Miniserver Loxone při řízení technologie sklárny a využití odpadního tepla

Elektroinstalační firma Intelio Solutions s. r. o., sídlící ve Zlíně, se specializuje mimo jiné na automatizaci a energetický management budov (www.intelio.cz). V roce 2021 implementovala systém, který efektivně nakládá s odpadním teplem, ale také řídí veškeré technologie sklárny a penzionu ve Starých Hutích. Projekt popisuje video: https://bit.ly/zikmundov.

Jednotný systém řízení technologie sklárny i spotřeby energie

Majitel sklárny a penzionu si přál především jednotný systém řízení pro rekreační část i technologické zařízení ve sklárně včetně využití přebytkového tepla. Jako řídicí jednotka pro efektivní hospodaření s energiemi byl použit Miniserver Loxone. 

Základní řídicí systém spravuje osvětlení, přístupové systémy, regulaci větrání, ovládání oken, stínění, vytápění a chlazení. Klíčovým technologickým prvkem je sklářská pec, jejíž energetická náročnost vyžaduje pečlivou regulaci. Centrální regulace Loxone zajišťuje monitorování a řízení energetických špiček a nadprodukce tepla.

Energeticky náročná sklářská pec

Z technologického vybavení je největším energeticky náročným kolosem sklářská pec (obr. 1) s vlastní regulací technologie. Miniserver Loxone hlídá špičkový odběr energie v areálu a vzhledem k omezené přípojce elektrické energie odpíná nepotřebné spotřebiče, aby nebyl narušen provoz sklářské pece. Její vypnutí by znamenalo fatální ztráty. Nadprodukci tepla při provozu sklárny si majitel přál využít v celém areálu. 

Řídicí jednotka

Miniserver Loxone je především známý jako centrální mozek chytrých domů. Nicméně díky svému pokročilému softwaru dokáže řídit nejen domácnosti, ale i průmyslové objekty. Miniserver Loxone, který je ve sklárně umístěn přímo za sklářskou pecí, shromažďuje a analyzuje data o teplotě a množství akumulovaného tepla v různých částech sklárny.

Na základě těchto informací pak optimalizuje distribuci tepla do okolních budov včetně penzionu a bazénu, což vede k úsporám energie e a snížení nákladů na vytápění. Miniserver obsluhuje soubor oběhových čerpadel, několikacestné ventily, akumulační nádrž i tepelné čerpadlo.

Pod sklárnou je umístěno speciální zařízení na akumulaci tepla pocházející ze Švédska, které dokáže při použití kamenného prachu uchovat velké množství tepelné energie. Tato kamenná vana je uložena a odizolována přímo pod základy budovy. V kamenném prachu jsou instalovány kapiláry o průměru 20 mm určené k průtoku teplé vody.

Sběr tepla pomocí kapilár

Teplo je do zemního akumulátoru přenášeno za pomoci sběrného systému kapilár, které jsou umístěny uvnitř sklárny v podlaze, stěnách a ve stropě. V kapilárách u stropu se teplota vody pohybuje okolo 38 °C. Oběhová čerpadla mají na starost cirkulaci vody, která se ohřívá z přebytků tepla prostoru nad pecí a v jejím okolí.

Následně se předehřátá voda přímo z prostoru či ze zemního akumulátoru přivádí do akumulační nádrže, kde ji tepelné čerpadlo dohřeje na 45 °C. Takto připravená teplá voda je následně podle priorit použita k vyhřívání apartmánů a k ohřevu bazénu pro hosty. Také bude využita pro budoucí vytápění oranžerie, kde má majitel v plánu pěstovat tropické rostliny.

Efektivní řízení a použité technologie

Miniserver Loxone shromažďuje hodnoty teploty ze všech přívodů a vratek jednotlivých okruhů a hlídá cirkulaci teplé vody tak, aby její získávání bylo co nejefektivnější a zároveň aby se ochlazoval pracovní prostor sklářů.

Pro řízení čerpadla je použito rozšíření systému prostřednictvím rozhraní Loxone Modbus RTU na základě čtení a zápisu jednotlivých registrů. Ventily a čerpadla jsou řízeny digitálními výstupy 230 V. Sběr teplot probíhá přes rozhraní 1-Wire za pomoci teplotních čidel Dallas DS18B20 uložených v kovovém pouzdře.

Čidla jsou umístěna v různých částech sklárny, a to nejen volně v prostoru, ale též ve speciálních pouzdrech v rozvodech vody a topení. Také v akumulační nádrži jsou instalována čidla k měření teploty vody na přívodu a ve vratném potrubí a další čidla jsou v bazénové technické šachtě.

Vzduchotechnika ve sklárně

K řízení vzduchotechniky jsou použity servopohony Belimo LM230A, které umožňují větrání několika okruhů budovy a odtah toxických spalin při zatápění pece. Komunikace s větráním a systémem rekuperace Systemair je zajištěna prostřednictvím rozhraní Modbus RTU na základě čtení a zápisu jednotlivých registrů.

Vytápění přilehlých obytných prostor je řízeno za pomoci sběrnicově ovládaných PWM hlavic Loxone Tree. Ostatní okruhy pro využití a cirkulaci teplé vody jsou řízeny standardními servoventily.

Pokročilý software je řešením

Miniserver Loxone je tedy nejen řídicí jednotka, ale i mozek celého systému, umožňuje shromažďování a analýzu dat o teplotě a množství akumulovaného tepla v různých částech sklárny. Díky pokročilému softwaru se distribuce tepla do okolních budov neustále optimalizuje.

• Projekt realizovala firma Intelio Solutions s.r.o. www.intelio.cz
• Řidicí systém: www.loxone.com

(Loxone – www.loxone.com)