan pogon Te1; vanjska temperatura nema utjecaja na rad grijanja
Što se
nadzora kvara tiče, ponovimo: smetnja
je greška u sustavu koja ne utječe na rad sustava ili je njezin utjecaj
zanemariv za siguran rad sustava, dok je kvar
greška u sustavu koja je opasna po sam sustav ili okolinu. U našem slučaju kvar
predstavlja neispravan rad sistema – rad
bez zagrijavanja, o čemu će kasnije biti više rečeno. Smetnju pak predstavlja pad
temperature u sustavu – opasnost od smrzavanja vode, hlađenje prostorija –
opasnost od smrzavanja vode u prostoriji (što ne mora značiti i smrzavanje
sistema – zato se radi o smetnji), te pregrijavanje sustava – uključenje
hlađenja sustava cirkulacijom. U ovom slučaju radi se o smetnji jer sustav mora
funkcionirati radi hlađenja. Kako radi kontrola kvara?
Za
početak opišimo način nadzora ispravnosti rada sistema; osnovni problem
predstavlja rad plamenika – peći, te kvar na cirkulacijskoj pumpi (začepljenje,
pregaranje motora i sl.). U slučaju da ne postoji nadzor smetnje u radu
cirkulacijske pumpe, navedeni problem možemo „ublažiti“ na slijedeći način:
ugradnjom dodatnog cijevnog termostata C.T.K na glavni cjevovod za protok
zagrijane vode prema radijatorima, otprilike 1 metar udaljenosti ili više od
cirkulacijske pumpe prema radijatorima (slika 4). Zatim, u sklop se dograđuje i
vremenski relej V.r.K sa kašnjenjem otpuštanja (nekoliko minuta). Vremenski
relej je stalno privučen dok je na priključku S prisutan napon. Međutim,
nestankom napona sa priključka S relej otpušta tek nakon isteka podešenog
vremena t. U našem slučaju prikazano je stanje: sustav ne radi, ovisan je o
vanjskoj temperaturi (sklopka PR1.3 je u desnom položaju) a vanjska temperatura
je viša od podešenja na vanjskom termostatu (ponavljač vanjskog termostata Tv1
je otpušten). Priključak S vremenskog releja V.r.K napaja se preko prekidača
PR1.3 i ponavljača vanjskog releja Tv1.2. U slučaju pada vanjske temperature
privlači Tv1.2, a vremenski relej napaja se preko mirnog kontakta T1.3 – u
prostoriji je veća temperatura od podešenja na sobnom termostatu Te1 ili Te 11.
Međutim, padom temperature mijenja se stanje sobnog termostata, privlači relej
T1 i uključuje grijanje; kontakt T1.3 razdvaja i prekida strujni krug.
Vremenski relej V.r.K ostaje bez
napajanja na priključku S i počinje sa odbrojavanjem podešenog vremena.
Sistem se zagrijava, cijevni termostat C.T.K, koji je podešen na nekih 30 – ak °C
registrira porast temperature i privlači; putem zatvorenog kontakta vraća napon
priključku S vremenskog releja V.r.K i on vraća (resetira) timer na nulu.
Prebacivanjem prekidača PR1 u lijevi položaj prestaje ovisnost o vanjskoj
temperaturi i napajanje priključka S vremenskog releja V.r.K ovisi samo o
stanju sobnih termostata (kontakt T1.3).
Zamislimo
da je potrebno 5 minuta od početka rada plamenika do postizanja temperature u
sistemu (više od 30 °C) kako bi mehanizam cijevnog termostata C.T.K reagirao i
promijenio položaj kontakta. Podesimo vrijednost vremena t na vremenskom releju
V.r.K na 10 minuta („sigurnosno vrijeme“). U slučaju ispravnog rada sustava
cijevni termostat će reagirati kad temperatura sistema dosegne podešenu
vrijednost, znači za otprilike 5 minuta. U slučaju kvara cirkulacijske pumpe
temperatura se neće podići (barem ne na mjestu gdje je ugrađen cijevni
termostat); pošto je relej T1 privukao i uključio plamenik, a cijevni termostat
C.T.k ne reagira ni nakon isteka 10 minuta, vremenski relej V.r.K mijenja
stanje i putem kontakta V.r.K.1 privlači relej Kv – relej za kontrolu kvara.
Relej je samoodrživ preko zatvorenog kontakta Kv.1. Nadalje, otvara se kontakt
Kv.3 i peć za centralno grijanje prestaje s radom. Istodobno se javlja i
signalizacija smetnje putem privučenog kontakta Kv.2.
Vraćanje
u osnovno stanje moguće je jedino nakon otklanjanja uzroka kvara, i to ručno
putem tipke Reset Kvara. Vidimo da je Kvar ozbiljna kontrola koja sprječava
havariju u sistemu, utječe na rad sistema (isključuje ga) i ostaje trajno
prisutan – moguće je isključivo ručno isključenje. Na opisani način smo, unatoč
„kašnjenju“ od 10 minuta, uspjeli postići nadzor ispravnog rada sistema. U
sustav nadzora kvara mogu se priključiti i nadzor kvara na cirkulacijskoj pumpi
(ako postoji), zatim nadzor kvara peći za centralno grijanje itd.
