Regulační strategie pro indukční jednotky DID

Indukční jednotky DID (DID = Deckeninduktionsdurchlass, stropní indukční vyúsť) jsou v poslední době oblíbenou volbou projektantů tam, kde se pracuje s proměnným množstvím vzduchu kvůli regulaci oxidu uhličitého nebo kvality vzduchu pomocí čidla směsných plynů, a zároveň je potřeba vzduch dohřívat či dochlazovat. Proti fancoilům mají výhodu například v nižších požadavcích na údržbu i nižších nákladech pořizovacích. Z hlediska měření a regulace ale přinášejí některé požadavky, bez jejichž splnění nelze jejich zamýšlenou funkci zaručit. Dodavatelé systému řízení budovy se pak ovšem mohou setkat s úlohou, kterou běžné předprogramované regulátory fancoilů buď neřeší optimálně, nebo vůbec.

FCR015

Zónový regulátor Domat FCR015

Zónový regulátor Domat FCR015 s pokojovým ovladačem UC015 pro regulaci topení, chlazení a množství vzduchu podle CO2 přichází s novým firmwarem. Ten byl vyvinut především kvůli flexibilnějšímu manuálnímu přeřízení výstupů. Zajímavější z hlediska regulace DID ale je možnost prakticky libovolně přiřazovat fyzickým výstupům logické výstupní sekvence z PI regulátorů pro topení, chlazení a množství vzduchu. Velmi silným nástrojem je pak využití kombinací těchto sekvencí.

Regulátor má tři analogové výstupy 0…10 V a dva triakové výstupy (24 V st vyp/zap nebo PWM). Každý výstup může být nezávisle řízen podle několika výstupních sekvencí:

  • sekvence ohřevu (s případným change-over pro dvoutrubkové systémy)
  • sekvence chlazení (s případným change-over)
  • při sekvenci ohřevu větší než 5 % je výstup nastaven na pevnou požadovanou hodnotu „DID Volume“, jinak je na něm 0 V
  • při sekvenci chlazení větší než 5 % je výstup nastaven na pevnou požadovanou hodnotu „DID Volume“, jinak je na něm 0 V
  • sekvence regulace kvality vzduchu podle obsahu CO2
  • manuální řízení podle otočného knoflíku ve stupních 0-1-2-3, což odpovídá 0 %, 30 %, 70 % a 100 %.

Pokud u jednoho výstupu povolíme více sekvencí najednou, výstupní signál odpovídá vždy té největší z nich.

Je tedy možné jediným regulátorem vyřešit mj. i zapojení, která se v poslední době objevují v kancelářských a obytných budovách.

Základní zapojení pro regulaci podle kvality vzduchu VAV boxem s dvoutrubkovým nebo čtyřtrubkovým dohřevem a dochlazováním

Zde ještě nejde o indukční jednotku – v tomto zapojení je regulátor VAV řízen požadavkem 0…10 V na 0…100 % jmenovitého průtoku vzduchu. V režimech Komfort a Pokles je zaručen minimální průtok vzduchu, který lze nastavit jako jeden z parametrů regulátoru, a tudíž je zajištěn i přenos tepla či chladu z topného či chladicího registru vzduchem do místnosti. V režimu Vypnuto je požadavek na průtok vzduchu roven 0. Konfiguraci je možné použít i v případě, že vzduchotechnika slouží jen pro dochlazování (nebo jen pro dohřev), a ohřev (nebo chlazení) je řešeno radiátorem (nebo chladicím trámem).

 1_VAV

VAV klapka, dohřev/dochlazování (typické zapojení pro regulaci podle kvality vzduchu)

Regulace kvality vzduchu VAV boxem, fancoil (dvou- nebo čtyřtrubkový) pro dohřev a dochlazování

V létě roku 2019 se na jednom z realizovaných projektů vyskytlo i následující zapojení: kombinace VAV regulátoru a fancoilu, který měl zajišťovat dohřev a dochlazování. Výhodou je, že pokud je v místnosti uspokojivá kvalita vzduchu, a požadavek na VAV je tedy minimální, nedochází k přivádění upraveného čerstvého vzduchu (resp. přívod je udržován na nastaveném minimu) a cirkulační fancoil pouze kompenzuje tepelné ztráty (nebo v případě chlazení zisky). Cirkulační ventilátor je řízen spojitě podle požadavku na dohřev či dochlazování.

 2_VAVdohrev

VAV klapka pro CO2, cirkulační FCU pro dohřev / dochlazování

Regulace kvality vzduchu VAV boxem s indukčním systémem pro dohřev a dochlazování

Zde již je nasazena indukční jednotka. Její správná funkce závisí na určitém minimálním průtoku přívodního vzduchu, typicky např. od 20 m3/h; pokud by průtok byl příliš malý, nedochází k požadovanému přenosu tepla mezi teplosměnnou plochou registru a vzduchem jako přenosovým médiem. Výstup AO3, tedy signál pro řízení VAV boxu, je řízen podle kvality vzduchu. Klapka, řízená výstupem AO2, má v zásadě dvě polohy: je zcela zavřená, pokud není požadavek na ohřev ani chlazení, a naplno otevírá, jakmile požadavek na ohřev nebo chlazení přesáhne 5 %. Jedině plný průtok vzduchu může totiž zajistit požadovanou účinnost DID systému.

3_VAV_DID

VAV klapka pro CO2, DID systém pro dohřev/dochlazování

Regulace kvality vzduchu VAV boxem s indukčním systémem pro dochlazování, dohřev mimo vzduchotechnický systém

V rozšířené variantě předchozího zapojení je regulace kvality vzduchu stejná, zatímco DID jednotka zajišťuje pouze dochlazování. Výstup AO2 otevírá naplno při požadavku na chlazení, signál PWM na výstupu DO2 moduluje chladicí ventil pro dosažení přesné teploty. Pro ohřev je pak použit radiátor s termickým ventilem řízeným signálem 24 V PWM na výstupu DO1, ovšem bylo by možné nasadit i konvektor (někdy zvaný Dynamic Boost Radiator, DBE) s nuceným oběhem vzduchu pomocí EC motoru, který je řízen signálem 0…10 V z výstupu AO1.

 4_VAV_DID_dohrev_CZ 

VAV klapka pro CO2, chladicí DID, dohřev radiátorem nebo konvektorem

Regulátor se vždy nachází v jednom z provozních režimů: Komfort, Pokles nebo Vypnuto. Jednotlivé módy se od sebe liší jednak požadovanými teplotami pro topení a pro chlazení, čímž můžeme definovat zónu necitlivosti podle potřeby, jednak požadavkem na množství vzduchu pro VAV box: v komfortním režimu je průtok řízen podle hladiny CO2 v místnosti, v režimu Pokles je udržován minimální průtok nastavitelný jako vnitřní parametr – a v režimu Vypnuto je na VAV box přiváděno napětí 0 V.

Provozní režim se mění buď podle místních podmínek, jako je čidlo přítomnosti, okenní kontakt nebo nastavení uživatele, nebo dálkově z centrály, případně podle časového programu, který je řízen hodinami reálného času přímo v regulátoru. Regulátory FCR015, stejně jako všechny ostatní regulátory FCR…, nabízejí otevřenou komunikaci protokolem Modbus RTU po sběrnici RS485 a jsou připraveny pro integraci do jakéhokoliv řídicího systému budovy nebo vizualizace (SCADA). Podrobnosti najdete v aktualizované Modbusové tabulce a katalogovém listu FCR015 na stránkách Domat Control System, www.domat.cz.