Guide til bygningsautomatik og styresystemer
Bygningsautomatik og styresystemer gør det muligt at opnå optimal komfort med det lavest mulige energiforbrug. Denne guide hjælper dig til at regulere anlæg til varme, køling, ventilation og varmt brugsvand.
Der er et stort udvalg af produkter til automatik og styring af bygninger på markedet. Fælles for dem er, at du ved at vælge ønskede indstillinger (kaldet sætpunkter) for f.eks. minimumstemperatur og CO2-indhold i indeluften kan opsætte automatisk styring af bl.a. varme og ventilation.
Produkterne kan opdeles i 3 hovedgrupper:
-
Varmeautomatik
Til styring af f.eks. radiator- og gulvvarmekredse samt brugsvand
-
Ventilationsautomatik
Til styring af mekaniske ventilationsanlæg
-
Individuel rumstyring
Intelligent styring af enkelte rum eller zoner, der kan inkludere både varme, ventilation, belysning og solafskærmning mv.
Symptomer på dårlig bygningsautomatik og styring
Hvis bygningsautomatik og styresystemer ikke vedligeholdes, er resultatet lavere komfort og højere energiforbrug. Typiske symptomer er:
- Kulde, træk eller overtemperatur
- Dårlig luft, evt. fugt og lugt
- Samtidig opvarmning og køling
- For høj fremløbstemperatur til varme
- For høj indblæsningstemperatur til ventilation
- Højt varme-, el- og vandforbrug
- Lav belysningsstyrke
- Blænding fra dagslys
Varme- og ventilationsautomatik er typisk baseret på frit programmerbare digitale undercentraler. Det er muligt at få specialdesignet software til automatikken eller bruge undercentraler med faste applikationer, der passer til det aktuelle anlæg.
Undercentralerne kan fungere som selvstændige enheder eller tilsluttes et CTS-anlæg.
I varmeanlæg bruges en regulator til at styre fremløbstemperaturen ud fra udetemperaturen (vejrkompensering).
Valg af varmekurve
Regulatoren bruges til at vælge en kurve, som viser, hvad fremløbstemperaturen skal være ved forskellige udetemperaturer. Kurven går gennem 2 punkter:
-
Den laveste fremløbstemperatur
Det er fremløbstemperaturen ved ophør af fyringssæsonen.
-
Den højeste fremløbstemperatur
Det er fremløbstemperaturen ved den dimensionerende udetemperatur (den laveste udetemperatur, som anlægget er dimensioneret til at kunne håndtere).
Der kan vælges mellem kurver med forskellige hældninger. Hældningen vælges ud fra bygningens isoleringsstand, og hvor god bygningen er til at holde på varmen (om den er let eller tung). Kurverne kan parallelforskydes, det vil sige, at man kan øge eller sænke begrænsningerne for fremløbstemperaturen.
Vælg så lav en fremløbstemperatur som muligt for at spare energi.
Hvis det viser sig, at den valgte kurve ikke giver den ønskede komfort i rummene, kan man bruge regulatoren til at forskyde kurven eller til at vælge en kurve med en anden hældning.
3 ting, regulatorer til varmestyring skal kunne
- Sænke rumtemperaturen på bestemte tidspunkter, f.eks. om natten (natsænkning)
- Håndtere pumpestyring (sommerlukning) og evt. motionering af pumpen under længere perioder med stilstand
- Tilsluttes til en returtemperaturføler i fjernvarmeinstallationer for at opnå optimal afkøling af returvandet
Se mere i energiløsningen Vejrkompensering og natsænkning
Eksempel: Varmekurve
I figuren ses kurver med forskellige hældninger (her kaldet autoritet) i et vejrkompenseringsanlæg.
Kurverne kan parallelforskydes, i dette tilfælde ± 20 °C. Der kan vælges et minimum og maksimum af fremløbstemperaturen – her er det 30 °C og 80 °C.
Vælges der en hældning på 1,5 og en minimumbegrænsning på 30 °C, ses det, at fremløbstemperaturen vil være ca. 78 °C ved en udetemperatur på -12 °C (dimensionerende udetemperatur).
Der findes overordnet 2 typer ventilationsautomatik:
Friskluftanlæg styrer alene mængden af frisk luft, mens komfortanlæg styrer både frisk luft og rumtemperatur. Begge typer bør have tidsstyring og mulighed for at tilkoble tilstedeværelsessensorer, så man kan nøjes med at ventilere lokaler, når de bruges.
Friskluftanlæg
Friskluftanlæg har til opgave at opretholde det atmosfæriske indeklima (CO2-indholdet i luften). Indblæsningstemperaturen reguleres ofte med en regulator ud fra et ønsket setpunkt.
Anlæggets regulator styrer typisk en varmegenvindingsenhed (bypass spjæld) og en ventil til varmefladen i sekvens, så der ikke foregår bypass af luft og opvarmning samtidig.
