Tarifakapcsoló

Lássuk be, … háztartásunk fogyasztói nem kímélik pénztárcánkat. A nagyobb teljesítményt felemésztő fagyasztók, hűtők, mosó-, szárító- és mosogatógépek, bojlerek, villamos fűtések és hűtések, stb. mellett az energiafogyasztás szempontjából nem elhanyagolhatók azok a kis áramfelvételű fogyasztók sem, melyek hosszabb időn át vagy akár folyamatosan működnek. Ilyenek pl. a készenlétbe kapcsolt készülékek (tv), a bedugva felejtett mobiltelefon töltők, és minden, ami nincs közvetlen módon (pl. kontaktussal) leválasztva a hálózatról, amikor nem működik. Utóbbiak nem csak feleslegesen fogyasztanak, de még tűzveszélyt is jelenthetnek. 

Az épületautomatizálási rendszerek egyik hatalmas lehetősége éppen abban rejlik, hogy a megfelelő perifériák telepítése után rendszerint csupán átgondolt programozásra van szükség ahhoz, hogy energiatakarékos automatizmusokkal és más megoldásokkal csökkentsük a felesleges villamos áram és más energiahordozók felhasználását. Egyszerű példaként említhető a világítás, melynek működtetéséhez egyébként is kiépül az okos ház rendszer, ugyanakkor a már kiépített rendszer hardver egységeit felhasználva néhány egyszerű programmal tehetjük takarékossá is a lakást - pl. éppen nem használt helyiségek áramellátásának lekapcsolása jelenlét érzékelés segítségével vagy a távozáskor praktikus „Mindent KI” funkció.

A nagyfogyasztó készülékek, gépek működtetése, használata sok tényezőtől függhet, mint pl. a család nagysága, szokásai, stb. és sajnos ezekhez az energiatakarékosságot célzó okos-otthon funkciók sok esetben nem használhatók. Nem használható pl. a „Mindent KI” funkció sem, hiszen a mosógép kimoshat, mire hazaérünk, ezért nem kapcsolhatjuk ki távozáskor. A nagyfogyasztó készülékek energiatakarékossági lehetősége ott kezdődik, hogy korszerű készüléket vásárolunk (megfelelő energiahatékonysági címke). Aztán jöhetnek a használattal, szokásokkal, berögződésekkel kapcsolatos meggondolások és lehetőségek, pl. nem hagyjuk nyitva a hűtő ajtaját hosszú időre, nem vesszük a szükségesnél alacsonyabbra a hőmérsékletet, a klímától sem várunk el túl alacsony hőmérsékletet, stb.. A lista majdnem végtelen. 

A takarékosság szempontjából végül, de nem utolsó sorban említhetjük a kedvezőbb árfekvést képviselő villamos energiaforrások használatát, melybe elsősorban a napelemes rendszerek tartoznak, illetve ide sorolhatjuk a szolgáltatók által biztosított kedvezményes tarifákat is. Több ilyen tarifa létezik országunkban, melyek használhatóságának szabályait az egyes szolgáltatók pontosan meghatározzák. Ilyen szabály pl. hogy jellemzően csak fixen bekötött berendezésekhez használható, tehát konnektorok tápellátására nem. Ide sorolhatók általában a villanybojlerek és az elektromos kályhák, hőtárolós kályhák is, melyek akár még kedvezőbb feltételekkel is kaphatnak áramot.

A következőkben bemutatunk néhány egyszerű megoldást a normál és a kedvezőbb árral rendelkező egyfázisú villamos hálózat automatikus átkapcsolására.

Átkapcsolás időzítés nélkül

Az első ábrán a hálózat átkapcsolásának két legegyszerűbb lehetőségét rajzoltuk le. Az elsőnél csak a fázisokat kapcsoljuk át a VS220-11/230 V típusú kontaktorral, mely egy záró és egy nyitó érintkezővel rendelkezik. Az alaphelyzetben zárt érintkező a normál hálózati fázist (L_N) engedi át, ha az L_K fázis nincs jelen. Az NC érintkezővel megoldjuk azt is, hogy a 24 óra alatt hosszabb ideig rendelkezésre álló normál hálózati fázis kapcsolásához ne kelljen energiát felhasználni. Ha rendelkezésre áll az L_K fázis, akkor ez a feszültség meghúzza a kontaktort, bontja L_N kontaktusát és záró érintkezőjével a fogyasztók felé kapcsolja az L_K fázist. Az L_K megszűnésével visszakapcsolja az L_N normál hálózatot.

