Nyitott ablak

A vezérlések és szabályozások hardveres megoldásai ma már szinte kizárólag mikroelektronikai eszközökkel valósulnak meg, jellemzően a sokat tudó mikrovezérlőkkel. A mikrovezérlők tulajdonképpen egychipes számítógépek, egy tokozásban (IC) a központi egységgel egybeépített sokféle perifériával, melyek nagyban megkönnyítik a fejlesztők dolgát. Az integrált perifériák szinte szabadon programozhatóak és egyszerű illesztést biztosítanak a mikrovezérlő központi egysége és a külvilág között. Több más mellett ennek is köszönhető az a sok „okos” eszköz, mellyel lépten-nyomon találkozhatunk. Ráadásul ezek a sokat tudó „kütyük” kisméretűek, melynek köszönhetően hétköznapi használati eszközeink alakulnak át hétköznapi használatú okos eszközökké. Szinte minden területről hozhatnánk példát, melyekből most, a fűtési idény kezdetének küszöbén ehhez kapcsolódó ötletekkel foglalkozunk. 

Az okos fűtési eszközök egyik nem túl régi keletű funkciója az úgynevezett „nyitott ablak” funkció, melyet már egyes egyszerű villamos fűtőpanel típusok is tudnak. A lakást szellőztetni kell akkor is, amikor a fűtés éppen működik. Ha nincs hőcserélős szellőztető rendszer a lakásban, akkor az ablak kinyitásával oldjuk meg a légcserét, ami azzal jár, hogy az utcát fűtjük, ha kézzel nem zártuk el a szoba fűtési zónáját. A fűtés ugyanis be fog indulni akkor is, ha ablaknyitáskor éppen nem megy, hiszen lecsökken a szoba hőmérséklete a kinti levegővel keveredve, melynek hatására a termosztát fűtést fog kérni a rendszertől vagy közvetlenül a kazántól. Ha érzékelni tudjuk az ablaknyitást, akkor ezt a jelet már felhasználhatjuk az adott fűtési zóna kiiktatására a szellőztetés idejére - természetesen a rendszernek biztosítania kell a zónák be/kikapcsolásának lehetőségét elektromosan vezérelhető szelepeken keresztül.

A legegyszerűbb és költségkímélőbb megoldás, ha normál vezetékes mágneses - reed relés nyitásérzékelőket tudunk felszerelni az ablakokra, melyek jelével reteszeljük a zónát. Ebben az esetben nincs szükség semmi másra, csupán a reed relét kell illeszteni terhelhetőség és vezérlési logika szempontjából a termoszelephez vagy a kazán indítás termosztát köréhez. De milyen lehetőségek vannak, ha nincs vezetékes nyitásérzékelő és vezetékezni sem tudunk? Bizonyára elsőként a rádiófrekvenciás nyitásérzékelő jut eszünkbe, mely valóban egy gyorsan telepíthető, frappáns megoldás, ezért bejegyzésünk végén kitérünk erre is (egy régebbi bejegyzésünkből tallózva). Van viszont egy másik megoldás is az ablak kinyitásának érzékelésére - igaz, elsősorban fűtési szezonban, azaz hidegebb kinti hőmérsékleten működik.

Nyitott ablak érzékelés hőmérsékletváltozás alapján

Ha kint hidegebb van, mint bent, akkor az ablakok kinyitásával végzett szellőztetés nem csak a friss levegő bejutását, vagyis a légcserét eredményezi, hanem egyúttal le is hűl a szoba hőmérséklete. A szobahőmérséklet hűlése tehát azt jelzi, hogy hidegebb levegő áramlott a szobába, ami jöhet bárhonnan, de jellemzően az ablak kinyitásával történik meg. Ha érzékeljük a lehűlést, akkor ezzel a jellel reteszelhetjük akár az egész rendszert, akár az adott zónát - kiépítéstől függően. Az első ábrán egy TER-3B típusú moduláris termosztáttal és egy TZ-0 típusú hőmérséklet érzékelővel figyeljük a szoba hőmérsékletét (a 10 cm-es vezetékkel szerelt érzékelő vezetéke hosszabbítható).

A TER-3B mérési tartománya 0 - 40 °C között van, tehát éppen belefér a szobahőmérséklet tartományába. Hiszterézise 0,5 - 5 °C között állítható, ezért egész nagy hőmérsékletkülönbséggel is történhet a be- és kikapcsolás. Választható a fűtés vagy hűtés funkció, ami nagyon fontos ebben a felhasználásban, ugyanis csak egy záró érintkezős relé a kimenet és nekünk itt a lehűlést kell detektálnunk. A termosztátot ezért hűtés (Cool) funkcióra állítjuk, így a relé zár, ha a mért hőmérséklet magasabb a beállított + hiszterézis értéknél és nyit, ha alacsonyabb a beállított - hiszterézis értéknél (egyébként fűtés funkción is megoldható a vezérlés fordított logikával).