Regulatoren styrer også ventilatormotorerne, så den kan skrue op og ned for luftmængden. Den vil øge luftmængden, hvis CO2-indholdet i luften bliver for højt.
Styr indblæsningstemperaturen efter vejret og rummet
Regulatoren bør kunne styre indblæsningstemperaturen efter 2 parametre, der kan kombineres: udetemperaturen (udekompensering) og rumtemperaturen (kaskaderegulering).
Komfortanlæg
Med komfortanlæg styrer ventilationen både rumtemperaturen og CO2-indholdet.
Der findes forskellige principper for styring af ventilationsmængden. Den kan f.eks. reguleres ud fra tidsstyring, tilstedeværelse, CO2-indhold, eller rum- eller udsugningstemperatur.
Styring efter udetemperatur
Ved lave udetemperaturer, hvor varmebehovet er størst, indblæses med maksimumtemperaturen. Ved stigende udetemperaturer sænkes indblæsningstemperaturen, indtil rummet er den indstillede minimumstemperatur:
Styring efter rumtemperaturen
Ved lave rumtemperaturer indblæses med maksimumtemperaturen. Ved stigende rumtemperatur indblæses med lavere temperaturer, indtil en vis minimumstemperatur nås:
Konstant luftmængde (CAV-anlæg)
Et CAV-anlæg leverer en konstant luftmængde, uanset behovet. Anlægget holder rumtemperaturen konstant ved at ændre på indblæsningstemperaturen efter behov. Ofte indstilles en nedre grænse for indblæsningstemperaturen på regulatoren for at undgå trækgener.
Variabel luftmængde (VAV-anlæg)
Et VAV-anlæg kan variere luftmængderne, så de tilpasses behovet i bygningen. Anlægget regulerer den tilførte luftmængde ud fra f.eks. CO2-niveau, temperatur og tilstedeværelse. VAV-anlægget holder rumtemperaturen, og i nogle tilfælde CO2-indholdet, konstant ved at ændre på luftmængden, når rumtemperaturen eller CO2-indholdet afviger fra den indstillede værdi. Indblæsningstemperaturen holdes som udgangspunkt konstant.
Regulator for CAV- og VAV-anlæg
Regulatoren for både CAV og VAV-anlæg styrer typisk en varmegenvindingsenhed (bypass-spjæld), en ventil til varmefladen og en ventil til kølefladen i sekvens, så der ikke foregår f.eks. varmegenvinding og køling samtidig.
Husk udekompensering
Hvis anlægget er forsynet med en køleflade, er det en fordel at bruge kompensering efter udetemperatur. Det sker, ved at setpunktet for den ønskede rumtemperatur øges, når udetemperaturen kommer over en vis grænse. På den måde kan der spares energi på varme dage ved at undgå unødvendig kølning.
Eksempel
Nedenfor ses et styringsdiagram for et komfortanlæg.
Regulatoren (kaldet STCU) styrer spjæld i indtags- og afkastkanalen (M10 og M14 – markeret med pink) samt bypass-spjæld med varmegenvindingsenheden (M16 – markeret med blåt).
Regulatoren styrer endvidere omdrejningstallet på ventilatormotorerne (M1 og M2 – markeret med grøn).
Endelig styrer regulatoren ventilen ved varmefladen (Y7.1 – markeret med lys blå).
En række temperaturfølere samt brand- og frosttermostater er koblet til regulatoren (B12, B13 m.fl. – markeret med orange).
CTS står for Central Tilstandskontrol og Styring. CTS-anlæg bruges til at overvåge og styre en bygnings tekniske anlæg som f.eks. varme og ventilation, så de fungerer optimalt og med det mindst mulige energiforbrug.
CTS eller BMS?
CTS bruges ofte synonymt med det engelske BMS (Building Management System), og forstås i denne guide som det samme system.
CTS kan overvåge alle installationer
CTS-anlægget kan anvendes som et samlet betjenings- og overvågningssystem for alle installationer i bygningen og kan også integreres med systemer som adgangskontrol og brandalarmer.
Formålet med CTS er, at:
- Sikre et optimalt indeklima
- Overvåge og styre driftstilstanden
- Muliggøre løbende fejlfinding
- Registrere energiforbrug til energioptimering af driften
CTS-systemet styres fra hovedcentralen
CTS-anlægget består af en række undercentraler som f.eks. varme- og ventilationsautomatik. Undercentralerne kan godt fungere som selvstændige enheder næsten uden forbindelse til hovedcentralen. Der vil dog altid være forbindelse i form af f.eks. en fælles vejrstation og begrænsning i mængden af data, der kan logges lokalt i hukommelsen på den enkelte undercentral.
Alle informationer fra undercentralerne samles i CTS-systemets hovedcentral. Den har tidligere været placeret fysisk i bygningen, men i dag benyttes ofte cloud-baseret software.
På CTS-anlæggets brugerflade kan du som driftsansvarlig overvåge anlæggene, se alarmer og justere indstillinger som setpunkter og driftstider.