Elementi
izvedbe prikazane na slici 7 su jeftini, lako dostupni i lako zamjenjivi, i
odabirom kvalitetnijih elemenata naša automatika radit će jednostavnije i
pouzdanije od kompliciranih elektronskih i naprednih sustava. Nešto skuplja
verzija prikazana je na slici 8 – izvedba pomoću elemenata namijenjenim za
ugradnju na DIN šinje u razvodni ormar. I u ovom slučaju kvaliteta nije upitna,
elementi su standardizirani i lako nabavljivi, a „upravljačka ploča“ može se
izvesti neposredno na vratima (poklopcu) razvodnog ormara ili u posebnoj kutiji
u njegovoj neposrednoj blizini.
Na
slici 9 prikazana je grupa modula za odabir režima rada „hladni pogon –
normalni pogon“ koja se ugrađuje u hodnik blizu ulaza a sastoji se od modula –
tipkala sa signalnom svjetiljkom.
AUTOMATIZACIJA (IZVEDENA AUTOMATIKOM)
Slušamo
priče o „inteligentnim kućama“. Slušamo i priče o sustavima za nekoliko tisuća
kuna koja će vaš dom pretvoriti u „inteligentnu kuću“. No, da li je baš tako?
Ako već
govorimo o inteligenciji tad bi kuće s daljinskim nadzorom grijanja, rasvjete i
roleta bila, najblaže rečeno, vrlo neinteligentna! Naime, „inteligenciju“
predstavlja samoodrživost većine ili svih sustava, dakle automatizacija. Običan
sobni termostat i daljinski nadzor baš ne zadovoljavaju traženi pojam; takav
sustav ipak koristi našu inteligenciju, dok se vlastita svodi na (ruku na srce,
zadovoljavajuću) „automatizaciju“ upravljanu sobnim termostatom.
Da bi
zadovoljili zahtjev „inteligencije“, uz automatizaciju pojedinih sustava moramo
ih integrirati u funkcionalnu i međusobno ovisnu cjelinu. Primjer: optimalno
zagrijavanje prostorija ovisi o vanjskoj i unutarnjoj temperaturi, dobu dana,
našem boravku u prostoriji, našim kretanjem unutar objekta i našim namjerama. Nadalje,
bitne su međuovisnosti sustava – upravljanje jednim sustavom promjenama
parametara i sl. Najlakše ćemo shvatiti međuovisnosti objašnjenjem scenarija –
multifunkcijskih programa koje pokrećemo npr. pritiskom samo jedne tipke
(uključenje rasvjete + povećanje intenziteta zagrijavanja, isključenje rasvjete
– smanjenje intenziteta zagrijavanja…).
Ponovimo:
prednosti naprednog sustava automatizacije (slika 12a) su: multifunkcionalnost,
dizajn, mogućnost reprogramiranja postojećih programa, jednostavno ožičenje,
minimalne potrebe za upravljanjem. Mane: komplicirano projektiranje i izvedba,
manjak stručnog osoblja – mogućnost odabira nestručne osobe koji će vam uvaliti
„mačka u vreći“, zatim komplicirana promjena parametara (strah prouzročen
neznanjem prosječnog konzumenta) za što je opet potrebna stručna osoba, i na
kraju – visoka cijena.
Iskustvo nam govori da je presudan čimbenik – strah! Iako su napredni sustavi izuzetno pouzdani, sama „kompliciranost“ korisničkih sučelja djeluje odbojno osobi čiji je plafon tehničkog znanja rukovanje mobilnim telefonom i daljinskim upravljačem. Nadalje, kad spomenete cijenu prosječnog domotičkog sustava većina odustaje smatrajući astronomski iznos nepotrebnom investicijom. I na kraju moramo spomenuti i paprene cijene samog projektiranja i izvedbe sustava, čija je alternativa odabir „sveznajućih“ majstora koji na kraju ugrade nepovezan i krnji sustav čija je iskoristivost tek elementarna u odnosu na mogućnosti.
Da ne
bi ispalo kako „bacam drvlje i kamenje“ po naprednim sustavima, sustav prikazan
na slici 12a sigurno bi bio moj favorit! Ali, zbog navedenih razloga posežemo
za „klasičnim“ upravljanjem sustavom centralnog grijanja, ograničavajući se tek
na jedan sobni termostat…
Da li
se može metodom slobodnog vezivanja – klasičnom automatikom izvesti kvalitetan
i jednostavan sustav automatizacije? Koje su njegove prednosti i mane?
Nabrojimo
prednosti: na prvom mjestu je cijena! Sustav koji ću opisati, čiji su elementi
prikazani na slici 12b, višestruko je jeftiniji od sustava na slici 12a! Nakon
cijene, moram spomenuti i jednostavno upravljanje: klasični termostati,
klasične sklopke, i nadasve, jednostavan „programator“ sa nekoliko sklopki i
signalnih svjetiljki u čije rukovanje se može uputiti i najveći laik! Nadalje,
upotrijebljeni su standardizirani elementi koji se lako mogu nabaviti i lako
zamijeniti: releji i moduli za ugradnju na DIN nosače, koji ne moraju biti od
istog proizvođača. Zbog upotrebe releja održavanje je krajnje jednostavno; u
većini slučajeva stanje releja, a samim tim i kompletnog sklopa, vidljivo je
golim okom. I na kraju, uz jednostavnost rukovanja – promjene parametara bitno
je ponoviti i preglednost informacija o radu sustava zbog mnogobrojnih
signalnih žaruljica. A kao najveća prednost metode slobodnog vezivanja
istaknimo mogućnost rješavanja problema koje niti uz najbolju volju ne možemo
riješiti naprednim sustavom (osim, naravno, hibridizacijom naprednog i klasičnog
sustava – vidljivo u prikazu prilagodbe cijevnih termostata i dvostrukog
termostata na slici 12a).