A rajzon jobb oldali VS425-22/230 V típusú kontaktorral megrajzolt kapcsolás működése megegyezik az előzővel, azzal a különbséggel, hogy a nullát is kapcsoljuk, ha erre szükség van.

Az átkapcsolások komolyabb időkésleltetést nem tartalmaznak (csupán a kontaktusok mechanikai késleltetését), ezért a bekapcsolt hálózat leválasztásával szinte egy időben történik meg a másik hálózat bekapcsolása. A be- és kikapcsolás közötti idő rövidsége miatt nem minden készülék veszi észre az áramkimaradást, ezért ha be volt kapcsolva, akkor úgy is marad. Más a helyzet az elektronikát, a ma már jellemzően mikroelektronikát is tartalmazó készülékekkel, ugyanis ezek az áramkörök nagyobb eséllyel megérzik a rövidke áramszünetet is. Nagyobb a baj, ha annyira rövid az áramkimaradás, hogy a készülék vezérlését irányító mikrovezérlős áramkörök kapacitásai nem sültek ki teljesen és az áram gyors visszakapcsolásakor a RESET folyamat nem hajtódik végre, melynek következményeként pl. az áramkör véletlenszerűen fog reagálni. A következő bekezdésben ennek kiküszöbölésére mutatunk egy megoldást.

Időzített átkapcsolás

A 2. ábrán két kontaktort és két időrelét használunk a kedvezményes és a normál tarifa közötti időzített átváltáshoz. Az időzítés természetesen mind a kedvezményes, mind a normál hálózatra kapcsolásnál érvényesül.

Alapesetben, amikor nincs jelen az L_K feszültség, akkor az L_N normál feszültség a K1/R3 - K1/R4 - K2/R3 - K2/R4 útvonalon keresztül kapcsolódik a fogyasztói hálózatra. Mindkét VS220-11/230 V típusú kontaktor NC, alaphelyzetben zárt érintkezőjét használjuk a normál hálózathoz, így ennek kapcsolásához nincs szükség energiára.

Ha megjelenik az L_K kedvezményes feszültség, akkor az R2 jelű CRM-111H/UNI időrelé „S” bemenete vezérlőjelet kap és az „e” funkciónak megfelelően behúzza reléjét, melynek bekapcsolt 18-as sorkapcsa a K2 kontaktort vezérli. K2 így azonnal bontja a normál hálózatot (R3 - R4 bont), ezért a fogyasztók felé teljesen megszűnik a tápellátás. Eközben az R1 jelű CRM-111H/UNI időrelé „a” funkciójának időzítése javában tart, ezért az L_K feszültség még nem tud a bekapcsolni. A kedvezményes hálózat bekapcsolása az R1 időzítés letelte után történik meg a K1/1-2 és K2/1-2 záró kontaktusokon keresztül. K2 meghúzva marad, amíg R2 vezérlőjelet kap, azaz jelen van a kedvezményes hálózat. 

Ha megszűnik a kedvezményes hálózat, akkor R1 és K1 kontaktor elenged, megszűntetve ezzel a fogyasztói hálózat tápellátását. Ugyanekkor elindul R2 késleltetett-kikapcsolás funkciója, melynek végén elenged K2 kontaktor is és újra a normál hálózat kerül a fogyasztók felé.

Az áramkör könnyen átalakítható a nullát is átkapcsoló verzióra, amennyiben két záró, két nyitó érintkezős kontaktorokat használunk.

Figyelem! A bemutatott megoldások felhasználási lehetőségeiről érdeklődjön áramszolgáltatójánál a vonatkozó szabályozási feltételekről! 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!