Controlador de temperatura

El bloque de función Controlador de temperatura realiza el control de la zona de producción del sistema de calefacción o del sistema de refrigeración. Puede usarse para arrancar una simple caldera compacta o en instalaciones más complejas controlar la caldera, la bomba de recirculación, calcular la temperatura de impulsión con curva de calefacción según temperatura exterior y calcular la temperatura de un depósito de inercia si lo hubiese.

Índice

Introducción

El bloque de función Controlador de temperatura es esencialmente un bloque de función Curva Calefacción con más prestaciones y funciones lógicas añadidas. En esencia, el Controlador de temperatura puede usarse para controlar un circuito de impulsión del sistema de producción, pudiendo incluir éste una caldera, la bomba de recirculación, una mezcladora y un depósito de inercia.

En una instalación puede tener más de un circuito de impulsión, por ejemplo, un circuito de calefacción para la zona norte del edificio y otro circuito de calefacción para la zona orientada al sur. En este caso deberá usar dos bloques de función Controlador de temperatura asignando a cada uno de ellos los bloques de función Controlador Habitación pertenecientes a ese circuito y zonas.

El bloque de función Controlador de temperatura sirve tanto para el control de calefacción, como para el control de refrigeración, debiéndose seleccionar en las propiedades del bloque de función. Si se tiene una instalación con la capacidad de producir frío y calor deben usarse dos bloques de función Controlador de temperatura para el control de una instalación.

Realizando un doble clic encima del bloque de función Controlador de temperatura o desde la ventana de propiedades puede seleccionar los bloques de función Controlador Habitación de las habitaciones o estancias que pertenecen a ese circuito de impulsión. De esta forma el Controlador de temperatura tiene acceso a las temperaturas de consigna y a las temperaturas ambiente de las habitaciones.

Programación

El Controlador de temperatura es un bloque de función para simplificar el control del sistema de calefacción y/o refrigeración. Este bloque de función va de la mano del bloque de función Controlador Habitación y debe verse con un “gerente de demanda global” de ellos.

Con el bloque de función Controlador de temperatura puede crear una programación básica para el control de una simple caldera hasta una programación compleja dónde puede controlarse una caldera, o enfriadora, una mezcladora, una bomba de recirculación y un depósito de inercia.

Programación básica

Para añadir un Controlador de temperatura en una página de programación puede realizarse de varias formas:

  • Si tenemos seleccionada la página de programación en la barra de herramientas aparecerá el botón Añadir Bloque Función. Si pulsamos en la pequeña flecha de este botón se nos desplegarán diferentes categorías de los bloques de función disponibles. El Controlador de temperatura lo vamos a encontrar en Reguladores.
  • Si nos encontramos encima de la página de programación podemos pulsar indiferentemente las teclas F4 o F5 para que nos aparezca el cuadro de diálogo para insertar un nuevo objeto.

Para una instalación básica como podría ser una instalación de calefacción con una caldera compacta, por ejemplo, sólo es necesario controlar a través de una salida digital la señal de termostato de la caldera, o de “petición” hacia el sistema de producción.

Tenga en cuenta que el bloque de función Controlador de temperatura siempre irá acompañado de como mínimo un bloque de función Controlador Habitación.

La salida lógica Qp es la más importante del bloque de función, porque es la señal que pondrá en marcha la caldera o el sistema de producción de calefacción y/o de refrigeración. El Controlador de temperatura “escucha” a los bloques de función Controlador Habitación que tiene asociados y ante cualquier demanda de alguno de ellos cambia el estado de la salida Qp, según la configuración del propio Controlador de temperatura.

Al insertar un nuevo bloque de función o hacer doble clic en el bloque de función se abrirá un nuevo cuadro de diálogo para seleccionar qué bloques de función Controlador Habitación quedarán asociados a este Controlador de temperatura.

En esta captura puede ver como todos los bloques de función Controlador Habitación están asociados al Controlador de temperatura, por lo que si cualquiera de ellos demanda calefacción, la salida Qp se activará.