U
svakom slučaju, automatizacija u klasičnoj relejnoj izvedbi po svojoj
funkcionalnosti nimalo ne zaostaje za naprednim sustavima. Da li sam u pravu,
prosudite iz teksta koji slijedi!
Zamislimo
objekt prikazan na slici 13: dnevni boravak povezan sa kuhinjom, spavaća soba,
radna soba, kupaona i hodnik. Prostorije se zagrijavaju klasičnim plinskim
centralnim grijanjem – radijatorima. U dnevnom boravku i radnoj sobi smješteni
su klasični termostati (Te11 i Te12) za podešavanje željene temperature
prostorija, dok se u spavaćoj sobi nalazi programabilni termostat (obavezno s
mogućnošću programiranja tjednog režima rada, što omogućuju gotovo svi
termostati ove vrste). U dnevnom boravku nalazi se i dvostruki termostat Te2 i
Te21 (na skrovitom mjestu) koji služe za upravljanje radom sustava za vrijeme
naše odsutnosti te za zaštitu prostorije od smrzavanja. Ovaj tip termostata je
jednostavan i jeftin, i može se ugraditi u više prostorija (termostati se
spajaju paralelno). U kupaoni se nalazi termostat za nadzor zagrijavanja
kupaone (TeK), koji kao i prethodni može biti ugrađen na skrivenom mjestu.
Izvan objekta nalazi se dvostruki termostat TeV1 i TeV2 koji upravljaju režimom
zagrijavanja objekta obzirom na vanjsku temperaturu. Cjevovod centralnog
grijanja oprema se cijevnim termostatom C.T.2 koji služi za zaštitu od
smrzavanja. I ovaj tip termostata može se ugraditi na više mjesta kako bi
osigurali kvalitetnu zaštitu sustava centralnog grijanja od smrzavanja,
naročito u onim objektima u kojima rijetko boravimo. Također, na ranije opisana
mjesta ugrađuju se cijevni termostati za zaštitu od pregrijavanja (C.T.1) i za
nadzor ispravnog rada sustava centralnog grijanja (C.T.2). Prozori i ulazna
vrata opremljeni su kontaktnim ili magnetskim mikroprekidačima koji se
aktiviraju prilikom otvaranja prozora odnosno vrata; navedeni mikroprekidači mogu
bez problema poslužiti i kao nadzorni elementi protuprovalnog sustava! I za
kraj, u hodniku se nalaze tipke za uključenje i isključenje režima rada
grijanja za vrijeme naše odsutnosti (Pr. I Od), te tipka za brzo zagrijavanje
(Bz.). U dnevnom boravku smješten je prekidač PR4 koji služi za uključenje „Party“
programa zagrijavanja.
Kako
sustav radi? U ovom tekstu nećemo opisivati detaljan rad sustava prikazanog na
slikama 15, 16 i 17. Biti će objašnjen samo rad sustava i namjena pojedinih
elemenata. Za početak, krenimo s opisom mogućnosti kako prikazuje šema na
slikama 15, 16 i 17 („osnovno radno stanje“):
AUTOMATSKI RAD:
Vanjska temperatura:
TeV1 je podešen na 20 °C, dok je TeV2 podešen na 10 °C. Kad je vanjska temperatura iznad
20 °C, sustav centralnog grijanja ne radi. Kad se vanjska temperatura kreće u
rasponu između 10 °C i 20 °C, dinamiku zagrijavanja određuju temperature svih
prostorija (kad temperature u svim prostorijama padnu ispod vrijednosti na
termostatu), ili temperature dnevnog boravka i radne sobe (tj. kad temperature
u dnevnom boravku i u radnoj sobi padnu ispod podešene vrijednosti, bez obzira
na spavaću sobu). Kad temperatura padne ispod 10 °C, dinamiku zagrijavanja određuje
pad temperature u bilo kojoj prostoriji ispod podešene vrijednosti. Dinamika
zagrijavanja prikazana je na slikama 14.21 do 14. 26. Prioritet ove funkcije je
vrlo nizak. Jednom podešene vrijednosti ne moraju se više mijenjati.
Temperatura
prostorija: temperatura svake
prostorije podešava se na za to namijenjenom termostatu (Slika 14.1, 14.2, 14.3
i 14.6). Primjećujete neobičnu postavku programabilnog termostata u spavaćoj
sobi (14.3 i 14.6); navedeni termostat upravlja dinamikom zagrijavanja u
vrijeme kad nismo kod kuće (odlazak na posao), što je vidljivo na slikama 14.5
i 14.7. Ovu funkciju nemojte miješati s funkcijom „odsutnost“. Prioritet funkcije
ovisi o režimu rada. Promjena željene temperature vrlo je jednostavna –
okretanjem regulatora na termostatu. Noćna temperatura i temperatura za vrijeme
izbivanja se nakon podešavanja ne moraju mijenjati.
