Árnyékolók vezérlése KNX / EIB rendszerrel
Egy korszerűen és profi módon vezérelt árnyékolástechnikai rendszerrel nem csak azt oldhatjuk meg, hogy a szomszédok nem lássanak be a nappaliba, hanem komoly energia megtakarítást is elérhetünk vele. A mai világban csak egy önállóan működő árnyékoló vezérlő rendszert beépíteni az épületekbe pénzkidobás. Szükség van egy integrált megoldásra, mely kapcsolatot teremt a világítási és fűtési / hűtési rendszerekkel is. Manapság nagyon sokféle árnyékolót lehet találni a piacon, melyek elektromosan is vezérelhetők. Belső terekben használják a függönyöket, szalagfüggönyöket vagy a reluxákat. Kültéren pedig a vászon napellenzőket vagy éppen a redőnyöket lamellával vagy anélkül. Alapvetően a legfontosabb technikai ismérvek, amiket a vezérlés kiválasztásánál figyelembe kell venni a feszültség szint és az árnyékoló típusa. Leggyakrabban a 230V AC és a 24V DC motorokat alkalmazzák. Nyílván valóan más készülékek kellenek egyik és másik feszültség szintű vezérléshez. Mivel a 230V AC elterjedtebb kezdjük mi is ezzel. A KNX/EIB vezérlő készülék két relé kimenettel rendelkezik redőny áramkörönként. Lásd 1. ábra. Természetesen ez nem jelenti azt, hogy két egyszerű relével vezérelhetnénk a redőnyt, hiszen nagyon fontos, hogy a két kimenet reteszelve legyen egymáshoz képest. Nem engedhető meg még egy pillanatra sem, hogy a két kimeneten egyszerre legyen feszültség. A redőnymotorból rendszerint a fel és le irányok fázisa, a nulla és a védőföldelés van kivezetve. Ha a fel irány feszültséget kap, akkor a redőny elindul felfelé. Értelemszerűen, ha ezzel egy időben a másik irány is feszültséget kapna, az a motor meghibásodásához vezetne. Ezt a problémát a redőnyvezérlő készülékek, a reteszelésnek köszönhetően kiküszöbölik. A vezérlő készülékek terhelhetősége változó (készülék specifikus), de jellemzően 6A kapcsolását teszik lehetővé cosϕ=0,6 esetén is. Kifejezetten motorikus (induktív) terhelésre készült reléket alkalmaznak a készülékekben. Általában a motorok áramfelvétele ennél jóval alacsonyabb. Adódik a kérdés vajon lehet-e több motor is párhuzamosan működtetni egy kimenettel? A válasz határozottan NEM. Illetve bizonyos feltételekkel IGEN. Ha egyszerűen párhuzamosan kötnénk két vagy több
motort, akkor azzal a következőket kockáztatnánk. A több motor együttes vezérlése esetén az egyes motorok nem 100%-ban azonos időben mozognak fel vagy le. Egyik hamarabb éri el az egyik végállást, mint a másik. Ugyan a végállás kapcsoló lekapcsolja a motorról a feszültséget, de mint ahogy az a 2. ábrán (helytelen bekötés) látható, ha a másik motor még mozog annak feszültsége visszakerül a már lekacsolt motorra. Ennek következtében elképzelhető, hogy a már megállt redőny elindul a másik irányba. Ez a jobbik eset. Rosszabb esetben akár 1000V-os nagyságrendű feszültség is keletkezhet a motoron, mely természetesen azt azonnal tönkre teszi. Azonban ha a kimenetre csak egy motort kötünk és a többit reléken keresztül (mindegyik motorhoz külön) hajtjuk meg, akkor ez a probléma elkerülhető és akár számtalan motort is vezérelhetünk egyetlen kimenettel (3. ábra).
