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Scopri gli algoritmi di controllo del riscaldamento

RITORNO

In questo articolo scoprirai:

  • come funzionano gli algoritmi che controllano l’impianto di riscaldamento
  • quale algoritmo funzionerà meglio per un determinato tipo di riscaldamento
  • presenteremo anche modelli selezionati di termostati SALUS Controls

Regolatori di temperatura – cosa controlla il riscaldamento?

L’algoritmo di controllo del riscaldamento non è altro che uno schema di riscaldamento integrato nel regolatore di temperatura responsabile del mantenimento della temperatura impostata nella stanza. Determina l’efficacia e la funzionalità del dispositivo. L’accuratezza dell’algoritmo si traduce in un controllo preciso del riscaldamento e di ciò che è associato ad esso, ossia bollette più basse e soddisfazione dell’utente.

Come controllare il riscaldamento in modo economico? Qual è la differenza tra un algoritmo di controllo semplice e uno tecnologicamente avanzato? Quale algoritmo sarà più adatto per la gestione del riscaldamento a radiatori e quale per controllare il riscaldamento a pavimento?

La gestione del riscaldamento è questione di matematica

Il riscaldamento a radiatori (convezione) è caratterizzato da un rapido riscaldamento dei radiatori ad alte temperature e di conseguenza da un rapido riscaldamento delle stanze (da una dozzina a diverse decine di minuti). Allo stesso modo, nella direzione opposta, è caratterizzato da un raffreddamento rapido di radiatori e locali. Il riscaldamento a pavimento, a sua volta, è caratterizzato da una bassa temperatura della superficie riscaldante, nonché da un’elevata inerzia termica (lungo tempo di riscaldamento e raffreddamento – fino a diverse ore).

Non tutti i programmi di controllo sono adatti a tutti i tipi di riscaldamento. Volendo scegliere il sistema di controllo più appropriato per la tua casa, vale la pena essere consapevole di queste differenze.

Isteresi RC

Si tratta dell’algoritmo più semplice, a due posizioni (accensione/spegnimento). L’algoritmo sfrutta la differenza alla quale il regolatore, dopo aver raggiunto la temperatura impostata dall’utente, invia nuovamente un segnale di accensione alla caldaia. Ciò provoca una continua oscillazione della temperatura: riscaldamento, raffreddamento, riscaldamento, raffreddamento, ecc. Se l’isteresi è impostata su ± 0,5 gradi Celsius e il valore di set-point è 23 gradi, il regolatore avvierà la caldaia quando la temperatura scenderà a 22,5 gradi e la spegnerà una volta raggiunti i 23,5. Questo schema si basa su un leggero eccesso di calore, è non garantisce un’elevata accuratezza. A causa dell’elevata inerzia del riscaldamento a pavimento, l’isteresi non è raccomandata nei controller progettati per i riscaldamenti a pavimento. Risultati più soddisfacenti vengono raggiunti nel riscaldamento a radiatori.

PWM

Una soluzione più stabile è il controllo mediante impulsi, ossia la modulazione Pulse-Width Modulation. Si tratta inoltre di un meccanismo a due posizioni (accensione/spegnimento), tuttavia come parametro aggiuntivo viene preso in considerazione il tempo di riscaldamento. Nel sistema PWM, la differenza tra la temperatura impostata e la temperatura corrente determina per quanto tempo verrà attivato il dispositivo di riscaldamento. Ciò avviene sulla base di una tabella di modelli prefissata. Per una migliore comprensione, spiegheremo questo meccanismo con una regola. Per mantenere la temperatura impostata, se la differenza di temperatura è X, il dispositivo di riscaldamento si accenderà per Y (tempo di riscaldamento predeterminato). Una piccola differenza significa riscaldamento breve, una differenza maggiore, un periodo di riscaldamento lungo (locali diversi si riscaldano in tempi diversi). Questo algoritmo, visto che prende in considerazione il tempo di riscaldamento, viene utilizzato per controllare il riscaldamento a pavimento con un buon effetto.

TPI

Nel caso del TPI (Time Proporcional and Integral), algoritmo di proporzionale-integrale-temporale con funzione di autoapprendimento, la situazione è simile a quella del PWM. Tuttavia, questo programma non funziona in base a dei modelli. È più efficace, poiché calcola il tempo di accensione della caldaia su base continuativa, sulla base di integrali matematici. “Impara” invece di usare dei modelli. Grazie a questi calcoli, il controller “sa” per quanto tempo è necessario accendere la caldaia per raggiungere la temperatura desiderata all’ora stabilita. Il controller “prevede” quando la temperatura sarà prossima ad una diminuzione, e attiverà il riscaldamento in anticipo. Tempi di risposta più rapidi negli stati stazionari e la limitazione dell’eccessivo riscaldamento si traducono in una regolazione più efficiente

Diagram of Hysteresis, TPI and PWM according to temperature

ITLC

L’algoritmo Internal Temperature Load Compensation è un algoritmo tecnologicamente avanzato per il mantenimento preciso della temperatura, che può essere descritto come nuovo TPI. È più preciso e, modulando il tempo di apertura/chiusura dell’attuatore, assicura un controllo ancora migliore del riscaldamento.

