Systemy sterowania

Inwestycja w badania i produkcję zaawansowanych i łatwych w obsłudze systemów sterowania, umożliwiających osiąganie coraz wyższych sprawności i obniżania kosztów energii jest kwestią oczywistą. System regulacji polega na pomiarze stanu wyjścia (np. temperatury), porównaniu go z wartością zadaną i korygowaniu wejścia w taki sposób, aby utrzymać stan wyjścia zgodny z założoną wartością. W układach regulacji możemy więc wyróżnić trzy podstawowe człony: pomiarowy, wykonawczy i sterujący. Główne elementy członu pomiarowego to oczywiście czujniki: temperatury, wilgotności, ciśnienia, entalpii itp., których zadaniem jest pomiar danego parametru i przetworzenie zmierzonej wartości na przydatną do celów regulacji wielkość fizyczną, taką jak napięcie, oporność, natężenie prądu elektrycznego. Na człon wykonawczy składają się zawory regulacyjne, przepustnice oraz siłowniki, zwane też napędami – czyli urządzenia, które przetwarzają sygnał wyjściowy regulatora na działanie wykonawcze, zmieniające stan otwarcia zaworu, czy też przepustnicy. Trzeci człon układów regulacji – sterujący – to regulatory nazywane także sterownikami. System działa poprawnie, gdy wszystkie jego elementy składowe są odpowiednio dobrane i połączone. Aby zoptymalizować pracę wielu jednostek jednocześnie, niezbędny jest odpowiedni system sterowania, precyzyjny, gwarantujący wydajną i ekonomiczną pracę całego układu. Dotyczy to regulacji zarówno temperatury jednego pomieszczenia, jak również sterowania i monitoringu dużego obiektu, wyposażonego w kilkadziesiąt (lub więcej) jednostek wewnętrznych.

Sterowniki przyjazne dla użytkownika

Z punktu widzenia użytkownika, najważniejszym dla niego elementem układu regulacji jest człon sterujący, czyli sterownik. W systemach sterowania układów typu VRF, ze względu na różne wymagania systemowe, oferowana jest szeroka linia łatwo programowalnych sterowników, zarówno jako pojedyncze sterowniki jak i całe systemy. W ofercie proponowane są sterowniki regulacyjne wraz z wyświetlaczami i interfejsem dla użytkownika, dodatkowe moduły wejść/wyjść, oraz inne elementy. Proponowane urządzenia są ze sobą kompatybilne oraz charakteryzują się budową modułową umożliwiającą proste modyfikacje i rozszerzanie istniejących systemów (rys. 1). Funkcje regulacyjne sterowników dostępne są za pomocą podstawowych programów, makr i menu, a także istnieje możliwość swobodnego programowania sterowników, w celu indywidualnego przystosowania realizowanych funkcji do własnych potrzeb.

Rys. 1. Prosty układ regulacji klimatyzacji

W zależności od rodzaju i wielkości instalacji, mamy kilka możliwości sterowania układem, począwszy od sterowania za pomocą zdalnego sterownika wewnętrznego, poprzez sterowanie za pomocą centralnego sterownika, a skończywszy na sterowaniu sieciowym. Bardzo istotne jest aby sterowniki były przyjazne dla użytkownika, niezależnie czy to ma być prosty pilot, czy pełny system kontroli. Zastosowanie dużego wyświetlacza punktowego LCD, umożliwiającego łatwy odczyt prezentowanych informacji, które powinny być zrozumiałe i czytelne, to jeden z dobrych przykładów rozwoju układów sterowania. W sterownikach centralnych, pojawiają się kolorowe wyświetlacze LCD, które ponadto są podświetlane i umożliwiają sterowanie nocą w pomieszczeniu bez wykorzystywania oświetlenia. Stosowane są także dotykowe ekrany, dzięki którym możemy sterować pracą jednostki przez dotyk odpowiednich ikon, sygnalizujących wybór urządzenia. W najnowszych rozwiązaniach, w niektórych sterownikach możemy korzystać z wyświetlaczy wielojęzycznych, co wydaje się być słusznym krokiem w przyszłość (rys. 2).

Rys. 2. Pilot PAR-21MMA firmy Mitsubishi Electric [3]

Sterowanie sieciowe (…)

Większy wybór i nowy wygląd jednostek wewnętrznych w systemach VRF (…)

Najnowsze technologie oczyszczania powietrza (…)

Rozprowadzanie powietrza (…)

Warunki pracy, montaż, konserwacja

Jednostki wewnętrzne, powinny być tak zaprojektowane, aby zmaksymalizować komfort, zminimalizować głośność pracy i uprościć montaż oraz konserwację. Ciągłe dążenie do obniżenia głośności pracy zaowocowało tym, że obecnie produkowane jednostki są bardzo ciche i w większości przypadków poziom dźwięku nie przekracza 30 dB (rys. 7). Praca jednostek wewnętrznych jest tak cicha, że czasem trudno się zorientować czy ona jest załączona.

Rys. 7. Usytuowanie pracy małej jednostki wewnętrznej na skali poziomu dźwięku [3]

W celu ułatwienia montażu systemów VRF, producenci wprowadzają różne udogodnienia. Dzięki zastosowaniu nowego oleju (HAB – alkilobenzen) jest na przykład możliwość wykorzystania starej sieci przewodów chłodniczych, systemów klimatyzacji na czynnik R22, bez konieczności czyszczenia instalacji. Wprowadzona funkcja sprawdzania okablowania i orurowania, za pomocą wciśnięcia jednego przycisku, uruchamia automatyczne sprawdzanie poprawności połączeń. Ostrzega ona użytkownika o błędach w okablowaniu i instalacji chłodniczej pomiędzy jednostkami. Funkcja ta identyfikuje i informuje o błędach systemu za pomocą diod. W tak rozbudowanych układach, bardzo przydatna jest także funkcja samosprawdzania. Funkcja ta przyspiesza rozwiązanie problemów, umożliwia ona szybkie zdiagnozowanie odłączonych termistorów, uszkodzonych zaworów elektromagnetycznych, zaworów sterowanych siłownikiem, awarii sprężarek, błędów komunikacji itp. Ważne jest także automatyczne przechowywanie informacji o pracy jednostki, umożliwiające w przypadku awarii dokonanie odpowiedniej analizy.

W celu usprawnienia montażu i serwisowania jednostek wewnętrznych, wykorzystywane są różnego rodzaju płyty montażowe, uchwyty. Wymiana jednostki staje się bezproblemowa, gdy dostępna jest funkcja automatycznego odsysania czynnika chłodniczego. Prosta budowa i łatwy demontaż obudowy ułatwi okresowe czyszczenie jednostek wewnętrznych, a to pozwoli na utrzymanie optymalnie wydajnej i energooszczędnej pracy.

Nowoczesny system typu VRF musi być energooszczędny, łatwy do zainstalowania, elastyczny, niezawodny oraz prosty w użytkowaniu i obsłudze – w tym kierunku powinny następować zmiany w budowie tych systemów.

LITERATURA
[1] CEBULSKi Zbigniew: „W jakim kierunku rozwijają się systemy typu VRF”. CHŁODNICTWO&klimatyzacja 1-2/2010.
[2] Materiały informacyjne firmy Daikin.
[3] Materiały informacyjne firmy Mitsubishi Electric.
[4] Materiały informacyjne firmy Sanyo.
[5] Materiały informacyjne firmy Toshiba.