En el siguiente vídeo puede ver un ejemplo de cómo realizar la programación básica que se ha descrito anteriormente.

Programación completa

En instalaciones más grandes puede encontrarse que debe realizar el control de la válvula mezcladora y de la bomba de recirculación del circuito de impulsión, y que puede tener varios circuitos de impulsión.

En este caso, deberá añadir el hardware adicional para poder realizar el control de la válvula mezcladora y las sondas de temperatura necesarias. También, como verá en la siguiente captura, deberá añadir el bloque de función Mezcladora para realizar el control de ésta.

En el momento que debe controlar y regular una válvula mezcladora puede usar la curva de calefacción y de refrigeración que incorpora el bloque de función Controlador de temperatura. De esta forma en calefacción, cuanto menor sea la temperatura exterior mayor será la temperatura de impulsión, y para refrigeración, cuanto mayor sea la temperatura exterior, menor será la temperatura de impulsión. puede obtener más información sobre curvas de calefacción en el siguiente enlace.

En un sistema Loxone va a poder usar el sensor de temperatura de nuestra estación meteorológica para proporcionar el valor de temperatura exterior en todo momento. A más, para el control de la válvula mezcladora necesitará como mínimo un sensor de temperatura en la impulsión del circuito y una salida de control, o bien una salida analógica 0-10V para válvulas mezcladoras 0-10V, o dos salidas digitales para válvulas mezcladoras a 3 puntos.

Para el sensor de temperatura recomendamos usar nuestra 1-Wire Extension con una sonda de temperatura 1-Wire metálica. Como el coste de éstas sondas es muy económico normalmente se instala también una sonda de retorno, para de esta forma tener datos también de la caída térmica que existe en todo momento en el circuito.

Si a más, tiene más de un circuito de impulsión, por ejemplo, un circuito de impulsión para la zona de día y otro circuito de impulsión para la zona de noche, no hay problema en tener más de un bloque de función Controlador de temperatura. Solo debe asociar cada bloque de función Controlador Habitación en el Controlador de temperatura adecuado.

En este ejemplo, el Controlador de temperatura de la zona de día debe seleccionar los bloques de función Controlador Habitación de las estancias de día.

En el Controlador de temperatura de la zona de noche se seleccionan los bloques de función Controlador Habitación de las habitaciones de noche.

Fíjese como los dos Controlador de temperatura deben poner en marcha la misma caldera, por lo que las dos salidas Qp están conectadas a la salida digital del Miniserver para poner en marcha la caldera (entrada de termostato de caldera). Si cualquiera de las dos zonas está pidiendo calefacción, pondrá en marcha la caldera.

En una instalación Loxone realizada con varios Miniserver en estructura Gateway/Cliente debe programar un Controlador de temperatura con los bloques de función Controlador Habitación del mismo Miniserver, porque los otros bloques de función Controlador Habitación no pueden seleccionarse.

Funciones

El bloque de función Controlador de temperatura incorpora muchas funcionalidades lógicas para calcular la temperatura óptima de impulsión del fluido, la consigna de temperatura óptima en cada momento para un depósito de inercia y las cargas de calefacción y refrigeración.

Determinación de la temperatura de fluido

Para el cálculo de la temperatura de impulsión del fluido el bloque de función Controlador de temperatura tiene en cuenta la configuración de los parámetros de la curva de calefacción o de la curva de refrigeración, junto con las siguientes variables:

  • Las temperatura de consigna seleccionadas en ese momento en las habitaciones asociadas al Controlador de temperatura.
  • Las diferencias entre la temperatura deseada y la temperatura ambiente de todas las habitaciones asociadas al Controlador de temperatura.
  • Si estamos en fase de precalentamiento o de preenfriamiento.
El Controlador de temperatura calcula la temperatura del fluido de impulsión para cada habitación teniendo en cuenta todas las variables que influyen en su cálculo. El valor de la salida (AQf) será el valor más alto de entre todos los calculados para las habitaciones asociadas.

