Systemy sterowania budynkami

Transkrypt

1

2 Systemy sterowania budynkami mgr. inż. Jan Michał Krawczyk Konferencja Ochrona środowiska i odnawialne źródła energii Akademia Górniczo - Hutnicza Kraków, 11 Grudnia 2013

3 Dzięki optymalizacji zużycia energii cieplnej i elektrycznej, system automatyki może oszczędzić nawet 30% zużywanej energii w budynku. Co więcej, dzięki wizualizacji aktualnych kosztów zużycia energii, można na bieżąco kontrolować wydatki związane z ogrzewaniem i elektrycznością, co pozwala lepiej zorientować się w energochłonności poszczególnych urządzeń oraz da pogląd na efektywność energetyczną budynku. Badania McKinsey & Company dla Ministerstwa Gospodarki: Zainstalowanie systemów kontroli zużycia energii w nowych budynkach oraz termoizolacja istniejących mogą w 2030 obniżyć emisję w sumie o 30 MtCO 2 e - co stanowi około 13% łącznego potencjału redukcji emisji gazów cieplarnianych.

4 Sterowanie ogrzewaniem Sterowanie temperaturą w różnych pomieszczeniach, programowanie krzywych grzewczych, ustalanie indywidualnych temperatur. Sterowanie oświetleniem Automatyczne włączanie i wyłączanie światła, sceny świetlne. Sterowanie pracę klimatyzacji i wentylacji Optymalne użytkowanie klimatyzacji i wentylacji wpływa na ekonomię korzystania z budynku bez konieczności śledzenia parametrów i zmiany ustawień. Pomiar aktualnego zużycia energii, wody i gazu Umożliwia porównanie zużycia energii w różnych czasach, pokazuje nam ile wyniosą rachunki za media i prognozuje zużycie w danym okresie. Sterowanie cyrkulacją wody Optymalne wykorzystanie mediów znacząco wpływa na ekonomię użytkowania budynku.

5 Autorski system zarządzania budynkiem bazujący na komunikacji poprzez trzy protokoły komunikacji: - 2 przewodowe (CAN, KNX) - 1 bezprzewodowy (ZigBee) Na system składają się: - jednostka centralna (Home serwer), - sensory oraz aktory produkcji Hemms w technologii CAN, - moduły KNX produkcji firm stowarzyszonych w Konnex, - produkty firmy Legrand działających w oparciu o protokół ZigBee, - oprogramowanie instalacyjno- serwisowe, - wizualizacje na telefon komórkowy oraz tablet a także szeroka oferta osprzętu elektroinstalacyjnego: włączniki, przyciski, gniazda, termostaty i wiele innych.

6

7 Funkcjonalności systemu Hemms wersja Sterowanie ogrzewaniem w różnych pomieszczeniach (strefach grzewczych), programowanie krzywych grzewczych, ustalanie indywidualnych temperatur komfortu, 2. Wyłącznik główny gazu (sterowanie zaworem), 3. Pomiar ciśnienia instalacji CO, 4. Wyłącznik główny wody (sterowanie zaworem), 5. Sterowanie pracą rolet w oknach, 6. Sterowanie pracą rolet w drzwiach, 7. Symulacja obecności mieszkańców w lokalu, 8. Stan alarmowy przycisk, 9. Obsługa czujników ruchu dwustanowych, 10. Pomiar aktualnego średniego zużycia wody, 11. Pomiar aktualnego średniego zużycia gazu, 12. Pomiar aktualnego średniego zużycia energii elektrycznej oraz średniego zużycia energii, 13. Sterowanie pracą klimatyzacji, 14. Sterowanie wentylacją (centralą rekuperacyjną), 15. Sterowanie oświetleniem wewnętrznym, regulacja natężenia światła, 16. Programowanie scen świetlnych, 17. Sterowanie bramą wjazdową/garażową, 18. Sterowanie zamkiem furtki, 19. Sterowanie sprzętem ogrodowym nawadnianie ogrodu, 20. Włączanie i wyłączanie napięcia w obwodach elektrycznych, 21. Pomiar temperatury zewnętrznej, 22. Podgląd temperatury w zasobniku CWU, 23. Pomiar wilgotności w pomieszczeniach, 24. Zdalne informowanie o usterkach, 25. Sterowanie cyrkulacją CWU,

8 Jednostka centralna (Home serwer) Hemms Gateway Urządzenie pracujące jako translator protokołów, KNX, CAN, ZigBee. Dzięki niemu możliwa jest wymiana danych pomiędzy urządzeniami pracującymi w pod różnymi protokołami. Urządzenie pozwala też na zarządzanie w/w urządzeniami z urządzenia posiadającego dostęp do połączenia ethernetowego, np. komputer klasy PC czy telefon. Obecnie obsługiwane urządzenia mobilne: Telefon iphone Telefon pracujący pod systemem ios w wersji 6. Wersja dedykowana do systemu ios7 w przygotowaniu Tablet ipad System w wersji ios7.