Controllo del riscaldamento con i regolatori SALUS Controls

L’azienda SALUS Controls offre termoregolatori adatti a tutti i tipi di riscaldamento. Rispetto ai regolatori della concorrenza, questi prodotti sono caratterizzati da un migliore abbinamento dell’algoritmo di controllo al tipo di riscaldamento. Ad esempio, i modelli dedicati al riscaldamento a pavimento sono dotati di algoritmi ITLC / TPI o PWM (non si limitano all’isteresi). Vale la pena sottolineare che l’azienda SALUS Controls ha anche sviluppato e testato algoritmi più accurati rispetto al sistema PWM.

Ogni sistema dovrebbe essere analizzato singolarmente, ma supponiamo che gli impianti a radiatori utilizzati assieme a delle  teste termostatiche, supporteranno modelli standard, così come quelli della serie wireless SALUS Smart Home. Tuttavia, per il riscaldamento a pavimento, ad esclusione della serie Smart Home, i prodotti delle linee Expert HTR, Expert NSB ed Expert saranno la scelta migliore.

VS30W

Cronotermostato digitale cablato (modello da incasso – installabile in una scatola da φ 60 mm) con sistema PWM e possibilità di creare calendari. Viene utilizzato per gestire il riscaldamento o il raffrescamento a pannelli radianti (ad es. a pavimento). Attraverso la centralina di comando cablata, il controller influisce sul funzionamento economico dei cronotermostati giornalieri (riduzione della temperatura notturna – NSB). Supporta i modelli KL08NSB o KL06-M (230V) e attuatori di tipo NC o NO.

HTRP-RF(50)

Cronotermostato digitale a batteria con algoritmo di riscaldamento TPI e ingresso per sensore di temperatura pavimento/aria aggiuntivo. Viene utilizzato per il controllo wireless dei dispositivi della serie SALUS Smart Home (centralina KL08RF, testa TRV, modulo di comando RX10RF).  Può essere gestito offline (mediante un coordinatore CO10RF, in questa configurazione viene utilizzato come regolatore settimanale) e online (utilizzando il gateway internet UGE600 e l’applicazione SALUS Smart Home). Assicura la possibilità di creare calendari propri.

VS20BRF

Cronotermostato digitale con algoritmo di riscaldamento TPI e ingresso per sensore aggiuntivo di temperatura (pavimento/aria) o sensore di presenza (badge hotel). Viene utilizzato per il controllo wireless dei dispositivi della serie SALUS Smart Home (centralina KL08RF, testa TRV, , modulo di comando RX10RF. Può essere controllato offline (mediante un coordinatore CO10RF, in questa configurazione viene utilizzato come regolatore settimanale, giornaliero o timer ACS con il modello RX10RF) e online (utilizzando il gateway internet UGE600 e l’applicazione SALUS Smart Home). Offre la possibilità di creare programmi propri e nel campo del controllo del riscaldamento supporta l’assistente vocale Amazon ALEXA.

Quantum SQ610

Cronotermostato multifunzione per la gestione dei prodotti della serie SALUS Smart Home. Assicura la possibilità di controllare offline (tramite CO10RF), online (tramite UGE600 e applicazione mobile) e tramite cavo (con collegamento diretto dei dispositivi al regolatore – ad es. modulo di comando cablato, caldaia). Tra i numerosi vantaggi del Quantum SQ610, meritano particolare attenzione:

VS30W, SQ610, VS20BRF, HTRP-RF(50)
  • sensore di umidità integrato
  • possibilità di scegliere l’algoritmo di controllo (ITLC, isteresi: ±0,5°C o ±0,25°C)
  • ingresso per un sensore aggiuntivo (temperatura/presenza – badge hotel)
  • blocco PIN e impostazione dei limiti di temperatura (alberghiero), nonché
  • lussuosa funzione di pavimento confortevole – sempre caldo– (WARM FLOOR).

Per terminare soffermiamoci sul modello Quantum, poiché questo modello è dotato anche di una funzione di ottimizzazione, basata sull’algoritmo ITLC – OPTIMUM START / OPTIMUM STOP.

Di cosa si tratta?

Di migliore precisione di controllo e programmi più accurati. Quando la funzione OPTIMUM START è attivata, il regolatore invia in anticipo alla sorgente di calore un segnale di attivazione del riscaldamento. In questo modo la temperatura impostata per la stanza viene raggiunta all’ora stabilita. Tuttavia, quando la funzione OPTIMUM STOP è attivata, il controller funzionerà in modo inverso: calcolerà l’inerzia del sistema (tempo di raffreddamento) e spegnerà la sorgente di calore in anticipo per abbassare la temperatura nella stanza per l’ora impostata. Di conseguenza, senza sacrificare il comfort e mantenere la temperatura prefissata nel calendario, eviteremo il fenomeno del riscaldamento eccessivo. Questa soluzione è comoda ed economica.

OPTIMUM START e OPTIMUM STOP sono soluzioni di risparmio energetico opzionali (attivabili o disattivabili), che in combinazione con l’algoritmo intelligente ITLC rendono il funzionamento del termoregolatore ancora più efficiente e riducono al minimo i costi di riscaldamento.

Come possiamo vedere, per abbinare meglio il dispositivo a un determinato sistema di riscaldamento, i moderni controller del marchio SALUS Controls offrono all’utente la possibilità di scegliere l’algoritmo di controllo. La gamma di prodotti è molto vasta. A seconda del budget e delle esigenze degli utenti, ciascuno troverà il prodotto appropriato.

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