Influencia de las consignas de temperatura

Para el cálculo de la temperatura del fluido no solo se tiene en cuenta la curva de calefacción y/o la curva de refrigeración, sino que se tiene en cuenta también las consignas de temperatura ajustadas en las habitaciones asociadas a ese Controlador de temperatura. Con la misma temperatura exterior, en calefacción, un aumento de la consigna de temperatura establecida resulta un aumento en la temperatura del fluido. En refrigeración, una disminución de la consigna de temperatura establecida resulta una disminución en la temperatura del fluido.

En la siguiente tabla se muestra un ejemplo para calefacción:

Valor parámetro (S)Valor parámetro (N)Temperatura ExteriorConsigna de temperaturaTemperatura ambienteTemperatura del fluido calculada (AQf)
0,505 ºC20 ºC20 ºC28,627 ºC
0,505 ºC21 ºC20 ºC31,570 ºC
0,505 ºC22 ºC20 ºC34,493 ºC
0,505 ºC23 ºC20 ºC37,400 ºC

 

Y en la siguiente tabla se muestra un ejemplo para refrigeración:

Valor parámetro (S)Valor parámetro (N)Temperatura ExteriorConsigna de temperaturaTemperatura ambienteTemperatura del fluido calculada (AQf)
0,5035 ºC26 ºC23 ºC20,349 ºC
0,5035 ºC25 ºC23 ºC17,327 ºC
0,5035 ºC24 ºC23 ºC14,337 ºC
0,5035 ºC23 ºC23 ºC11,373 ºC

Puede obtener más información de los parámetros (S) y (N) en la documentación del bloque de función Curva de Calefacción.

Influencia de la desviación de la temperatura

La diferencia entre la temperatura ambiente y la consigna de temperatura (o temperatura deseada) es lo que llamamos el error o la desviación de la temperatura actual. Esta desviación de la temperatura actual puede influir en el cálculo de la temperatura del fluido de impulsión.

Con el parámetro de Ganancia (G) se puede ponderar la influencia de la desviación de la temperatura. Por defecto, el valor del parámetro (G) está a 1, estableciendo una influencia en la desviación de la temperatura. Si se establece a un valor de 0 el parámetro de Ganancia (G) no influye en la desviación de la temperatura.

En la siguiente tabla puede ver como influye el valor del parámetro (G) para un ejemplo de calefacción. Siguiendo el ejemplo del apartado anterior, la temperatura exterior se establece en 5 ºC, el parámetro (S) a un valor de 0,5 y el parámetro (N) a un valor de 0.

Consigna de temperaturaTemperatura ambienteValor parámetro (G)Temperatura del fluido calculada (AQf)
21 ºC20 ºC030,101 ºC
21 ºC20 ºC131,570 ºC
21 ºC20 ºC233,033 ºC
21 ºC20 ºC334,493 ºC

Influencia de las fases de precalentamiento o preenfriamiento

Si alguna de las habitaciones que tienen su bloque de función Control de Clima asociado a ese Controlador de temperatura está en fase de precalentamiento o de preenfriamiento, puede influenciarse en el cálculo de la temperatura del fluido de impulsión a través del parámetro (I).

Durante la fase de precalentamiento o de preenfriamiento se provoca un aumento (en calefacción) o una disminución (en refrigeración) de la temperatura del fluido de impulsión, provocando unos tiempos de precalentamiento o preenfriamiento más cortos.

Si el parámetro (I) se establece su valor a 0, entonces no se va a influir en el cálculo de la temperatura del fluido en las fases de precalentamiento o de preenfriamiento.

El bloque Controlador de temperatura va a tomar en cuenta el mayor valor entre la influencia de la desviación de la temperatura y la influencia de las fases de precalentamiento o preenfriamiento.

