Ogrevanje napihljive hale na Finskem

Za potrebe ogrevanja napihljive hale – balona, sta namenjeni dve toplotni postaji, proizvajalca Simon d.o.o. Postaji je strojno projektiral g. Šlibar (Šlibar Inženiring d.o.o.), elektro načrt smo izdelali v GIA-s d.o.o. Podjetje GIA je za  postaji dobavilo toplotni izmenjevalec, regulacijske elemente Samson in izvedlo krmiljenje postaje vključno z zagonom na terenu. Vgrajena je oprema Samson in toplotni izmenjevalec Alfa Laval.
 

Za ogrevanje balona sta namenjeni dve identični postaji. Moč posamezne postaje je 850kW, skupno kar 1,7MW. Sekundarni del je napolnjen z mešanico glikola in vode. Postaji sta povsem neodvisni ena od druge, vendar imata identično delovanje in nastavitve. Nameščeni sta v kontejnerski enoti poleg ventilatorskih enot. Sistem z dvema postajama nam zagotavlja bolj zanesljivo delovanje v primeru okvar.
 

Funkcija toplotnih postaj je vzdrževanje nastavljene temperature v balonu preko vpihovanja toplega zraka. Poleg tega pa ima postaja še eno pomembno funkcijo: V primeru sneženja mora brezpogojno ogrevati balon na višjo temperaturo, ki omogoča taljenje snega.
 

Postaji delujeta sicer neodvisno in povsem samostojno, toda da ne prihaja do razlik v želeni temperaturi vpiha, je izvedena t.i. master slave funkcija. Master postaja določi želeno temperaturo vpiha in jo pošlje slave postaji. Slave postaja sprejme ta signal in potem sama regulira temperaturo vpiha glede na to želeno vrednost.

Tako imata obe postaji enako želeno vrednost vpiha in ne prihaja do različnih temperatur vpiha. V primeru okvare na master postaji, preide “slave” postaja samodejno v master način.
 

Za vsako postajo je izvedena svoja elektro omara za krmiljenje. Za krmiljenje  postaje je uporabljeno:

- prosto programabilni krmilnik Samson 6611-2, ki ima vgrajen barvni LCD zaslon na dotik za upravljanje
- dve I/O enoti 6620 (vsaka ima 20 vhodov/izhodov), 

- M-bus-Modbus pretvornik-gateway Samson, za priklop kalorimetra.

Krmilnik Samson je na nadzorni sistem na objektu priklopljen preko Modbus-TCP protokola. Preko Modbus RTU   - RS485 komunikacije (M-bus-Modbus Gateway) pa odčitava podatke s kalorimetra, ki jih potem posreduje preko Modbus TCP komunikacije na nadzorni sistem. Krmilnik upravljamo lahko lokalno ali pa daljinsko preko praktično vseh pametnih naprav.

Preko pametnih naprav imamo tudi dostop do zgodovine trendov, ki se shranjujejo lokalno na krmilniku. Poleg tega pa krmilnik beleži tudi vse spremembe nastavitev, ki so se izvedle na krmilniku. Seveda je dostop do upravljanja sistema zaščiten z več nivojskimi  gesli.
 

Postaja ima za delovanje posebne zahteve, zaradi posebnosti projekta in tudi zaradi neugodnih vremenskih razmer in zahtev s strani dobavitelja toplotne energije.
 

Za regulacijo je tako uporabljenih kar 7 PI regulacijskih zank: Regulacija želene T vpiha glede na T v balonu, regulacija dejanske T vpiha, regulacija minimalne T dovoda sekundarja, regulacija maksimalne T dovoda sekundarja, regulacija minimalne T povratka na sekundarju, regulacija maksimalne T povratka primarja in regulacijo minimalne T povratka na primarju. (Želena T vpiha, T vpiha, min Tpovr., maks. Tpovr., minTdov, maxTdov, minTpovSek ////to je skrajšan opis zank ) Izhodi teh regulacijskih zank vplivajo na posamezen ali pa oba ventila.
 

Regulacija  temperature je izvedena s kaskadnim delovanjem ventila na primarju in ventila na sekundarju. Pri tem pa se hkrati s posameznim ventilom zagotavlja tudi, da vsi zahtevani parametri oziroma pogoji ostanejo v nastavljenih mejah.

Na sekundarju se omejuje minimalna T povratka, da ob vklopu ne bi prišlo do zamrznitve izmenjevalca na primarnem delu.  Ob vklopu postaje in ventilatorjev, bi bila temperatura na sekundarju lahko krepko pod lediščem in bi lahko prišlo do zamrzovanja na primarni strani.

Za povratek primarja je izvedeno omejevanje minimalne in tudi omejevanje maksimalne temperature. Zahtevi na objektu sta bili: za minimalno temperaturo 20° za maksimalno pa samo 45°C. Na povratku, je vgrajen tudi ventil brez pomožne energije, ki zagotavlja minimalno T povratka tudi v primeru izpada električnega napajanja. Celoten kompleks ima za rezervo sicer izveden tudi priklop na agregatsko el. napajanje.
 

Naprava navadno deluje v dveh osnovnih režimih Economy,in Comfort in posebnem režimu SNEG. Preklop in nastavitev temperatur se opravljajo sicer preko CNS-a.

Napravo sicer lahko tudi izklopimo, vendar ima režim sneg prednost in v primeru, da se sproži signal sneženje, naprava preide v režim SNEG, tudi če je bila prej izklopljena. V režimu sneg naprava vpihuje maksimalno dovoljeno temperaturo vpiha.

Kot zanimivo informacijo naj navedemo, da je tovarniško nastavljena temperatura balona za režim Eco 7°C in za režim Comfort samo 10-12°C. Na vratih elektro omare se nahaja tudi stikalo, s katerim lahko enostavno lokalno izberemo režim delovanja postaje.
 

Glede na precejšnjo moč postaje je v sistem vgrajena tudi funkcija, ki omogoča omejevanje hitrosti spreminjanja krmilnega signala za regulacijo temperature. S tem zagotovimo, da na strani distributerja toplotne energije ne prihaja do prevelikih nenadnih skokov v porabi energije. Omejevanje je možno nastaviti v obe smeri tako za naraščanje kot tudi za padanje.

Funkcija je izvedena predvsem za postaje, ki so priklopljene na manjše distributerje oz. kotlovnice in ki jim tak nenadni skok/padec porabe lahko povzroči težave, padanje ali zviševane temperatur itd.
 

Zagon sistema se je izvršil v decembru 2018. Toplotna postaje je bila testirana že v Sloveniji. Na terenu so se priključila le tipala na odvodu in dovodu zraka ter seveda napajanje in komunikacija. Zaradi nizkih temperatur je morala hkrati z začetkom napihovanja balona začeti delovati tudi toplotna postaja, da je takoj zagotovila ogrevanje balona. Nato se je izvedlo še fino nastavljanje toplotne postaje.

Obe  toplotni postaji sta priklopljeni tudi na nadzorni sistem. Izvajalci in uporabnik lahko dostopajo do obeh toplotnih postaj daljinsko (tudi iz Slovenije), do osnovnih parametrov preko nadzornega sistema, do vseh tudi servisnih parametrov pa tudi direktno na krmilnik Samson 6611-2.