Kaskada prosta: jak komunikują się pompy ciepła?

Komunikacja pomp ciepła w kaskadzie - urządzenia pracują niezależnie

Dla mniejszych obiektów, wymagających obsługi do czterech urządzeń, instalator może w oparciu o podstawowe wyposażenie urządzeń firmy Panasonic, zbudować tzw. kaskadę prostą. Istnieje kilka wariantów sterowania taką kaskadą. Zacznijmy od tego najbardziej podstawowego. 

Taki system oczywiście nie bez powodu nazywany jest kaskadą prostą. W takim systemie urządzenia pracują niezależnie. Tak jak ukazano na grafice poniżej, pomiędzy urządzeniami nie ma żadnego okablowania, innego fizycznego połączenia czy dodatkowego sterownika. 

Źródło: Webinarowa Środa z GLOBENERGIĄ – Panasonic

-Urządzenia sterowane są tylko i wyłącznie temperaturą zewnętrzną załączenia grzania. Co to jest? Jest to temperatura, która pozwala na pracę pompy ciepła w trybie ogrzewania przy temperaturze zewnętrznej ustawionej na sterowniku lub niższej – mówił podczas spotkania w ramach Webinarowej Środy z GLOBENERGIĄ, Jacek Drozd, ekspert Panasonic

Skupmy się na kaskadzie przedstawionej powyżej. Urządzenie nr 1 zaczyna pracę w momencie startu sezonu grzewczego. Zwykle jest to około +18 st. C. Urządzenie to działa samodzielnie do momentu, aż temperatura zewnętrzna osiągnie konkretną, niższą wartość. W tym przypadku, tę drugą temperaturę graniczną ustawiono jako +5 st. C. Od tego momentu urządzenia nr 1 i 2 pracują wspólnie. Jeżeli temperatura zewnętrzna spadnie jeszcze bardziej, do -5 st. C. uruchamia się urządzenie nr 3.

-Wtedy wszystkie trzy jednostki pomp ciepła pracują niezależnie, a jednocześnie wspólnie. Koszt stworzenia takiego systemu jest zerowy, ponieważ nie potrzebujemy żadnego okablowania czy dodatkowego sterownika. Oczywiście instalator musi dysponować pewną wiedzą na temat zapotrzebowania na ciepło obiektu w zależności od temperatury zewnętrznej. Dzięki czemu będzie mógł te temperatury ustawić właściwie. Dlatego należy wiedzieć precyzyjnie, jakie są straty ciepła budynku w zależności od temperatury zewnętrznej – Jacek Drozd, ekspert Panasonic

Podawane wartości są oczywiście przykładowe i służą jedynie do zobrazowania działania systemu kaskady prostej.

Komunikacja pomp ciepła w kaskadzie - “master – slave”

To kolejna opcja funkcjonowania prostej kaskady. Tym razem należy wyróżnić jedno urządzenie główne (master) oraz podrzędne (slave). Pomp ciepła typu slave może być kilka w danej kaskadzie. 

Źródło: Webinarowa Środa z GLOBENERGIĄ – Panasonic

-To kolejny przykład prostej kaskady. Określenie “master-slave” jest moją nazwą własną, dlatego umieściłem ją w cudzysłowie. System działa na zasadzie urządzenia prowadzącego i urządzeń nadążnych, które powtarzają jego czynności. Tylko kiedy? Urządzenie podstawowe (master) działa zawsze. Natomiast na płycie głównej ma wyjście na styk źródła biwalentnego, tak zwany boiler contact. Z tego wyjścia możemy wejść do pompy nr 2, czyli pierwszego slave’a, na wejście external control. Jest to nic innego jak zestyk zwalniający bądź blokujący pracę pompy ciepła – tłumaczy Jacek Drozd, ekspert Panasonic

Taki układ jest często wykorzystywany przy systemach centralnych. Jeżeli chcemy sterować urządzeniem zdalnie, czyli pozwalać lub zabraniać mu pracy. Dany styk odblokowujemy z boiler contact. To pompa nr 1 zezwala na pracę lub blokuje pracę urządzenia nr 2. Zezwolenie na pracę jest ustawiane w zależności od temperatury zewnętrznej. Na sterowniku master’a, ustawiamy temperaturę zewnętrzną załączenia źródła biwalentnego. Załóżmy, że jest to -5 st. C. Od tej temperatury uruchamia się urządzenie nr 2. Od tej pory pracują razem, tworząc prostą kaskadę. 

Jeżeli to nie wystarczy, a mamy do dyspozycji jeszcze jedno urządzenie, z urządzenia nr 2 analogicznie wychodzimy ze styku źródła biwalentnego na zestyk external control w pompie ciepła nr 3 (na grafice slave 2). Ta pompa ciepła uruchamiana jest przykładowo od temperatury -10 st. C. Wtedy pojawia się pełne obciążenie trzech jednostek. Co istotne, złącze external control (po stronie master’a) blokuje bądź zezwala na pracę całego urządzenia. Tym samym może zostać włączone/wyłączone bądź wprowadzone do standby'u. Można również zezwolić na pracę, czyli zablokować zarówno funkcję ogrzewania, jak i funkcję wygrzewu ciepłej wody użytkowej. 

Komunikacja pomp ciepła w kaskadzie -  “master – slave”, boiler contact – room thermo

Jeżeli chcemy rozdzielić dane funkcje, możemy również zastosować kaskadę prostą na zasadzie urządzenie prowadzące – urządzenia nadążne. Jednak tym razem wychodzimy ze styku biwalentnego u źródła biwalentnego, czyli boiler contact. Wtedy podłączamy się w jednostce slave do miejsca, gdzie jest podłączany zwykle zewnętrzny termostat pomieszczeniowy (terminujący funkcję ogrzewania). Więc w momencie, gdy sygnał “zewrzyj” zostanie wysłany z pompy nr 1, zwiera się zestyk przyłącza termostatu i pozwala na pracę pompy ciepła w trybie ogrzewania (pompy slave 1).

Źródło: Webinarowa Środa z GLOBENERGIĄ – Panasonic

Analogicznie z pompy slave 1 można wyjść ze styku boiler contact na styk room thermo, czyli styk termostatu do kolejnej pompy. Identycznie można łączyć ze sobą kolejne jednostki w kaskadę. Zasada jest bardzo podobna do tej przedstawionej w “Wariancie 2”. Jednak złącze room thermo blokuje lub zezwala na pracę tylko w trybie ogrzewania. Jeżeli w pompie nr 2 lub w pompie nr 3, jest dostępna funkcja wygrzewu ciepłej wody użytkowej, to jest ona jest zawsze aktywna. Dlatego CWU zostanie zagrzana, nawet jeżeli sygnał nie przyjdzie z urządzenia prowadzącego. Funkcja przygotowania CWU jest zawsze aktywna. 

Źródło: Webinarowa Środa z GLOBENERGIĄ