Arranque del sistema de producción

El arranque y parada del sistema de producción (caldera, bomba de recirculación, válvula mezcladora, etc…) del circuito de impulsión se realiza a través de la salida (Qp) y del parámetro (Str).

El parámetro (Str) establece el % mínimo que debe estar pidiendo un bloque de función Controlador Habitación asociado al Controlador de temperatura para que se active la salida (Qp) y ponga en marcha el sistema de producción.

Aparte, para reducir aún más el consumo de energía, cuando las temperaturas deseadas de todas las habitaciones asociadas al Controlador de temperatura son mayores o iguales (para calefacción), o menores o iguales (para refrigeración), la salida (AQf) de la temperatura del fluido se establece al valor mínimo (parámetro Min para calefacción), o al valor máximo (parámetro Max para refrigeración).

Gestión de un depósito de inercia

El bloque de función Controlador de temperatura también puede gestionar la temperatura requerida para un depósito de inercia si lo hubiera. De esta forma, para ahorrar energía, puede tener siempre la temperatura del fluido en el interior del depósito de inercia unos grados por debajo (en calefacción), o unos grados por encima (en refrigeración) respecto la temperatura del fluido de impulsión.

En este caso, el cálculo de la temperatura de referencia para el depósito de inercia viene influenciado por el parámetro (B), y se proporciona a través de la salida (AQb).

Gestión de la demanda y carga de la instalación

El bloque de función Controlador de temperatura le proporciona información sobre la demanda actual de calefacción o refrigeración en [ºC · m2] de todas las habitaciones a través de la salida (AQr). La demanda de una habitación es:

La carga actual de la instalación se proporciona en porcentaje en la salida (AQl) y es la suma de todas las cargas de las habitaciones asociadas al Controlador de temperatura. La carga de una habitación es:

Para mostrar los valores correctos de la demanda y la carga de la instalación es necesario que todos los bloques de función Controlador Habitación asociados al Controlador de temperatura tengan asignada una habitación. Además, el valor del área debe ingresarse en las propiedades de cada una de las habitaciones.

Refrigeración

Si tiene una instalación con sistema de refrigeración debe tener especial cuidado en no bajar la temperatura del flujo de impulsión por debajo de la temperatura del punto de rocío y aparezcan problemas de condensación. Para evitar este problema, debe ajustarse adecuadamente el parámetro (Min) del bloque de función Controlador de temperatura para refrigeración.

El ajuste del parámetro (Min) puede hacerse que sea fijo o puede realizarse una lógica para ir ajustando este valor continuamente. Para ello, puede usar el sensor de temperatura y humedad que incorpora nuestro Loxone Touch y Touch Pure para realizar un cálculo aproximado de la temperatura del punto de rocío en la habitación más desfavorable a través de la siguiente fórmula:

Dónde:

  • Pr = Punto de rocío
  • H = Humedad relativa [%]
  • T = Temperatura [ºC]

Después de realizar el cálculo puede añadirse un margen de seguridad. Revise los ejemplos de esta misma página para ver su implementación.

Recomendamos también aumentar la consigna de temperatura de cada habitación a medida que aumenta la temperatura exterior. De esta forma se evita realizar una refrigeración muy alta en esos días muy calurosos.

Configuración

El bloque de función Controlador de temperatura tiene varias entradas y salidas lógicas junto con algunas propiedades y parámetros por defecto que permiten modificar su comportamiento. En las siguientes tablas vamos a describir cada uno de ellos.

Propiedades

El bloque de función Controlador de temperatura tiene varias propiedades que permiten modificar el comportamiento del bloque de función Controlador de temperatura.

Tipo circuitoEspecifica si el circuito de impulsión va usarse para calefacción o refrigeración. En caso de tener un circuito de impulsión que puede usarse para los dos sistemas, deberá crear dos bloques de función Controlador de temperatura.

Cuando se especifica el tipo de circuito, la curva interna (de calefacción o refrigeración) se adapta a ello, así como el resto de parámetros del bloque.