9 Komunikacja z siecią KNX Komunikacja z siecią CAN Komunikacja z siecią ZigBee OWN Wymiana danych między różnymi sieciami Aplikacja umożliwia połączenie ze sobą urządzeń różnych sieci (KNX, CAN, ZigBee OWN) i wymianę danych między nimi. Archiwizacja danych Aplikacja umożliwia zapis i odczyt danych historycznych, dotyczących np. zużycia mediów (gazu, wody). Zarządzanie i obsługa scenariuszy Oprogramowanie umożliwia zaprogramowanie scenariuszy zarządzających siecią inteligentnego budynku. Scenariusze są tworzone przez użytkownika na tablecie i przesyłane do Hemms Gateway. Odpytywanie o stan zdrowia urządzeń Oprogramowanie sprawdza co pewien określony czas (raz dziennie) stan wszystkich podłączonych do sieci urządzeń w celach detekcji awarii. Zapis informacji dotyczących mediów Aplikacja zapisuje informacje dotyczące mediów (np. ceny). Informacje te są wykorzystywane do analizy zużycia mediów (np. całkowity koszt miesięczny).

10 Interfejs aplikacji wersja dla iphone Struktura pomieszczeń Sceny Scenariusze Archiwum Systemy dostępne w danym pomieszczeniu Definiowanie nowej sceny Status Aplikacja dla ipad w przygotowaniu Aplikacja dla OS Android planowany czas opracowania początek 2014

11 Modernizacja systemu grzewczego i oświetleniowego w oparciu o system automatyki budynkowej CAN/KNX Budynek użyteczności publicznej w Krakowie m 2 powierzchni użytkowej 7 kondygnacji Duże koszty oświetlenia i ogrzewania

12 Koszty przed modernizacją Elektryczność Ostatni miesiąc ,78 zł Ostatni rok ,90 zł Ogrzewanie i C.W.U. Ostatni miesiąc ,18 zł Ostatni rok ,32 zł Wentylacja Ostatni miesiąc zł Ostatni rok zł

13 Koszty inwestycji zł Oszczędności po zastosowaniu systemu automatyki Elektryczność Miesięczne zł Roczne zł Ogrzewanie i C.W.U $ Miesięczne $ zł Roczne zł $ $ $ $ $ $ 0 $

14 Dziękuję za uwagę

15 Hemms sp. z o.o. Data zawiązania: maj 2012 Udziałowcy: - Małopolska Agencja Rozwoju Regionalnego S.A. - 4 osoby fizyczne Kapitał zakładowy: ,00 PLN 51% Podział udziałów Spółki 49% Skład osobowy: Liczba pracowników: 7 MARR S.A. Kapitał prywatny Partnerzy strategiczni: Naronal Instruments Polska sp. z o.o. Veritech sp. z o.o. Współpraca z jednostkami naukowymi: Wydział Elektrotechniki Automatyki Informatyki i Inżynierii Biomedycznej (dawne EAIE) AGH w Krakowie Dr Andrzej Ożadowicz, mgr Jakub Grela (laboratorium automatyki budynkowej) Wydział Energetyki i Paliw AGH w Krakowie Dr hab. Mariusz Filipowicz, prof. Wojciech Suwała

16 Topologia sieci Parametry sieci KNX: Magistrala 2(4) przewodowa KNX TP1, równoczesne zasilanie oraz komunikacja Parametry sieci CAN: Magistrala 4- przewodowa: - 2 przewody komunikacyjne (CANH, CANL) - 2 przewody zasilające (GND, +24VDC) Parametry sieci ZigBee: Komunikacja bezprzewodowa na częstotliwości 2,4 GHz Zasięg sygnału w otwartej przestrzeni ~ 150 m (15 m w niekorzystnych warunkach zabudowy) Sieć typu mesh Zasilanie bateryjne. Żywotność baterii: 3-5 lat