Természetesen ebben az esetben minden olyan redőny, amelyik ugyan arra a kimenetre lett kötve csak együtt vezérelhető. Ha a redőnyöket külön-külön is mozgatni akarjuk, akkor annyi kimenetet kell használnunk, amennyi redőnymotorunk van. A gyengeáramú készülékek esetében a különbség leginkább a feszültségszint, illetve, hogy ez esetben a motorból csak két vezeték jön ki. Egy pozitív és egy negatív. Itt az irányt azzal jelölöm ki, hogy melyik kivezetésére, melyik pólust kapcsolom. Tehát ebben az esetben egy polaritás váltással oldom meg a felhúzást vagy leeresztést, azaz az irányváltást. Teljesen más készülékre van szükség ehhez a feladathoz, mint a 230V AC esetében. Természetesen a 24VDC feszültséget a vezérlő készüléke önmaga nem állítja elő. Ezt vagy maga a redőnymotor vagy egy külső tápegység végzi. Ezek után a működés már megegyezik mind a két feszültségszint esetében. Egy átlagos KNX/EIB redőnyvezérlő készülék az alábbi funkciókat tudja: Beállítható az időzítés a fel és le irány váltása között. Ez tipikusan néhány tized másodperc. Amikor egyik irányból hirtelen a másikba szeretnénk mozgatni a redőnyt,
akkor egyik gomb utána azonnal a másikat nyomjuk meg. Szinte késleltetés nélkül. Azonban a motor a rajta lévő súly miatt (a redőny súlya) nem tud azonnal megállni és elindulni a másik irányba. Van egy tehetetlensége. Ha ezt a késleltetést nem alkalmaznánk, akkor a redőny még az előző irányba mozogna, de már a másik irányba kapna feszültséget, mely hosszabb távon a motor élettartamának rövidüléséhez vezet. Beállítható az árnyékolók futási ideje. Mind le és fel irányban külön-külön. Hiszen jellemzően lefelé a gravitációnak köszönhetően gyorsabban haladnak a redőnyök. Ezzel a funkcióval megoldható, hogy bár a végállás kapcsolók lekapcsolják a feszültséget a motorról, de ne legyen a vezérlő és a motor közti vezetéken se feszültség, ha a redőnyt már nem mozgatjuk. Jellemzően ezt az idő egy kicsit hosszabbra állítják, mint a tényleges mozgás, hogy biztosan elérje a két végállást az árnyékolónk. Ha már a mozgási időket említettük érdemes pontosan megmérni ezeket (le és fel valamint a lamellák egyik állásból a másikba), ugyanis ha azokat beállítjuk a vezérlő készülékben, akkor lehetőség van egy egyszerű redőnnyel is a pozícionálásra. Meg tudjuk határozni, hogy a redőny meddig ereszkedjen le (mondjuk 65%-ig) és hogy a lamellák hogyan álljanak (a teljes zárástól a teljes nyitásig 255 lépésben). Erre a funkcióra akkor lehet szükség, ha a redőnyöket is a világítási képek részeként akarjuk kezelni. Erről a korábbi cikkben már írtunk. Ugyan is az egyes világítási képekhez hozzárendelhetem a redőnyök állását. Például a TV nézés esetén teljesen leereszkednek és a lamellák is teljesen zárt állapotba kerülnek. Más képek esetében pedig automatikusan más állapotokat vesznek fel, anélkül, hogy nekünk kellene azokat „kézzel” beállítanunk. Egy kifinomult vezérlés esetén az épületen található egy időjárás központ is (4. ábra).
Ez méri a jellemző környezeti adatokat, mint külső hőmérséklet, szélsebesség, napsütés stb. Nem is gondolnánk, de egy ilyen készülék akár 100 különböző értéket is képes elküldeni a rendszernek. A paraméterek közt pontosan beállíthatjuk, hogy az
épületünk melyik szélességi és hosszúsági fokon helyezkedik el, valamint milyen tájolású (észak, dél stb.) Ez látható az 5. ábrán.
Az első esetben, ahogy felkel a Nap besüt az ablakon és szinte amíg le nem megy besüt. A másik két esetben az épület közelében található más épületek és fák árnyékolnak. Ezért a besugárzás nem 180o-os. A készülékbe gyárilag pontosan be van programozva az év minden napjára, hogy a Nap milyen pályán mozog. Nyáron az a pálya, melyet a Nap megtesz, sokkal magasabban van, mint télen. Ezt a 6. ábra mutatja (Azimuth adja meg a Nap északhoz viszonyított helyzetét).