Los posibles valores de esta propiedad son:

  • Calefacción: para circuitos de impulsión con sistema de calefacción.
  • Refrigeración: para circuitos de impulsión con sistema de refrigeración.
Bloques asociadosAbre el cuadro de diálogo con la lista de todos los bloques de función Controlador Habitación que hay en el proyecto, para seleccionar aquellos que físicamente están unidos al circuito de impulsión en cuestión, y así quedarán asociados al Controlador de temperatura.

Entradas

AITemperatura exteriorEntrada analógica para la temperatura exterior actual.
IbTemperatura impulsión máximaEntrada digital para establecer la temperatura de impulsión del fluido (AQf) a la temperatura máxima (Max) en calefacción, y a la temperatura mínima (Min) en refrigeración.
StPararEntrada digital para desactivar la salida de marcha para la bomba de recirculación y la mezcladora (Qp) y establecer la temperatura de impulsión del fluido (AQf) y la temperatura del depósito de inercia (AQb) a la temperatura mínima (Min) en calefacción, y a la temperatura máxima (Max) en refrigeración.

Parámetros por defecto

MinTemperatura mínimaEstablece la temperatura mínima de impulsión del fluido.

Debe establecerse a un valor adecuado según si el Controlador de temperatura debe trabajar en calefacción o refrigeración, de las particularidades de la instalación, zona climática y del sistema de producción.

MaxTemperatura máximaEstablece la temperatura máxima de impulsión del fluido.

Debe establecerse a un valor adecuado según si el Controlador de temperatura debe trabajar en calefacción o refrigeración, de las particularidades de la instalación, zona climática y del sistema de producción.

BDiferencial depósito inerciaEstablece el diferencial de temperatura entre la temperatura del fluido y la temperatura del depósito de inercia.

Para calefacción este diferencial se suma a la temperatura del fluido, para refrigeración se resta a la temperatura del fluido.

SPendientePendiente de la curva de calefacción o de la curva de refrigeración. Puede obtener más información en el siguiente enlace.
NDesplazamientoDesplazamiento de la curva de calefacción o de la curva de refrigeración. Puede obtener más información en el siguiente enlace.
StrUmbral arranqueEstablece el porcentaje de apertura mínimo de una salida de control de un bloque de función Controlador Habitación asociado a este Controlador de temperatura para poner en marcha la salida (Qp) de la bomba de recirculación y/o la mezcladora.
GGananciaEstablece un valor de influencia mayor o menor para la desviación de la temperatura.

La desviación de la temperatura es la diferencia entre la temperatura ambiente y la consigna de temperatura (o temperatura deseada).

IDiferencial precalentamiento o preenfriamientoEstablece un diferencial de temperatura a la consigna de temperatura mayor de todos los Controlador Habitación asociados al Controlador de temperatura durante la fase de precalentamiento o la fase de preenfriamiento.

En calefacción este diferencial se añade, y en refrigeración este diferencial se resta.

Esta acción de control permite obtener de forma más rápida la temperatura deseada en las habitaciones.

Salidas

AQtTemperatura deseadaSalida analógica para indicar la consigna de temperatura más alta de todos los bloques de función Controlador Habitación asociados a este Controlador de temperatura.
TxQrHabitaciónSalida de texto con el nombre de la habitación con la consigna de temperatura más alta de todos los bloques de función Controlador Habitación asociados a este Controlador de temperatura.
AQfTemperatura fluidoSalida analógica con la temperatura de fluido requerida según los cálculos realizados por el Controlador de temperatura.
AQbTemperatura depósito inerciaSalida analógica con la temperatura requerida en el depósito de inercia según la temperatura del fluido y el valor del parámetro (B).
QpMarcha bomba MezcladoraSalida digital para poner en marcha la bomba de recirculación y la mezcladora del circuito de impulsión.
AQrDemanda actualSalida analógica con la demanda actual en [ºC·m2] de toda la instalación.
AQlCarga actualSalida analógica con la carga actual en porcentaje de toda la instalación.
AQiDiferencial precalentamiento preenfriamientoSalida analógica con el diferencial de temperatura que se añade (en calefacción) a la consigna de temperatura o se disminuye (en refrigeración) durante la fase de precalentamiento o de preenfriamiento según corresponda.
QeErrorSalida digital para indicar que se ha producido un error en el bloque de función.

