XXI wiek to czas dynamicznej informatyzacji naszego życia codziennego. Na każdym kroku spotykamy się z urządzeniami, które z roku na rok mają coraz bardziej przyjazne platformy obsługi i sterowania.

Ostatnie dekady to okres rozwoju technik telekomunikacyjnych i informatycznych. Na każdym kroku spotykamy się z urządzeniami, które z roku na rok mają coraz bardziej przyjazne platformy obsługi i sterowania. W systemy sterowania instalacji klimatyzacyjnych coraz częściej wplatają się nowości rozwiązań branży informatycznej, pozwalające na łatwiejszą i energooszczędną eksploatację systemów HVAC. Przykładem połączenia znanego wodnego systemu klimatyzacji dla małych i średnich instalacji oraz innowacji branży informatycznej jest nowy na rynku polskim system Aquasamrt Evolution 2010 firmy Carrier. Aktualnie jest on już trzecią generacją tego sytemu, który miał premierę w 2001 roku i wraz z początkiem XXI wieku rozpoczął nową erę rozwiązań sterowania i zarządzania dla małych i średnich instalacji HVAC. Idea, która przyświecała powstaniu tego systemu, to łatwa obsługa przez użytkownika, prosta instalacja Plug&Play i oszczędność kosztów energii rzędu 20÷30 proc. w porównaniu do tradycyjnych systemów wodnych klimatyzacji.

Czym jest Aquasmart?
Aquasmart Evolution 2010 jest kompleksowym, fabrycznie zintegrowanym, centralnie zarządzanym wodnym systemem klimatyzacji i wentylacji, zaprojektowanym dla zapewnienia komfortu w budynku, przez dostarczenie i odpowiedni rozdział chłodu oraz ciepła. Inaczej mówiąc, jest to system BMS (Building Manager System) dedykowany dla małych i średnich instalacji HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning), zarządzający rurowym systemem wody lodowej i/lub grzewczej bez/z instalacją wentylacyjną w budynku, w celu uzyskania komfortu w strefie przebywania ludzi. Standardowo, projektowane i wykonywane obiekty z instalacjami chłodzenia, grzania i wentylacji opierają się na zdecentralizowanym prostym układzie sterowania, niejednokrotnie przyczyniającym się do dużej energochłonności tych instalacji w budynku. Aquasmart jako system BMS jest remedium tego problemu przez skoordynowanie pracy tych trzech instalacji i odpowiednie zarządzanie oraz optymalizację czasu ich pracy, co daje wymierne (rzędu 20÷30 proc.) oszczędności energii.
Pod pojęciem małe i średnie instalacje kryją się rozwiązania systemów wodnych do około 300 kW wydajności chłodniczej, do których należą m.in. budynki o powierzchni do około 2500 m2. Wielkość instalacji z systemem Aquasmart nie limituje wydajność chłodnicza, lecz maksymalna ilość (do 128 klimakonwektorów), która może być zainstalowana w tym systemie. Zależnie od ich wielkości (wydajności) daje możliwość zbudowania systemu przekraczającego umowną granicę 300 kW wydajności chłodniczej.

Rys. 1. Schemat instalacji elektrycznej systemu Aquasmart Evolution 2010

Opis sytemu Aquasmart
System sterowania Aquasmart dla instalacji wodnych HVAC, składa się z:
- Centralnej Jednostki Sterującej (CJS) o nazwie handlowej Touch Pilot, która jest tzw. „mózgiem” systemu;
- Kontrolerów NTC zarządzających zaworami wodnymi i wentylatorami w klimakonwektorach w wersji sterowania Aquasmart. Komunikują się one dwukierunkowo z CJS. Zbierają informacje o osiąganych parametrach pracy klimakonwektorów oraz w pomieszczeniu, przesyłając je do CJS. Wykonują nadrzędne polecenia otrzymywane z CJS. Każdy sterownik NTC posiada niepowtarzalny numer seryjny, za pomocą którego jest identyfikowany przez CJS;
- Sterowników pomieszczeniowych z termostatem do zadawania nastaw m.in. temperatury i biegów wentylatora w klimakonwektorze przez użytkownika w pomieszczeniu (strefie);
- Opcjonalnie liczników zużycia energii elektrycznej lub paliwa, z których wytwarzane jest ciepło urządzeń systemu;
- Standardowej instalacji rurowej wody lodowej składającej się z agregatów wody lodowej lub pomp ciepła z modułem hydraulicznym oraz odbiorników (klimakonwektorów);
- Central wentylacyjnych z wentylacyjną instalacją kanałową świeżego powietrza higienicznego dostarczanego do klimakonwektorów lub nawiewników i usuwanego – jeśli centrala jest typu nawiewno-wywiewnego;
- Opcjonalnie, zależnie od rozwiązania budynku, standardowej instalacji rurowej wody grzewczej z kotłem wytwarzającym wodę grzewczą i modułem hydraulicznym oraz odbiornikami ciepła (np. klimakonwektorami lub grzejnikami).