Doba dana: dnevna
potreba zagrijavanja radnim danom nije jednaka dnevnoj potrebi zagrijavanja
vikendom. Na isti način smatramo da se objekt ne mora zagrijavati za vrijeme
našeg izbivanja (odlaska na posao). Primjer: noćna temperatura podešava se na
nekih 16 – 18 °C, dok se temperatura za vrijeme izbivanja podešava na 12 – 14 °C
(slika 14.4). Vikendom pak ili danima kad boravimo u objektu potrebno je
optimalno zagrijavanje istog tijekom cijelog dana (slika 14.7). Naravno,
opisanim režimom zagrijavanja ostvaruju se i značajne uštede na energentima.
Dinamikom zagrijavanja (slika 14.4 i 14.6) upravlja programabilni timer Dn.
Prioritet ove funkcije je visok; jednom podešen sustav ne treba se više
podešavati.
Scenarij: iako je
ovdje riječ o „kvaziscenariju“ koji se ne može programirati, rad ove funkcije
je identičan scenarijima naprednih sustava automatizacije. Naime, dinamiku
zagrijavanja određuje prethodno opisani sklop! Ali, kako bi optimizirali
zagrijavanje prema našem boravku u određenim prostorijama, naš „scenarij“ prati
nekoliko zbivanja: uključenje svjetla u dnevnom boravku (što može biti i
dekorativna rasvjeta koja je uključena za vrijeme boravka u prostoriji. Pošto
se npr. režim zagrijavanja mijenja u 23:00 sa dnevnog u noćno zagrijavanje; ako
boravimo u dnevnom boravku i nakon 23:00, temperatura u objektu pada na „noćnu“,
te bi boravak u hladnoj prostoriji mogao biti vrlo neugodan! Kako bi to
spriječili, dodane su funkcije scenarija: bez obzira na dnevni/noćni režim rada
ili doba dana, uključena rasvjeta u prostoriji automatski podiže nivo
zagrijavanja na vrijednost podešenu na termostatu dotične prostorije! Tako npr.
boravak u dnevnom boravku od 23:00 do 02:00 biti će na ugodnoj temperaturi
(podešenoj na termostatu dnevnog boravka, npr. 23 °C) tako dugo dok je uključeno
dekoracijsko svjetlo u dnevnom boravku! Nakon gašenja rasvjete i odlaska na
počinak sustav automatski prelazi na „noćni“ režim rada! Isto vrijedi i za
radnu sobu, kuhinju itd. Na isti način, ako dođemo u dnevni boravak u ponoć i
koristimo ga do, recimo, 2 sata iza ponoći, nakon uključenja dekorativne
rasvjete dnevnog boravka sustav automatski prebacuje režim zagrijavanja sa „noćnog“
na režim određen sobnim termostatom (23 °C)! Odlaskom na počinak u 02:00 i
gašenjem rasvjete sustav prelazi na „noćni“ režim rada. Sustav nije osjetljiv
na kratkotrajna uključenja rasvjete; pri uključenju rasvjete u kuhinji kako bi
nakratko posjetili hladnjak neće se dogoditi ništa; scenarij se aktivira tek
nakon nekoliko minuta kontinuiranog rada rasvjete. Nadalje, da bi izbjegli
potrebu za uključenom rasvjetom u dnevnom boravku, sustav nadzire i rad TV –
prijemnika; bez obzira na doba dana dinamiku zagrijavanja određuje sobni
termostat za čitavo vrijeme gledanja televizije; gašenjem TV prijemnika u ranim
jutarnjim satima sustav prelazi na „noćni“ režim rada. Na isti način može se
nadzirati i rad računala u radnoj sobi, s time da dinamiku zagrijavanja za
vrijeme rada računala određuje termostat radne sobe. Situacije dinamike
zagrijavanja razmotrite na slikama 14.15, 14.16 i 14.17, te 14.12 i 14.13 Prioritet
ove funkcije je visok.
Sprječavanje
rasipanja energije: problem svakog grijanja je – otvoren prozor!
Zagrijavanje prostorija i istodobna ventilacija ne idu ruku pod ruku zbog
neracionalnog rasipanja energije u okolinu („grijanje ulice“). Kako bi
spriječili opisani problem, na svaki prozor te na ulazna vrata ugrađeni su
magnetni ili kontaktni mikroprekidači. Otvaranjem prozora ili vrata
mikroprekidači mijenjaju stanje te prosljeđuju informaciju o promjeni. Naš
sustav zamišljen je za dopuštanje kratkotrajnih otvaranja vrata ili prozora
(npr. do jedne minute), i u okviru tog vremena neće se ništa dogoditi. Međutim,
nakon isteka određenog vremena, a u slučaju da vrata ili prozor nisu u
međuvremenu zatvoreni, sklop automatski gasi grijanje i ne uključuje ga dok se
prozor ili vrata ne zatvore! Navedeni mikroprekidači mogu se paralelno
iskoristiti i za protuprovalni sustav. Prioritet ove funkcije je vrlo visok.
Prikaz opisane funkcije pogledajte na slici 14.20.