Ejemplos

Existen muchos tipos diferentes de sistemas de producción de calefacción y refrigeración, por lo que no va encontrar un ejemplo para cada uno de ellos. Nos hemos centrado en ejemplos para mostrar instalaciones dónde el sistema Loxone controla en parte el sistema de producción (bombas de recirculación, válvulas mezcladoras y depósitos de inercia), con diferentes circuitos de impulsión e instalaciones con sistema de calefacción y refrigeración.

El control del propio sistema de producción (caldera, enfriadora, bomba de calor, aire acondicionado, etc…) no forma parte del objetivo de los siguientes ejemplos, y se realiza a través de una simple señal de salida digital. Deberá adecuarse la programación al caso en particular.

Por supuesto, con Loxone pueden controlarse diferentes equipos de producción (caldera gas, biomasa, aerotermia, bomba de calor, etc…) que estuvieran en la misma instalación y decidir con la lógica adecuada cuál de ellos debe funcionar en cada momento.

En todos los ejemplos va a encontrar una página Central con los bloques de función Controlador de temperatura. En otras páginas, encontrará bloques de función Controlador Habitación entre otros, que son necesarios y afectan a la climatización de la instalación.

Ejemplo de control de un circuito para calefacción

Este primer ejemplo de programación realiza el control de un circuito de impulsión con una bomba de recirculación y una válvula mezcladora.

Para ello, controlamos una válvula mezcladora 0-10V con una salida analógica del propio Miniserver. Añadimos una 1-Wire Extension con un par de sondas 1-Wire metálicas para obtener las temperaturas de impulsión y de retorno del propio circuito de impulsión, y usamos la señal de la estación meteorológica para obtener la temperatura exterior.

Descargar archivo del proyecto: kb_es_ejemplo_ControladorTemperatura_01

Ejemplo de control de dos circuitos para calefacción

En una vivienda grande, o de varias plantas, puede ser que tenga varios circuitos de impulsión. En este caso deberá añadir el hardware necesario para realizar el control de las válvulas mezcladoras que tenga, las bombas de recirculación y las sondas de temperatura necesarias según los circuitos de impulsión.

Descargar archivo del proyecto: kb_es_ejemplo_ControladorTemperatura_02

Ejemplo de control de un circuito para calefacción y refrigeración

Podemos encontrarnos con instalaciones que el mismo circuito de impulsión se utiliza para calefacción (en invierno) y para refrigeración (en verano). En este caso, trabajamos sobre el mismo hardware, pero debemos crear dos bloques de función Controlador de temperatura independientes.

Recomendamos que el usuario siempre configure todos los bloques de función Controlador Habitación en Completamente automático y trabaje con los períodos de calefacción y refrigeración según los fijados en los Calendarios. Si es necesario alargar o acortar un período porqué ese año el verano se ha retrasado o adelantado, siempre puede hacerse desde la visualización. En el siguiente enlace puede obtener más información de cómo modificar estos períodos en los Calendarios.

Descargar archivo del proyecto: kb_es_ejemplo_ControladorTemperatura_03

Ejemplo de control de un circuito para calefacción con depósito de inercia

El Controlador de temperatura es capaz de gestionar la temperatura adecuada de un depósito de inercia asociado a un circuito de impulsión. Para ello, añadiremos un sensor de temperatura 1-Wire metálico en el depósito de inercia, y una salida digital para poner en marcha la bomba de salida de agua de caldera hacia el depósito de inercia.

Descargar archivo del proyecto: kb_es_ejemplo_ControladorTemperatura_04