Kluczowe komponenty AKP w ogrzewnictwie oraz ich nowoczesne wersje:
Czujniki temperatury
Podstawowe elementy pomiarowe w systemach ogrzewania. Ich zadaniem są pomiary temperatury w różnych punktach systemu grzewczego: kotłów, wody w rurach, grzejników, kanałów wentylacyjnych, ogrzewanych pomieszczeń czy powietrza na zewnątrz. Czujniki te są połączone z układami sterowania i regulatorami temperatury. Ze względu na budowę czujniki dzielą się na: rezystancyjne (np. Pt100), termopary (termoelementy) oraz półprzewodnikowe (termistory lub diody i tranzystory). Nowoczesne czujniki temperatury charakteryzują się wysoką dokładnością pomiarów. Występują, jako analogowe lub cyfrowe, przewodowe lub bezprzewodowe. Mogą obsługiwać technologię Internetu Rzeczy (IoT), dzięki czemu nadają się do systemów Smart Home. Użytkownicy za pomocą aplikacji mobilnych mogą zdalnie monitorować temperaturę w swoim domu.
Przepływomierze
Wykorzystywane są do pomiaru przepływu cieczy w instalacjach grzewczych, co pozwala na precyzyjne zarządzanie dystrybucją ciepła. Istnieją różne rodzaje tych urządzeń: manometryczne (ze zwężką), o zmiennym przekroju (rotametry), masowe (Coriolisa), elektromagnetyczne, optyczne oraz ultradźwiękowe. Obecnie coraz większą popularność zyskują przepływomierze ultradźwiękowe. Ich główną zaletą jest możliwość bezinwazyjnego pomiaru przepływu, co znacznie redukuje koszty instalacyjne. Nie powodują spadków ciśnienia w instalacji i nie posiadają części zużywających się, co eliminuje konieczność przeprowadzania okresowych przeglądów. W połączeniu z przylgowymi czujnikami temperatury mogą być wykorzystane, jako ciepłomierze. Nowoczesne modele posiadają wbudowane moduły komunikacji sieciowej: Modbus, BacNet lub EtherNet/IP.
Manometry
Przyrządy wykorzystywane do monitorowania i kontroli ciśnienia wody lub pary wodnej w systemach grzewczych, co jest kluczowe zarówno dla bezpieczeństwa, jak i efektywnej pracy tych systemów. Niektóre modele posiadają wbudowane wyłączniki bezpieczeństwa, które automatycznie odcinają dopływ cieczy w przypadku przekroczenia ustalonego poziomu ciśnienia. Tradycyjne manometry do mierniki analogowe ze wskazówką i skala. Natomiast nowoczesne manometry to dokładniejsze urządzenia cyfrowe. Posiadają cyfrowy wyświetlacz z wyborem wyświetlanej jednostki, możliwość programowania i wyświetlania wartości ustawionych oraz zmiany trybów wyjść. Przykładem nowoczesnego manometru jest urządzenie o nazwie asystent ciśnienia, przeznaczone do monitorowania systemów grzewczych. Ułatwia ono kontrolę ciśnienia w instalacji oraz utrzymanie optymalnej jego wartości Rejestruje wartości ciśnienia i wysyła alarmy w przypadku nieprawidłowości. Może współpracować z dedykowaną aplikacją mobilną.