Emellett figyelembe veszi az aktuális időjárási körülményeket és ezek alapján
automatikusan pozícionálja a redőnyöket. Ennek a célja az energia megtakarítás. Képzeljük el, hogy nyáron egy nagy üveg felületekkel határolt helyiséget, mondjuk a nappalit kell hűtenünk. Nem mindegy, hogy a napsütés felmelegíti a helyiséget, mint egy „üvegházat”, vagy a redőnyöket, ha szükséges a rendszer leengedi és a lamellákat olyan pozícióba állítja, hogy a direkt napsugárzás ne jusson a szobába, ami feleslegesen melegíteni a helyiséget. Azonban annyi fény viszont jusson be, hogy ne keljen a világítást felkapcsolni. Hasonló a helyzet télen a fűtéssel. Akkor ugyanis éppen, hogy kihasználhatjuk a napsütés azon tulajdonságát, hogy melegíti a szobát. Éjszakára viszont, amikor a Nap már nem süt, érdemes leereszteni az árnyékolót. Ugyanis az üveg felületeken nagyon sok hőenergia távozik. Azonban, ha leeresztjük elé a redőnyt (ez persze csak külső redőnyök esetében igaz), akkor az üveg és a redőny közti légrés természetes hőszigetelésként funkcionál. Ezekkel az apró trükkökkel jelentősen lehet az épület energia felhasználását csökkenti. Minden KNX/EIB redőnyvezérlő készülék rendelkezik vészpozíció funkciókkal. Ilyen lehet egy vászon napellenző esetén, hogy egy bizonyos mértékű szélsebesség felett automatikusan húzza be a vásznat a rendszer, nehogy a szél leszakítsa azt. Vagy éppen ha a redőnyünkkel szeretnénk megóvni az ablakokat, akkor azokat nagy szél esetén le kell ereszteni. Szinte minden estben kéri a tulajdonos, hogy a redőnyök időprogram szerint is mozogjanak. Este amikor besötétedik ereszkedjenek le, hogy a szomszédok ne lássanak be. Azonban, ha az összes nyílászárónál leereszkedik a redőny és mi pedig kint vagyunk a kertben, elképzelhető, hogy nem tudunk visszamenni a házba. Ezért célszerű a vagyonvédelemtől kapott nyitásérzékelők jeleit is felhasználni. Amikor egy teraszajtó nyitva van, nem engedi leereszteni a redőnyt, vagy legalábbis nem teljesen. Hagy meséljek el egy rövid történetet a témával kapcsolatban. Egy budapesti ház tulajdonosa azt kérte, hogy a KNX rendszer minden nap reggel 8 órakor húzza fel a ház valamennyi redőnyét és este 9 órakor pedig eressze azokat le. Az mindegyiket egyszerre. Egyszerűen időprogram szerint. Bár mondtuk, hogy szükség lenne egyéb paramétereket is figyelni a vezérléshez, mint például a vagyonvédelmi érzékelőket, de hát hajthatatlan volt. Úgy gondolta ez felesleges. Egyik alkalommal a család elutazott egy hétre pihenni a hegyekbe. Mivel jó idő volt, az egyik földszinti teraszajtót nyitva hagyták, hogy szelőzzön a lakás. Amikor elmentek otthonról a redőnyök még lent voltak. Azonban reggel nyolc órakor az automatika felhúzta azokat, este pedig leeresztette, ahogy azt a tulajdonos beállította. Ez így ment egy héten keresztül. Amikor azonban haza érkeztek, valamikor napközben, azon kapták magukat, hogy bőmből a riasztó. Gyorsan körülnéztek a házban és kiderült, hogy a teraszajtó, amelyik az uszodából nyílik nyitva volt. A redőnyök pedig fel voltak húzva. Mivel az ajtó nyitva volt (valamiért a riasztó szerelő nem szerelt rá nyitás érzékelőt) a kóbor macskák egész héten ki-be jártak a házban. Ez elindította a riasztót (mozgásérzékelők) és az uszoda pedig tele volt macska ürülékkel. Mondanom sem kell, hogy mennyire fel volt háborodva a tulajdonos. Aztán persze megértette, hogy ha
egy ilyen komplex rendszert akar, akkor igen is oda kell figyelni a részletekre és nem szabad egy-két érzékelőn spórolni. Gyakori igény, hogy amikor a vagyonvédelem betörést észlel, a redőnyök automatikusan ereszkedjenek le. Vagy éppen tűzjelzés esetén, mielőtt a rendszer áramtalanítaná az épületet, húzza fel az összes redőnyt, ezáltal is biztosítva az épület könnyebb elhagyását. Számos speciális redőny vagy árnyékoló mozgatását is automatizálhatjuk. Ilyen lehet például az úszómedencéknél használt úszó redőny. Ennek a szerepe, hogy amikor nem használjuk a medencét, megóvja a vizet a koszolódástól és, hogy csökkentse a vízfelületen keresztül távozó hőenergia-veszteséget. Azonban figyelembe kell vennünk azt, hogy van-e a családban gyermek. Ugyanis van aki ezt a mozgatást szeretné egy rádiós távvezérlővel kezelni (amivel a világításokat is). Azonban elképzelhető, hogy az