Hovedcentralens funktioner:
- Integrere alle bygningens tekniske anlæg og systemer på en samlet platform for effektiv overvågning, styring og optimering af driften
- Opsamle data for længere perioder, end der kan lagres i undercentralerne
- Sikre backup af data og systemkonfigurationer fra undercentraler
Se guide: Energieffektiv drift og vedligehold
Hvad viser CTS-anlægget?
Du kan følge med i en række målepunkter via CTS-anlæg. Hvilke og hvor mange varierer. Nedenfor ses et skærmbillede fra et CTS-anlæg for centralvarme og brugsvand, der bl.a. viser:
- Fremløbs- og returtemperatur i centralvarmeanlægget (pink)
- Udetemperaturen (grøn)
- Temperaturen i varmtvandsbeholderen (blå)
- Fjernvarmeforbruget til centralvarme og varmt brugsvand (orange)
Eksempel væsentlige faktorer for energiforbruget, du kan overvåge og i nogle tilfælde styre på et CTS-anlæg.
Individuelle rumstyringer kaldes ofte IBI-anlæg: Intelligent BygningsInstallation.
IBI-anlæg er typisk inddelt i zoner som møderum, storrum, birum, gange, trapper m.v. med hver sin lille lokale styringsenhed kaldet en IBI-controller.
IBI-anlæg kan styre de tekniske anlæg på zoneniveau. Styringen sker med hjælp fra sensorer i brugsområdet der måler f.eks. temperatur, CO2, bevægelse (PIR), LUX-niveau mv.
I anlæg med individuel rumstyring styrer regulatoren f.eks. radiatorventil, VAV-spjæld, belysning og solafskærmning.
IBI er forbundet til CTS
IBI-controllerne er typisk forbundet til et CTS/BMS-anlæg (se ovenfor), så det er muligt at styre og overvåge funktionerne i den enkelte IBI-controller.
Hvis IBI også bruges til lysstyring, kan det udføres med separate controllere forbundet til det overordnede CTS-system.
Eksempel på et IBI-anlæg.
Spørgsmål❓ |
Svar ✅ |
| 1. Er der problemer med kulde og træk? |
Varme- og ventilationsanlæg skal være dimensioneret korrekt for at sikre god komfort. Problemer med kulde i lokalerne kan f.eks. skyldes for lav indstilling af sætpunkterne for fremløbs- eller indblæsningstemperatur fra radiatorsystemet/ventilationen. Problemer med træk skyldes typisk for lav ind- blæsningstemperatur. |
| 2. Er der for varmt og evt. problemer med overophedning? |
Overophedning skyldes ofte solindfald gennem vinduer. Den bedste måde at undgå det er at opsætte udvendig solafskærmning. Derudover bør ukontrolleret varmetilførsel fra f.eks. it-udstyr undgås. Hvis det ikke er tilstrækkeligt termisk indeklima, kan det være nødvendigt at indblæse kølig luft. |
| 3. Er der dårlig lugt i lokalerne? | Dårlig lugt i lokalerne skyldes ofte for lidt ventilation. Hvis ventilationsanlægget er dimensioneret korrekt, og der alligevel er dårlig lugt, kan det skyldes fejl i automatikken, der betyder, at anlægget ikke yder den tilstrækkelige luftmængde. Det kan f.eks. skyldes en defekt sensor, der sender et forkert signal til regulatoren. |
| 4. Er der samtidig opvarmning og køling? | Samtidig opvarmning og køling i samme anlæg eller rum giver et stort spild af energi, penge og CO2 uden at forbedre komforten. Den slags problemer skyldes fejl i automatikken. Det ses f.eks. i ventilationsanlæg, hvor der varmegenvindes og køles på samme tid. |
| 5. Er fremløbstemperaturen til radiatorsystemet for høj? | For høj fremløbstemperatur til radiatorkredsen kan skyldes fejl i automatikken. Varmeanlæg med radiatorsystemer er typisk udstyret med udetemperaturkompenseringsanlæg. Hvis fremløbstemperaturen er for høj, kan det skyldes, at udetemperaturkompenserings- anlægget er indstillet forkert eller er defekt. |
| 6. Er indblæsningstemperaturen for høj? | For høj indblæsningstemperatur kan skyldes fejl i automatikken. Hvis indblæsningstemperaturen er for høj, kan det skyldes, at regulatoren er indstillet forkert eller er defekt. |
| 7. Er varme-, el- og vandforbruget for højt? |
Hvis varme-, el- eller vandforbruget er for højt, kan det typisk skyldes, at automatikken er indstillet forkert eller er defekt. For højt forbrug afsløres typisk via bygningens energiregistreringssystem, som eventuelt kan være integreret i et CTS-anlæg. Systemerne kan bruges til at dokumentere, når det graddagekorrigerede forbrug er markant højere end det budgetterede forbrug. I den situation skal automatikkens indstillinger kontrolleres. |