Termostaty i regulatory z funkcją zdalnego dostępu
Nowoczesne termostaty czy elektroniczne regulatory temperatury są programowalne oraz posiadają funkcjonalność zdalnego dostępu. Ich zadaniem jest automatyzacja i optymalizacja pracy systemu ogrzewania w budynku. Obecnie większość z tych urządzeń to programowalne termostaty z obsługą sieci WiFi. Ich zaletami są: możliwość ustawienia harmonogramów ogrzewania (tygodniowych z podziałem na pory dnia) dostosowanych do preferencji użytkownika oraz kontrola nad temperaturą i zarządzanie pracą instalacji grzewczej z dowolnego miejsca za pomocą urządzeń podłączonych Internetu, np. smartfonów. Termostaty posiadają wbudowany czujnik temperatury powietrza w pomieszczeniu oraz opcjonalne czujniki temperatury podłogi. Wyposażone są wyświetlacze LCD, w tym kolorowe dotykowe. Obsługa termostatów jest również możliwa za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej lub internetowej. Przykładowy panel, przeznaczony do montażu ściennego w pomieszczeniach mieszkalnych, pełni dwie funkcje. Działa, jako pokojowy regulator temperatury, wykorzystując wbudowany czujnik. Ponadto umożliwia użytkownikowi zdalny dostęp do wszystkich funkcji sterownika kotła grzewczego, łącznie z sygnalizacją błędów (tak samo, jak panel sterowania kotła).
Analizatory spalin dla instalacji z kotłami
Systemy monitorowania spalania w kotłach instalacji centralnego ogrzewania pomagają utrzymać optymalne warunki spalania, zapewniając wydajność i minimalizując negatywny wpływ na środowisko naturalne. Ma to szczególne znaczenie w dzisiejszych czasach, gdy ekologia ma bardzo duże znaczenie. Systemy monitorowania spalania umożliwiają kontrolę takich parametrów jak: temperatura spalin, ilość tlenu w spalinach, ciśnienie w komorze spalania oraz wydajność kotła. Dzięki bieżącej analizie tych danych, użytkownik może zoptymalizować proces spalania, dzięki czemu kotły zużywają mniej paliwa oraz zredukowana jest emisja szkodliwych substancji, czyli spełniane sa normy środowiskowe. Analizatory spalin to urządzenia cyfrowe z wyświetlaczem LCD, wyposażone w sondy pomiarowe. Za ich pomocą można dokonać pomiarów: stężenia O2, CO i CO2, współczynnika składu mieszanki paliwowo-powietrznej (parametru lambda), temperatury spalin oraz temperatury otoczenia. Analizatory umożliwiają dokładne obliczenie sprawności kotła (ETA).
Systemy zarządzania energią (EMS)
Systemy zarządzania energią (EMS; ang. Energy Management Systems) to systemy cyfrowe, wykorzystujące Internet oraz sieci WiFi, które monitorują oraz kontrolują wytwarzanie, magazynowanie, przepływ i zużycie energii. Typowe systemy EMS obejmują przede wszystkim energię elektryczną produkowaną przez panele fotowoltaiczne. Regulują one przepływ energii elektrycznej pomiędzy instalacją, magazynem energii a domowymi odbiornikami energii, na podstawie aktualnego zapotrzebowania, głównie na ogrzewanie. EMS może także zarządzać oddawaniem nadmiarowej anergii z instalacji fotowoltaicznej do zewnętrznej sieci energetycznej. Systemy takie mogą być zintegrowane z systemami grzewczymi w budynkach komercyjnych i mieszkalnych Ich odmianą są domowe systemy zarządzania energią (HEMS, ang. Home Energy Management System.), które zazwyczaj optymalizują zużycie energii pod kątem redukcji kosztów, maksymalizacji samowystarczalności lub minimalizacji emisji CO2. Oszczędzanie energii ważne jest szczególnie w przypadku posiadania instalacji obejmujących urządzenia o dużej mocy, głównie ogrzewania, ale także i klimatyzacji, kuchni czy ładowarek samochodów elektrycznych.
Rejestratory danych
Rejestratory danych to cyfrowe urządzania elektroniczne, który rejestruje wyniki pomiarów, wykonywanych w ustalonych odstępach czasu w pewnym okresie. W ogrzewnictwie mogą być wykorzystane do zapisywania wartości takich parametrów, jak np. temperatura powietrza, wilgotność względna powietrza, ciśnienie powietrza, temperatura wody, moc pobierana czy zużyta energia. Typowe zastosowania rejestratorów danych to: monitorowanie zużycia energii w budynku, weryfikacja oszczędności energii przez nowy sprzęt, monitoring czasu pracy urządzeń, w celu zapewnienia ich efektywnego działania, wykrywanie punktów nieefektywnego zużycia energii czy optymalizacja działania systemów HVAC Rejestratory danych mogą być przeznaczone do pomiarów tylko jednej wielkości, np. temperatury lub też kilku, np. temperatury, wilgotności i ciśnienia powietrza albo mocy i energii elektrycznej. Dzielą się na stacjonarne i przenośne.