Zaštita od
pregrijavanja: cijevni termostat Ct1 ugrađuje se na cjevovod centralnog grijanja
u blizini peći; pri porastu temperature iznad podešene (npr. oko 80 °C za
klasične radijatore ili 50 °C za podno grijanje) sklop automatski gasi plamenik
te ostavlja cirkulaciju u radu tako dugo dok se sustav ne ohladi na prikladnu
temperaturu. Navedeni sklop signalizirat će smetnju.
Zaštita prostorija
od smrzavanja: za nadzor temperature u prostoriji koju želimo zaštititi od
smrzavanja koristimo termostat Te2; ugrađuje se na skrovito mjesto i podešava
na temperaturu od nekih 8 °C. Padom temperature ispod podešene vrijednosti
sklop automatski uključuje grijanje i zagrijava prostoriju tako dugo dok
temperatura ne prijeđe vrijednost podešenu na termostatu Te2. Broj termostata
je neograničen, moguće ih je postaviti u svaku prostoriju te ih spojiti
paralelno. Navedeni sklop signalizira smetnju.
Zaštita sustava
centralnog grijanja od smrzavanja: zaštita funkcionira identično
prethodno opisanoj, samo što umjesto sobnih termostata koristi cijevni
termostat (C.T.2) koji se ugrađuje na cjevovod centralnog grijanja na mjesto na
kojem smatramo da bi moglo doći do smrzavanja. I u ovom slučaju moguće je
priključiti neograničen broj cijevnih termostata.
Nadzor
ispravnosti rada sustava: iako je ova vrsta nadzora opisana u prethodnim
poglavljima, ponovit ćemo najbitnije: sklop nadzire ispravan rad centralnog
grijanja nadzirući vrijeme od uključenja plamenika do zagrijavanja sistema; u
slučaju da ne dođe do zagrijavanja (ili temperatura sistema padne ispod
podešene a plamenik još uvijek radi), sklop smatra da je došlo do kvara na
cirkulacijskoj pumpi, isključuje rad centralnog grijanja i signalizira kvar do
opoziva. Za nadzor temperature u sistemu koristi se cijevni termostat C.T.K.
Prioritet ove funkcije je maksimalan!
RUČNO UPRAVLJANJE SUSTAVOM:
Da bi
lakše shvatili funkcije ručnog upravljanja sustavom, opišimo prekidače
prikazane na slikama 15, 16 i 17.
GP – glavni prekidač,
uključenje sklopa za upravljanje centralnim grijanjem.
PR1 – odabir režima
rada u ovisnosti o maksimalnoj vanjskoj temperaturi: položaj A – zagrijavanje
ne ovisi o vanjskoj temperaturi, položaj B – zagrijavanje ovisi o vanjskoj
temperaturi (isključeno je na pri vanjskim temperaturama iznad npr. 20 °C).
PR2 –
odabir dinamike zagrijavanja ovisno o vanjskoj temperaturi: položaj A
– zagrijavanje prostorija ovisi o padu temperature u svim prostorijama ispod
podešenih na sobnim termostatima, položaj B – pri vanjskoj temperaturi između
10 °C i 20 °C zagrijavanje ovisi o padu temperature u svim prostorijama ispod
podešenih na termostatima, dok pri vanjskoj temperaturi nižoj od 10 °C
zagrijavanje se uključuje kad u bilo kojoj prostoriji temperatura padne ispod
podešene na termostatu.
PR3 –
scenarij omogućen: u položaju prikazanom na slici scenariji su
omogućeni; isključenjem prekidača scenariji nemaju utjecaja na rad centralnog
grijanja.
PR4 – „party“
program. Možda nepopularan naziv, „party“ program je ručno „premoštenje“
funkcije dnevnog režima zagrijavanja, stanja vrata i prozora te ovisnosti o
vanjskim temperaturama. Na slici 15 prikazan je prekidač u položaju u kom je „party“
program isključen. Promjenom položaja prekidača uključuje se „party“ program te
se zagrijavanjem upravlja direktno putem sobnih termostata: kad u bilo kojoj
prostoriji temperatura padne ispod podešene, grijanje se automatski uključuje. „Party“
program je pogodan i za jednostavno uključenje grijanja noću, ako nismo otišli
na posao, te u slučaju potrebe za zagrijavanjem pri visokim vanjskim
temperaturama. Prikaz rada „party“ programa možete vidjeti na slici 14.10.
PR5 – zagrijavanje kupaone. U nezonskom
sustavu centralnog grijanja te nepostojanju mogućnosti alternativnog
zagrijavanja kupaone, ovaj način je jedna od rijetkih funkcionalnih mogućnosti iako
je iznimno nepopularan zbog zagrijavanja čitavog objekta na visoku temperaturu
pri uključenom zagrijavanju kupaone. Prebacivanjem prekidača iz položaja
prikazanog na slici 15 u „uključen“ položaj sistem centralnog grijanja upravlja
se isključivo termostatom TeK ugrađenom u kupaoni, i to po najvišem prioritetu.
Grijanje kupaone (a samim tim i cjelokupnog objekta) traje sve dok se ne
postigne željena temperatura u kupaoni (TeK) ili dok ne isključimo zagrijavanje
kupaone (PR5). Rad sklopa prikazan je na slici 14.18.