Ha kinyitottuk az ablakot és lehűlt a szoba hőmérséklete a beállított alá, akkor nyit a termosztát reléje, mellyel akár közvetlenül is reteszelhetnénk a fűtést. De mikor kapcsol vissza? Ha csak a termosztátra bízzuk, akkor a szoba hőmérsékletének felmelegedése után. Ez csak akkor következik be, ha megy a fűtés. Hogy fel tudjon melegedni a szoba, ahhoz be kell zárni az ablakot. De ez mikor történik meg? Látható, hogy a visszakapcsolás feltételeiben sok a bizonytalan tényező, ezért egy időrelével kapcsolunk vissza, függetlenül az ablak helyzetétől - feltételezve, hogy azt a lakók ezen időn belül visszazárják.

A CRM-100 típusú digitális multifunkciós időrelé 17 funkciójából itt az „F” jelű, vezérlőjel lefutó élére indított elengedés-késleltető funkciót használjuk, mely időzítés alatt nem veszi figyelembe a vezérlőjel változásait. A termosztát jelzésére (nyitó kontaktus = lefutó él) vezérlőjelet kap az időrelé, mely behúzza kimeneti reléjét. A kimenti relé bekapcsolása a nyugalmi érintkező (16) bontását eredményezi, ezzel megszakítva a fűtési kör vezérlését. Az időzítés letelte után elenged az időrelé kimenete és 15 - 16 kontaktusán keresztül vezérlést kaphat a fűtés. Gázkazán szárazkontaktussal történő vezérlésekor a 15-ös sorkapocsba nem kötünk fázist, hanem a 15 - 16 sorkapcsokat vezetjük a kazán elektronikájának bemenetére.

Nyitott ablak funkció gyors szellőztetéshez jelzőfénnyel

A téli szellőztetésnél nem árt, ha gyorsan történik meg, pláne, ha a szellőztetés ideje alatt tartózkodik valaki a szobában. Az 1. ábra időreléjének „F” elengedés-késleltetési funkciója elindítás, azaz lehűlés után mindenképpen végigmegy, függetlenül a vezérlőjel változásától. Ha gyorsabban szellőztetünk, akkor sem engedi a fűtést működni, amíg le nem telik az időzítése. Ha ezt el szeretnénk kerülni, akkor a CRM-100 egy másik funkcióját érdemes használni.

Az „E” funkció majdnem ugyanúgy működik, mint az eddig használt „F”, azzal a különbséggel, hogy időzítés alatt figyelembe veszi a vezérlőjel változását. Ha időzítés alatt felfutó élű vezérlést kap, akkor kikapcsolja a reléjét és törli az időzítést. Ez a fűtésvezérlésnél azt jelenti, hogy az ablakzárás után, amikor fűtés nélkül is elkezd lassan melegedni a szoba, akkor kis termosztát hiszterézis mellett viszonylag gyorsan visszazár a termosztát reléje, ezért hamarabb vissza fog kapcsolni a fűtés, nincs várakozás a késleltetés végigfutására. 

A CRM-100 18-as relé kontaktusa akkor kap fázist, ha éppen működik a nyitott ablak funkció. Ez a jel felhasználható figyelemfelhívó hang- és/vagy fényjelzésekre - az ablak nyitva! 

Az előző ábrán a TC-0 típusú hőmérséklet-érzékelőt használtuk, mely PVC fejjel és vezetékkel van szerelve, valamint működési tartománya -20..+80 °C. Kapható 10 cm, 3, 6, 12 méteres vezetékekkel is. Az előző, TZ típus szilikon vezetékkel és fém fejjel van szerelve (gyorsabb reakcióidő), működési tartománya -40…+125 °C.

Nyitott ablak érzékelése RF nyitásérzékelővel

Az utolsó ábrán egy már régebben bemutatott RF fűtésszabályozást mutatunk be az RFWD-100 nyitásérzékelővel megvalósított ténylegesen „nyitott ablak” retesszel. Az RFTC-50G egy önálló működésű rádiófrekvenciás programozható szobatermosztát. Önálló működésű, mert nem kommunikál egyik központi RF vezérlővel sem (RF Touch, eLAN-RF-103) és a programozható heti/napi ütemterv alapján végzi a szabályozást.

Az RFTC-50G az RFSA-62B - Megszűnt kétcsatornás relés vevőegység egyik reléjét vezérli, mely a VS116B/230V segédrelé kimeneti váltóérintkezős reléjének közös kontaktusára kapcsol fázist a fűtés beindításához. A fűtés kapcsolása a segédrelé nyugalmi érintkezőjén keresztül valósul meg. Az ablaknyitás érzékelő az RFSA-62B másik csatornáját vezérli, ahonnan a segédrelé kap vezérlést. Ha nyitva az ablak, akkor a segédrelé meghúz és bontja a fűtés áramkörét.

Figyelem! A bemutatott megoldások elvi kapcsolási rajzokkal vannak illusztrálva, melyekben a többszöri ellenőrzés vagy műhely körülmények közötti tesztek ellenére is lehetnek hibák. Adott feladatra való alkalmasságuk ellenőrzése, esetleges módosítása a telepítő feladata és felelőssége! A szerző és a cég nem vállal felelősséget a bemutatott elvi megoldások felhasználásából eredő károkkal és egyéb problémákkal kapcsolatban. A rajzokon látható vezetékek színei csak a könnyebb átláthatóságot segítik, nem feltétlenül egyeznek meg a szabványos vezetékezés színeivel!