Instalacja elektryczna sterowania systemu Aquasmart składa się z trzech szyn cyfrowej wymiany informacji z CJS opartej na protokole CCN-Carrier – głównej, drugiego rzędu i lokalnej (rys. 1.). CJS posiada możliwość podłączenia przewodowo trzech konfigurowalnych wyjściowych sygnałów zezwolenia pracy dla urządzeń nie posiadających możliwości komunikacji przez protokół CCN (np. kocioł grzewczy, centrala wentylacyjna innego producenta niż Carrier itp.) oraz trzech wejściowych sygnałów alarmu urządzeń bez protokołu CCN. Kontrolery NTC w klimakonwektorach połączone są szeregowo ze sobą i z CJS za pomocą 3-żyłowego ekranowanego przewodu, zwanego szyną wymiany informacji drugiego rzędu. Szyna główna (przewód 3-żyłowy ekranowany) wymiany informacji łączy szeregowo ze sobą agregaty wody lodowej, pompy ciepła oraz centrale wentylacyjne z CJS. Trzecim rodzajem szyny wymiany informacji, zwaną lokalną, jest 4-żyłowy przewód łączący kontrolery NTC w klimakonwektorach ze sterownikami pomieszczeniowymi. Do szyny głównej, drugiego rzędu oraz lokalnej mogą zostać podłączone urządzenia Carrier, komunikujące się protokołem CCN wymiany informacji cyfrowej. Maksymalna, sumaryczna długość szyny głównej oraz drugiego rzędu to 500 metrów. Dla szyny lokalnej długość maksymalna to 150 metrów. Powyżej tych długości należy zastosować wzmacniacz sygnału cyfrowego.

Centralna Jednostka Sterująca
Centralna Jednostka Sterująca – CJS (New System Manager – NSM) jest tzw. „mózgiem” systemu (rys. 2.). Cechuje ją kolorowy dotykowy ekran, z łatwą obsługą menu w postaci ikon dla nietechnicznego użytkownika. Architektura i wygląd graficzny oprogramowania CJS powstały w wyniku wielokrotnych testów z udziałem kilkudziesięciu nietechnicznych osób. Finalnym produktem tych w obsłudze oprogramowanie CJS, uwzględniające życzenia i uwagi potencjalnych przyszłych użytkowników. CJS zawiera wgrany i fabrycznie wstępnie skonfigurowany program zarządzający z algorytmami optymalizującymi pracę systemu chłodzenia, ogrzewania i wentylacji dla 2- i 4-rurowych instalacji wodnych. (...)

Rys. 2. Centralna Jednostka Sterująca (CJS)

Łatwy montaż systemu Aquasmart (...)

Współpraca systemu Aquasmart z centralami wentylacyjnymi (...)

Zdalna obsługa systemu Aquasmart (...)

Narzędzia serwisowe (...)

Zarządzanie kalendarzem (...)

Funkcja inteligentnego startu i tryby pracy (...)

Oszczędności energii (...)

Prosty w projektowaniu system BMS (...)

Korzyści dla inwestora – podsumowanie
Podsumowując opisane zalety systemu Aquasmart, możemy sformułować w kilka podstawowych korzyści dla inwestora, które wynikają z zastosowania omawianego systemu:
- Taki sam czas powstania i koszt projektu tradycyjnych instalacji wodnych oraz instalacji z systemem nadrzędnego sterowania Aquasmart (BMS);
- Scentralizowana obsługa systemu wody lodowej i ogrzewania (również instalacji z tradycyjnymi grzejnikami);
- Niewielka różnica w cenie pomiędzy systemami tradycyjnymi a Aquasmart, szybko kompensowana oszczędnościami energii rzędu 20÷30 proc. w trakcie eksploatacji;
- Łatwość obsługi przez służby (nie)techniczne obiektu;
- Możliwość sterowania i zarządzania systemami wodnymi klimatyzacji wielu obiektów zdalnie z jednego miejsca;
- Jeden dostawca wszystkich elementów – brak problemów z kompatybilnością elementów na styku instalacji wodnej i automatyki;
- Niższe koszty serwisu – brak konieczności serwisowania przez specjalistyczne serwisy instalacji BMS (jeden serwis dla urządzeń chłodniczych/grzewczych instalacji klimatyzacji oraz BMS);
- Wydajny i szybki serwis ze zdalną diagnozą przez internet (przeglądarka stron WWW), skracający do minimum czas reakcji/ diagnozy/naprawy urządzeń.

Rys. 12. Oszczędności energii w wyniku zastosowania systemu Aquasmart,
w porównaniu do systemu z tradycyjnym sterowaniem

Mam nadzieję, że pozwoliłem Państwu spojrzeć trochę inaczej na systemy klimatyzacji oparte na instalacjach wodnych, które mogą być fabrycznie zaprojektowane i zintegrowane z nadrzędnym sterowaniem BMS.

AUTOR:
Andrzej DĄBROWSKI