PR6 – štedno
zagrijavanje: dnevna temperatura zagrijavanja ovisna o temperaturi u spavaćoj
sobi. Ovo je malo „komplicirani“ prekidač, ali ako je u položaju B (kako je
prikazano na slici) tada sustav centralnog grijanja radi kako je do sad
opisano. Razlika je u položaju A kad se dinamika zagrijavanja prostorija
prilagođava prostoriji sa najnižom temperaturom („štedno zagrijavanje“), što je
zbog podešenosti na termostatima najčešće radna soba.
Od. – odsutnost.
Ovu funkciju smo ranije opisali. Ponovimo: prilikom dugotrajnog izbivanja iz
objekta prije odlaska kratko pritisnemo tipku Od. Sustav prelazi u tzv. „hladni
pogon“ – dinamiku zagrijavanja određuje termostat Te21 koji se podešava na
minimalnu temperaturu zagrijavanja od nekih 10 °C. Odsutnost ima maksimalan
prioritet i u funkciji je sve do ručnog opoziva (ili opoziva putem daljinske
kontrole telefonom ili mobilnim uređajem, za što postoji mogućnost uključenja u
sklop na priključku D.U. prikazanom na slici 16).
Pr. –
prisutnost. Tipka služi za opoziv (prekid) prethodno opisane funkcije
odsutnosti i vraćanje sustava u osnovno („normalno“) stanje. Prikaz opisanih
funkcija pogledajte na slici 14.11.
Bz. – brzo
zagrijavanje. Tipka služi za uključenje maksimalnog zagrijavanja prostorija. Naime,
isključenjem funkcije odsutnosti za vrijeme noćnog režima rada sklop bi
zagrijao prostorije na „noćnu“ temperaturu. Kako bi kratkotrajno zagrijali
prostorije na ugodnu „dnevnu“ temperaturu pritišćemo tipku Bz.; uključuje se
vremenski ograničeno (10 – ak minuta) zagrijavanje na „dnevnu“ temperaturu.
Nakon isteka podešenog vremena sustav prelazi na podešen noćni režim rada.
Smetnja i
Kvar opisani su u prethodnim poglavljima.
Načelno, u
svakodnevnom životu eventualno koristimo zagrijavanje kupaone, „party“
prekidač, te tipke prisutnosti, odsutnosti i brzog zagrijavanja. Iz opisa zaključujemo da je klasičnom
automatikom moguće izvesti napredan sustav automatizacije, uz uvjet da bude
krajnje praktičan i jednostavan za rukovanje. Prednost mu je i iznimna
jednostavnost priključenja na postojeći sustav centralnog grijanja, kao i
mogućnost spajanja bez ulaska u sistem. Međutim, sustav prikazan na slikama 15,
16 i 17 daleko je od savršenstva; mnogo kvalitetniji i ekonomičniji su sustavi
centralnog grijanja podijeljeni na zone.
ZONE
O
podjeli na zone već je podosta rečeno. Ponovit ću ovo: zagrijavanje objekta
dijeli se na zone radi ekonomičnijeg i kvalitetnijeg korištenja energenata i
topline, jer se zagrijavaju samo one zone (prostorije) u kojima trenutno
boravimo. Na slici 18 vidimo podjelu stambenog objekta na tri zone, prema
dinamici boravka: 1. Zona su kuhinja, dnevni boravak, i „pridružene“ prostorije
hodnik i kupaona. Zonu 2 predstavlja radna soba (ili dječja soba i sl.). Zona 3
je spavaća soba.
Zašto
je to tako? Iz iskustva znamo da se najčešće koriste prostorije u zoni 1. Zona
2 koristi se prema potrebi, dok se zona 3 koristi noću. Dnevna temperatura zone
1 bila bi oko 22 – 23 °C, noćna oko 15 °C. Temperatura zone 2 za vrijeme
korištenja također se kreće oko 22 – 23 °C, dok za vrijeme izbivanja ne treba
biti veća od 15 – 16 °C. Spavaća soba danju ne treba se grijati (održava se „hladni
pogon“ od nekih 10 – ak °C, dok noću temperatura ne treba prelaziti 18 °C.
Kako
sustav radi? Vrlo jednostavno: kad temperatura u bilo kojoj zoni padne ispod
podešene na sobnom termostatu dotične zone, uključuje se centralno grijanje,
ali zagrijava se samo ona zona u kojoj je došlo do pada temperature! Pošto je
sistem centralnog grijanja svake zone opremljen pripadajućom cirkulacijskom
pumpom (ili elektromagnetnim ili elektromotornim ventilom), zagrijava se samo
zona gdje je zagrijavanje potrebno; ostale zone se ne zagrijavaju!
Na
slici 19 vidimo najjednostavniji primjer upravljanja zonskim grijanjem. Kad
npr. u dnevnom boravku temperatura padne ispod vrijednosti podešene na
termostatu Te1 (termostat zone 1), privlači relej T1 i preko njegovog kontakta
privlači i relej Tr. Pomoću privučenog kontakta releja Tr (Tr.2) peć za
centralno grijanje (priključak termostata T.P.) dobiva informaciju o potrebi za
zagrijavanjem i uključuje se plamenik. Istodobno se putem priključka I.P.
prosljeđuje informacija o potrebi rada cirkulacijske pumpe te privlači relej
Ip1. Preko zatvorenog kontakta Ip1.1 i T1.2 uključuje se rad cirkulacijske
pumpe P1, koja služi za zagrijavanje zone 1. Ako u međuvremenu dođe i do pada temperature
u zoni 2, putem termostata zone 2 (Te2) privlači relej T2 koji preko privučenog
kontakta T2.2 uključuje cirkulacijsku pumpu P2 zone 2. Plamenik se gasi kad u
svim zonama temperatura naraste iznad podešenih vrijednosti.