egyik gyerek, játék közben véletlenül megnyomja a „bezár” gombot, míg egy másik éppen a vízben van. Ez akár komoly balesethez is vezethet. Ezért ezt nem javasoljuk. Ugyan ez a helyzet az időprogram szerinti vezérléssel is. A kapcsolóóra nem veszi figyelembe, hogy éppen használják-e a medencét vagy sem. Ha egy kicsit elvonatkoztatunk az árnyékolástechnikától és szigorúan a villamos kapcsolást nézzük, akkor észrevehetjük, hogy a feladat nem más, mint egy motor kétirányú vezérlése. Tehát minden olyan berendezés automatizálására használhatjuk az árnyékolástechnikai vezérlő készülékeket, melyeknél egy váltó- vagy egyenáramú motor, egyik vagy másik irányba mozgatása a feladat. Ilyen lehet egy kert- vagy garázskapu is. Nemrég találkoztam egy üzletemberrel, akinek van egy cége Izlandon és KNX/EIB rendszerek alkalmazásával foglalkozik. Ez cég hatalmas forgalmat bonyolít KNX készülékek forgalmazásával, szerelésével és programozásával. Az érdekes az a történetben, hogy Izlandon mindösszesen 296737 lakos él. Nálunk több mint harmincszor többen. Amit ez a cég csinál nem más, mint hogy meggyőzte az építészeket, hogy költséges és az épületben sok helyet foglaló mesterséges szellőztető rendszerek helyett alkalmazzanak természetes szellőztetést. Az épületekbe motoros mozgatású ablakokat építenek be. Ezeket a KNX/EIB rendszer vezérli. Az épület mindenkori hőigényét nyomon követő rendszer megvizsgálja annak lehetőségét, hogy az adott pillanatban hogyan lehet a legkevesebb energia veszteséggel szellőztetni. Ennek megfelelően nyitja vagy zárja az ablakokat. Egy áramlástechnikailag jól kialakított épület, illetve az ehhez tartozó vezérlés segítségével olyan módon oldható meg a természetes szellőztetés, hogy az ne járjon többlet energia költséggel. Más országokban is használják azt a módszert, hogy nyári hónapokban éjszaka, amikor a külső hőmérséklet jóval alacsonyabb, mint az épület belső hőmérséklete, teljesen átszellőztetik az épületet, amivel nem csupán a szükséges légcserét oldják meg, hanem az épületet is lehűtik. Reggel, ahogy felkel a Nap és a külső hőmérséklet magasabb lesz, mint a belső, a rendszer bezárja az ablakokat és az árnyékolókat olyan pozícióba állítja, hogy azok megóvják az épületet a túlmelegedéstől.
Családi házak esetében is a tetőablakok mozgatását időnként automatikusan végzik. Az előbb említett szellőztetési funkciót alkalmazzák. Azonban elképzelhető, hogy szellőztetés közben elered az eső. Természetesen senki nem szeretné, ha teljesen elázna a ház mire hazaér, ezért az időjárás központunk esőérzékelőjének jele alapján, ilyenkor a rendszer automatikusan bezárja az ablakot. Ez kézenfekvő. De mi van a széllel? Ha a házunk olyan területen fekszik, ahol a szél nagy port kavarhat, célszerű bizonyos szélsebesség felett szintén bezárni az ablakokat. A kivitelezést segítendő célszerű, olyan készülékeket alkalmazni, melyeken van kézi állítási lehetőség és LED visszajelzés is. Amikor az elosztószekrénybe bekötöttük a készülékeket és az áramköröket, a KNX készülékek még rendszerint nincsenek felprogramozva. Azonban szükség lehet az áramkörök folytonosságának vagy a redőnyök helyes működésének tesztelésére még mielőtt a programozó üzembe helyezné a rendszert. Ekkor jön jól a kézi vezérlési lehetőség. Láthatjuk, hogy egy ilyen, látszólag egyszerű árnyékoló vezérlési feladat is mennyire összetett tud lenni. Ez persze nem azt jelenti, hogy túlbonyolítjuk a dolgunkat. Hiszen, bár a KNX/EIB redőnyvezérlő készülékek akár 40-80 paramétere is állítható, mindegyik rendelkezik alapbeállítással is. Tehát ha nem állítunk be semmit, akkor is működik a rendszert, csak természetesen kevesebb szolgáltatással. Másrészről a paraméterek beállítása nem a villanyszerelő vagy tervező feladata, hanem az végzi, aki a teljes rendszer programozását is. A következő részben a már részben érintett hűtés, fűtés és légkezelés témakört fogjuk körüljárni. Látható, hogy milyen szoros kapcsolat van az egyes feladatkörök között. Ezért egy professzionális komplex rendszer esetében az egyes részfeladatok szinergikusan kiegészítik egymást. Ha bárkinek valami kérdése merülne fel a témával kapcsolatban, nyugodtan kérdezzen tőlem. Ígérem, hogy minden kérdésre válaszolni fogok.
[email protected] Balogh Zoltán
