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NOVEMBRE 2023 FIELDBUS & NETWORKS 41 Fieldbus & Networks Integrazione in un sistema Hvac Un sistema VAV (Variable Air Volume - a volume d’aria variabile) è un di- spositivo/controllore Hvac comunemente utilizzato nei moderni edifici per uffici, con sistemi multipli spesso installati in zone/aree diverse per man- tenere livelli di temperatura confortevoli. Consente a zone diverse di fun- zionare a temperature diverse utilizzando lo stesso sistema di ventilazione, variando il volume d’aria fornito e mantenendo la temperatura costante. Per garantire una ventilazione adeguata, i sistemi VAV utilizzano la pro- grammazione DDC, che calcola e comanda le necessarie regolazioni delle valvole. I moderni controllori di zona VAV programmabili includono un at- tuatore incorporato e mantengono la temperatura della zona azionando il ventilatore terminale e regolando il flusso di aria condizionata nell’am- biente. Forniscono funzioni di controllo dedicate per i terminali a condotto singolo, a box di ventilazione in parallelo e in serie, con modulazione del calore. Il controllore è composto da due blocchi principali: l’attuatore della valvola e un DDC programmabile integrato; supporta, inoltre, l'interfaccia di diversi sensori, necessari per regolare correttamente il volume e monitorare la qualità dell’aria nelle applicazioni VAV. Il controllore di zona VAV programmabile può misurare e monitorare la tem- peratura della zona, rilevare la presenza di persone, misurare la tempera- tura del condotto, misurare la temperatura dell’aria di mandata, misurare l’umidità della zona e determinare il punto di rugiada, rilevare i livelli di CO 2 e controllare la velocità del ventilatore del box AV. L’uso di controllori 10Base-T1L in edifici di grandi dimensioni come gli aeroporti può garantire un’efficienza energetica e una qualità dell’aria interna ottimali, riducendo al contempo i costi di manutenzione e di esercizio. Il caso di un grande edificio Questa applicazione si concentra su una zona specifica di un aeroporto, ma il sistema VAV e gli algoritmi di controllo descritti possono essere applicati anche ad altri grandi edifici. La zona considerata conta due stanze; il sistema VAV utilizza 5 sensori e attuatori posizionati in punti diversi della canalizzazione della stessa zona. Nella prima stanza vengono utilizzati due attuatori (D1 e D2), un sensore di temperatura (S1) e un sensore di pressione (S2); S1 e S2 si trovano nel condotto dell’aria di mandata vicino al terminale, e utilizzano D2 come val- vola per l’aria di scarico e D1 come valvola per l’aria fresca per controllare il flusso d’aria della stanza. Allo stesso modo, nella seconda stanza viene impiegato lo stesso numero di sensori e attuatori (D3, D4, S3, S4), però, a causa del carico supplementare nella stanza, vengono aggiunti un sensore di CO 2 (S5) e un attuatore supplementare (D5) nel condotto dell’aria di ri- torno, per fornire un migliore controllo del flusso e della qualità dell’aria. L’unità di controllo VAV utilizza algoritmi ad anello chiuso per monitorare e gestire i sensori e gli attuatori; modula la posizione della valvola in base alle letture dei sensori di temperatura e pressione, poi agisce in base alla programmazione: se la temperatura cambia nella stanza 1, per esempio, l’unità VAV inizia ad aprire e chiudere le valvole D1 e D2, causando una variazione di pressione nel condotto dell’aria di mandata, che può essere rilevata tramite S2; se la pressione aumenta, l’unità VAV noterà questo cambiamento e rallenterà il ventilatore situato nell’unità di trattamento dell’aria (UTA). Tutti i sensori sono collegati in una topologia in linea e posizionati in punti diversi del condotto, e ogni valvola è collegata direttamente all’unità VAV con una topologia punto-punto. L’infrastruttura esistente è fortemente limitata dalla lunghezza dei cavi, dall’impedenza, dallo spessore e, soprattutto, dalla resistenza del loop DC del sistema. Per risolvere questi problemi si possono utilizzare i controllori DDC 10Base- T1L per fornire un controllo in tempo reale di sensori e attuatori su una rete di oltre 1 km, impiegando un solo cavo a singolo doppino intrecciato. Inoltre, l’attuatore del dispositivo di regolazione 10Base-T1L può essere configurato a distanza per regolare con precisione il tempo di funziona- mento e la posizione della valvola a un punto di regolazione minimo; si può anche utilizzare per valutare il funzionamento della valvola stessa in caso di guasto. Il sistema VAV è uno strumento potente per mantenere un ambiente con- fortevole in grandi edifici come gli aeroporti: utilizzando sensori e attua- tori posizionati in luoghi diversi, l’unità VAV può modulare il flusso e la qualità dell’aria per mantenere una temperatura e una pressione costanti. Con l’aiuto di tecnologie avanzate, come i controllori DDC 10Base-T1L, il sistema Hvac può essere controllato e manutenuto, garantendo al con- tempo un prezioso risparmio energetico e una maggiore efficienza. In conclusione L’aggiunta di 10Base-T1L all’unità di controllo dell’edificio elimina la necessità di gateway complessi e ad alto consumo energetico e migliora il BMS, fornendo un controllo in tempo reale di sensori e attuatori su lunghe distanze e utilizzando un unico cavo. I controllori dell’edificio pos- sono avere così una portata maggiore con un numero virtualmente illimi- tato di dispositivi all’edge della rete, a seconda delle prestazioni e dei requisiti della stessa. I controllori di edificio abilitati 10Base-T1L sono anche in grado di monitorare i guasti della rete e di definire i problemi di cablaggio, utilizzando funzioni di rilevamento dei guasti e di diagno- stica dei cavi. Analog Devices (ADI) - www.analog.com Un controllore VAV con T1L La tecnologia ADI per gli edifici