Iz toga
zaključujemo dvije prednosti: potrebu za znatno kraćim vremenom rada plamenika
zbog zagrijavanja samo onih prostorija u kojima boravimo, i znatne uštede u
energentima zbog održavanja minimalne temperature u prostorijama koje ne
koristimo. Za optimalan rad prikazanog sustava prostorije bi bilo poželjno
opremiti programabilnim termostatima, pomoću kojih određujemo dnevnu i tjednu
dinamiku zagrijavanja određene zone ovisno o korištenju istih.
U
načelu, automatski sklopovi za upravljanje zonskim grijanjem istovjetni su
prethodno opisanim sklopovima za klasično grijanje; razlika je tek u dodatnim
elementima za upravljanje cirkulacijskim pumpama.
Opišimo
jedan napredan sustav centralnog grijanja s podjelom na tri zone. Međutim, da
malo „zakompliciramo“ stvar, držimo se mogućeg scenarija: u svoj stambeni
objekt investitor želi ugraditi centralno grijanje podijeljeno na 3 zone, ali
želi ugradnju isključivo klasičnih termostata! Iz samo njemu poznatih razloga
investitor zazire od upotrebe digitalnih i programabilnih uređaja, i nikako ih
ne želi vidjeti po zidovima prostorija. Da li je moguće izvesti takav uređaj?
Prosudite sami! I da dodam, sustav mora biti što jednostavniji za rukovanje!
Za
početak, razmislimo o termostatima. Pošto moraju imati „klasičan“ izgled, moramo
odabrati: klasičan sobni termostat i pomoćni termostat koji će biti skriven od
pogleda, dvostruki termostat, ili pak dva termostata, za „dnevnu“ i „noćnu“
temperaturu. Moj odabir bio bi: dva modularna klasična termostata po zoni,
bijeli i crni, za regulaciju dnevne i noćne temperature. Naravno, izvedbom
moramo zadovoljiti suprotstavljene uslove: jednostavnost rukovanja (podešavanja
rada centralnog grijanja) i potpuna samoodrživost (jednom podešen sustav više
se ne treba podešavati). Izvedbom koja slijedi zadovoljili smo oba uslova.
Razmotrimo
sliku 20. Prikazana je podjela objekta na zone, raspored elemenata i opis
svakog od njih. Vidimo i dvostruki termostat za „dnevnu“ i „noćnu“ regulaciju
željene temperature, što ispunjava „želju“ investitora, a i samo upravljanje
sustavom čini krajnje jednostavnim i razumljivim! Osim grijanja po zonama,
princip rada sklopa za upravljanje centralnim grijanjem identičan je prethodno
opisanom bezzonskom sklopu. Stoga nećemo opisivati princip rada jer bi većina
teksta bilo puko ponavljanje; spomenimo samo bitne razlike.
Umjesto
„Party“ prekidača u dnevnom boravku nalaze se tipke: „Dom.“, što bi u slobodnom
prijevodu značilo „doma sam“, zatim već poznati „Party“, te nova tipka – „Aut“.
Pritiskom na „Dom.“ sustavu dajemo do znanja da smo, recimo, radnim danom
ostali kod kuće; radi toga režim grijanja prebacuje se sa niskog (noćnog) na
visoki. Međutim, na grijanje i dalje utječu uslovnosti – otvaranje prozora i
vanjska temperatura. Pritiskom na „Party“ grijanje prelazi na visoki režim
zagrijavanja, ali više ne ovisi o vanjskoj temperaturi i stanju prozora i
vrata. Vraćanje u osnovno stanje (normalan režim rada) vrši se pritiskom na
tipku „Aut.“. Novost je i automatsko isključenje funkcija „Party“ i „Dom.“,
koje se odvija ujutro prema podešenju, kako bi se izbjeglo prekomjerno
zagrijavanje u slučaju zaboravljivosti.
Uključenje
zagrijavanja kupaone poboljšano je u odnosu na prethodni slučaj; za razliku od
zagrijavanja čitavog objekta, u ovom je slučaju zagrijavanje kupaone izvedeno
kao podzona zone 1 (vidi sliku 25). U normalnom stanju elektromagnetni ventil
Ev1 je otvoren, te se prilikom rada cirkulacijske pumpe P1 vrši zagrijavanje
cjelokupne zone 1, uključivši i kupaonu. Međutim, pritiskom na tipku K 1
uključuje se grijanje, pumpa P1 počinje s radom ali ventil Ev1 zatvara
cirkulaciju vode zonom 1 preusmjerivši zagrijanu vodu isključivo u kupaonu!
Vrši se zagrijavanje kupaone sve dok temperatura u njoj ne dostigne vrijednost
podešenu na termostatu TeK. Kad se kupaona zagrije, grijanje se prema potrebi
gasi ili preusmjerava u zonu 1. Pri hlađenju kupaone postupak se ponavlja –
zagrijava se isključivo kupaona! Ciklus zagrijavanja kupaone traje sve do
pritiska na tipku T 0 kojom uređaj vraćamo u osnovno stanje, ili do automatskog
reseta (identičnog kao i u slučaju „Party“ i „Dom.“ Funkcije). Na opisani način
postigli smo izuzetno brzo zagrijavanje kupaone u slučaju potrebe, te
sprječavanje nepotrebnog zagrijavanja čitavog objekta.
