Aktuální vydání

celé číslo

12

2022

Automatizace výrobních, montážních a balicích strojů a linek

Elektrické, pneumatické a hydraulické pohony

celé číslo

Desigo V4 pro pokročilé řízení tepelně aktivních konstrukcí budov

Systém Desigo od společnosti Siemens, který je určen pro automatizaci a řízení technických zařízení v budovách, nabízí v nové verzi V4 moderní a unikátní způsob řízení vnitřního prostředí v budovách s tepelně aktivní konstrukcí (TABS).
 
Tepelně aktivní konstrukce budov (Thermally Active Building Structures – TABS) umožňují úsporně vytápět a chladit budovy jako celek při současném zajištění tepelné pohody v jednotlivých místnostech. Jde o osvědčenou metodu, která při odborně zpracovaném projektu soustavy topení, větrání a klimatizace a jeho správné realizaci plní požadavky kladené jak z hlediska tepelné pohody, tak hospodárného využívání energie v budově.
 
Řídit tepelnou pohodu v budově prostřednictvím TABS ale není snadné, a to z důvodu složité dynamiky těchto konstrukcí. Jsou-li v uvedených případech použity tradiční řídicí algoritmy, výsledky nejsou uspokojivé a většinou se jen vzdáleně blíží výchozím požadavkům projektu v oblasti tepelné pohody a hospodárnosti.
 
Výrazný pokrok do dané oblasti přináší systém Desigo V4, obsahující řídicí algoritmy optimalizované právě pro řízení TABS. Principem jeho fungování je použití rozdílných charakteristik řízené soustavy v závislosti na tom, zda je budova právě vytápěna nebo chlazena.
 

Speciální řídicí algoritmy

 
Společnost Siemens vytvořila nové algoritmy určené speciálně pro řízení TABS ve spolupráci se švýcarským federálním institutem EMPA pro výzkum a zkoušení materiálů EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) a Hochschule Luzern při využití poznatků z rozsáhlých simulací a laboratorních zkoušek. Nové algoritmy jsou založeny na funkcích ekvitermní regulace topných a chladicích systémů, které jsou součástí systému Desigo V4. Aby bylo dosaženo požadované tepelné pohody a současně i co nejhospodárnějšího využití energie, pracuje systém Desigo V4 s rozdílnými charakteristikami řízené soustavy v závislosti na tom, zda je budova aktuálně vytápěna nebo chlazena. Mezní hodnoty při vytápění i chlazení lze nastavit individuálně podle potřeby.
 

Úsporný provoz

 
Jedinečnou předností systému Desigo V4 je zvláštní blok řízení čerpadel umožňující řídit pracovní cykly zónových čerpadel v soustavě s ohledem na hospodárné využití energie. Jde o způsob provozu, který výrazně zkracuje dobu chodu čerpadel, a dává tak možnost zmenšit množství energie spotřebovávané na dopravu média o více než 50 %. Při požadavku na řízení teploty v místnostech lze řídicí systém díky jeho přehledné modulární struktuře snadno a rychle zkonfigurovat podle aktuální potřeby. Stejně jako u všech dosavadních verzí systému Desigo má uživatel k dispozici také odpovídající vizualizaci v prostředí Desigo Insight (obr. 1).
 
Uživatelům a provozovatelům budov temperovaných prostřednictvím TABS poskytují nové řídicí algoritmy obsažené v systému Desigo V4 vynikající tepelnou pohodu v budově při nízké spotřebě energie. Systém je navržen pro celoroční provoz, pracuje zcela automaticky a lze ho snadno konfigurovat i používat.
 

Komplexní nabídka „zelené“ techniky

 
Systém Desigo je součástí komplexní nabídky tzv. zelené techniky společnosti Siemens. V hospodářském roce 2009 společnost Siemens dosáhla v této oblasti celkového obratu asi 23 miliard eur, a stala se tak největším světovým dodavatelem techniky šetrné k životnímu prostředí. Produkty a systémy značky Siemens umožnily v uvedeném období snížit množství emisí CO2 o 210 milionů tun.
 
Obr. 1. Vybrané hardwarové komponenty systému Desigo
 

Tepelně aktivní konstrukce budov

(Thermoaktive Bauteilsysteme, Thermally Active Building Structures – TABS)
 
Termínem TABS se označují teplosměnné soustavy s velkoplošnými prvky pro vytápění a chlazení, jež současně tvoří nosnou konstrukci budovy. Jde o soustavy využívající k temperování prostředí v budově její vlastní betonovou konstrukci, většinou stropní desky. Teplotní spády v takové soustavě mohou být díky poměrně velkým teplosměnným plochám malé. Pracovní médium tedy nemusí být příliš teplé, popř. chladné. Protože jde o soustavy s mimořádně velkou tepelnou kapacitou, periody vytápěcích a chladicích cyklů mohou být poměrně dlouhé. Při pečlivém komplexním návrhu lze na principu TABS vytvářet soustavy pro topení, větrání a klimatizaci, které velmi hospodárně využívají primární energii a mají dlouhou provozní živostnost.