Najnowsze innowacje i trendy w branży ogrzewnictwa
Internet rzeczy (IoT)
Internet Rzeczy (IoT; ang Internet of Things) to rozwijająca się dynamicznie sieć połączonych ze sobą urządzeń, które dzięki zainstalowanym czujnikom wielkości fizycznych, zbierają i wymieniają dane. Na technologii IoT oparte są inteligentne domy (Smart Homes), w których systemy ogrzewania, oświetlenia, wentylacji czy klimatyzacji są ze sobą połączone, a użytkownik może nimi sterować za pomocą aplikacji mobilnych. Produkowane są czujniki temperatury i wilgotności IoT, przeznaczone zarówno do zdalnego monitorowania warunków w domu za pomocą smartfona, jak i także sterowania ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją domu. Niektóre czujniki potrafią wykrywać zbliżająca się awarię urządzanie i informują o tym użytkownika, a ten powiadamia serwis. Dzięki temu unika sie niespodziewanych i kosztownych awarii (tzw. konserwacja predykcyjna).
Sztuczna inteligencja (AI) i uczenie maszynowe (ML)
Sztuczna inteligencja (ang. artificial intelligence, AI) to technologia naśladowania przez system komputerowy funkcji poznawczych człowieka, takich jak uczenie się i rozwiązywanie problemów. Natomiast uczenie maszynowe (ang. machine learning, ML) to zastosowanie sztucznej inteligencji w praktyce. Jest to wykorzystywanie matematycznych modeli danych, w celu ułatwienia komputerowi czy innemu urządzaniu z procesorem i odpowiednim oprogramowaniem uczenia się bez otrzymywania bezpośrednich instrukcji. W branży HVAC technologia AI wykorzystywana jest do analizy dużych zbiorów danych (tzw. Big Data), pochodzących z czujników systemów grzewczych oraz Internetu (prognozy pogody) a także danych historycznych, w celu optymalizacji pracy systemu i wykrywania nieprawidłowości w pracy urządzeń. Inteligentne termostaty wykorzystujące AI potrafią uczyć się preferencji użytkowników i wzorców obecności, tworząc dostosowane do konkretnych użytkowników harmonogramy ogrzewania i chłodzenia. Korzyści płynące z wykorzystywania nowych technologii w branży HVAC to: lepsze zarządzanie energią, zmniejszenie zużycia energii, przewidywanie awarii oraz szybsza reakcja na awarie.
Technologie bezprzewodowe
W branży HVAC coraz częściej wykorzystuje się czujniki bezprzewodowe temperatury, wilgotności czy ciśnienia. Czujniki te składają się z sondy pomiarowej oraz modułu nadajnika-odbiornika, zasilanego bateriami. Sygnały przesyłają droga radiową.
Czujniki bezprzewodowe posiadają kilka zalet w porównaniu do przewodowych:
Podsumowanie
Zainwestowanie w nowoczesną aparaturę kontrolno-pomiarową jest kluczem do zwiększenia poziomu bezpieczeństwa oraz efektywności energetycznej systemów grzewczych. Dla profesjonalistów z branży ogrzewnictwa, znajomość i umiejętne wykorzystanie tych nowych i stale rozwijanych technologii może pomóc w uzyskaniu znaczącej przewagę nad konkurencją, a także przyczynić się do poprawy jakości usług oferowanych klientom. Ci ostatni lepiej odbierają fachowców posługujących się nowoczesnym sprzętem oraz instalujących w ich domach najnowocześniejsze urządzenia.
Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki
Opracowanie redakcja : (T.H.)
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.ogrzewnictwo.pl