Novost
su i krajnje pojednostavljenje upravljačke funkcije samog uređaja. Na kutiji u
koju se smješta sklop postoje tek tri upravljačka prekidača: GP – glavni prekidač
kojim se uređaj uključuje na početku a isključuje na kraju sezone grijanja,
zatim PR1 kojim se uključuje odnosno isključuje ovisnost grijanja o vanjskoj
temperaturi, te PR2 kojom se mogu isključiti „scenariji“. Pri normalnom
korištenju sustava centralnog grijanja i optimalnoj podešenosti termostata,
osim upravljanja zagrijavanjem kupaone i eventualno funkcijama hladnog pogona, „Party“,
„Dom.“ ili brzog zagrijavanja, uređaj NE
ZAHTJEVA potrebu za upravljanjem, podešavanjem ili promjenom postavki! Laički
rečeno, u potpunosti je automatiziran. Nadalje, praćenjem dinamike boravka u
pojedinim prostorijama – zonama (putem „scenarija“), uređaj zadovoljava sve
zahtjeve niskoenergetskog objekta, kao i uslove koji su postavljeni kako bi
neki objekt dobio titulu „inteligentne kuće“!
SAMOSTALNE ZONE
Samostalne
zone su izdvojene zone koje koriste tek dio zajedničkih ovisnosti (uslovnosti).
U slučaju o kome trenutno pričamo samostalnu zonu predstavljat će zona 3.
Zašto?
Zonu 3 predstavlja spavaća soba. Pošto su potrebe za zagrijavanjem spavaće sobe
različite od zagrijavanja ostalog dijela stambenog objekta, vezivanje zone 3 za
globalne uslovnosti moglo bi prouzročiti nejasnoće (probleme) u podešavanju i
upravljanju sustavom. Spavaća soba zagrijava se u vrijeme kad u ostalim
prostorijama zagrijavanje miruje. Nadalje, spavaća soba (zona 3) ne zagrijava
se danju, niti je potrebna konstantna temperatura noću. Scenarij vezan na
svjetlo rijetko bi bio funkcionalan zbog vrlo kratkog boravka u spavaćoj sobi
van vremena odmora – spavanja. Po drugoj strani, globalno upravljanje sistemom „viša
– niža“ temperatura mogla bi, zbog različite satnice zagrijavanja, dovesti do
zagrijavanja spavaće sobe na nižu temperaturu u slučaju uključenja više
temperature zagrijavanja cjelokupnog objekta. U prethodnom slučaju zona 3
relativno je zadovoljavajuće riješena, no različitost potreba spavaće sobe
(popodnevni odmor, gledanje TV prijemnika u spavaćoj sobi, produženo spavanje…)
moglo bi izazvati pomutnju.
Pogledajmo
sliku 26a. Problem zagrijavanja zone 3 riješili smo dodavanjem dnevnog timera
DnZ3 i kontakta SN. U „noćnom“ vremenu od 23:00 do 06:00 timer DnZ3 je
privučen, te dinamiku zagrijavanja određuje crni termostat T3V (18 °C).
Po danu pak timer otpušta, pa dinamiku zagrijavanja preuzima bijeli termostat
T3M (10 – ak °C). Želimo li koristiti spavaću sobu tijekom dana,
zagrijavanje jednostavno pojačamo podešavanjem željene temperature na bijelom
termostatu T3M. Međutim, tu nastaje problem: zaboravimo li vratiti podešenje
bijelog termostata na „normalnu“ dnevnu temperaturu od 10 – ak °C,
zona 3 nastavit će se zagrijavati na visoku temperaturu tako dugo dok timer
DnZ3 prebaci upravljanje zagrijavanjem sa termostata T3M na T3V. Kontakt SN je
kontakt releja scenarija: nadzor TV prijemnika, rasvjeta sobe, ili pak ručno
uključenje tipkama ili prekidačem. U bilo kojem navedenom slučaju funkcija
scenarija prebacuje upravljanje zagrijavanjem sa noćnog (T3V) na dnevni (T3M).Napominjem,
ovaj „komplicirani“ način upravljanja zadovoljava prethodno naveden uslov:
upotreba isključivo klasičnih elektromehaničkih elemenata.
Međutim,
upotrijebimo li programabilni umjesto klasičnog termostata T3V, stvari se bitno
mijenjaju (slika 26b)! Programabilnim termostatom upravljamo dnevnom dinamikom
zagrijavanja (slika 27 lijevo), dok bijelim termostatom upravljamo dinamikom
zagrijavanja samo kad je uključena funkcija scenarija (slika 27 desno). Na ovaj
način bijeli termostat T3M može biti stalno podešen na visoku temperaturu (20 –
21°C);
u funkciji je jedino ako koristimo bilo koji scenarij (kontakt SN). Naravno,
prikazano je tek jedno od mnogobrojnih mogućih rješenja. U scenarije se mogu
uključiti i uslovnosti vezane uz klimatizacijske i ventilacijske uređaje,
luksomate, nadzor kretanja (senzori) i sl.
