Energooszczędność dzięki sterowaniu systemami grzewczymi, wentylacyjnymi i klimatyzacyjnymi

Artykuł promocyjny
Print image
Copy link image
time image Artykuł na: 17-22 minuty
Energooszczędność dzięki sterowaniu systemami grzewczymi, wentylacyjnymi i klimatyzacyjnymi

Aby zrealizować cele klimatyczne, należy zmniejszyć bilans wydzielania CO2 przez budynki, ponieważ w Unii Europejskiej są one odpowiedzialne za 36% procent jego emisji i zużywają 40% prądu. Największym zapotrzebowaniem na energię charakteryzują się zwłaszcza klimatyzatory.

aktualizacja: 2021-04-06 05:59:57

Dyrektywa Unii Europejskiej 2018/844 wymaga, aby budynki o przeznaczeniu komercyjnym (np. biura, firmy i hotele), w przypadku których znamionowa moc wyjściowa systemu klimatyzacji lub kombinowanego systemu klimatyzacji i wentylacji przekracza 290 kW, zostały do roku 2025 wyposażane w systemy automatyki i sterowania. Dolna granica zapotrzebowania na energię elektryczną wynosząca 290 kW odpowiada w przybliżeniu ilość prądu zużywanego przez system klimatyzacji zainstalowany w hotelu liczącym sobie ok. 200 pokoi lub w biurowcu o powierzchni ok. 3000 m2, w którym pracuje 300 osób.

System sterowania budynkiem musi być w stanie stale monitorować, rejestrować i analizować zużycie energii oraz umożliwiać jego regulację. Ponadto systemy zarządzania budynkiem muszą integrować ze sobą działanie różnych instalacji i aplikacji, np. sterowanie oświetleniem, gromadzenie danych z liczników, technologie wykorzystywane do ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji oraz punkty ładowania samochodów elektrycznych.

HMS Networks pod marką Intesis oferuje odpowiednie interfejsy, które umożliwiają integrację i łączenie w sieć takich systemów technologii wykorzystywanych w budynkach. Przedstawione zostały one bardziej szczegółowo w poniższych przykładach opisujących ich zastosowanie w supermarketach, sieciach sklepów odzieżowych i hotelach.

Przykład zastosowania: trzy za jednym zamachem - integracja sterowania oświetleniem, stacji ładowania samochodów i liczników energii elektrycznej w supermarketach

Jedno z takich kompleksowych rozwiązań integracyjnych wdrożono w hiszpańskiej sieci supermarketów. System sterowania oświetleniem, stacje ładowania samochodów elektrycznych i liczniki energii elektrycznej zostały zintegrowane z systemem zarządzania budynkami sieci supermarketów opartym na protokole Modbus.

Integracja systemu sterowania oświetleniem DALI 2.0

Jednym z wymogów realizacji tego projektu była integracja systemu sterowania oświetleniem opartego na protokole DALI 2.0 z systemem zarządzania budynkami sieci supermarketów, który już sterował i regulował pracę dużej liczby innych urządzeń, takich jak klimatyzatory, lady chłodnicze itp.

W związku z tym klient stanął przed jednym z najczęstszych problemów pojawiających się w projektach integracyjnych: połączeniem z sobą w jedną całość dużej liczby różnych protokołów i urządzeń tak, by można było nimi sterować i je kontrolować. Wybrał on technologię Intesis, ponieważ system oferowany przez firmę HMS Networks pozwala łączyć ze sobą wszystkie popularne protokoły automatyki budynkowej, takie jak DALI, M-Bus, BACnet, KNX, LON lub Modbus i umożliwia komunikację pomiędzy dwoma dowolnymi protokołami przy użyciu konwerterów protokołów. W celu sterowania oświetleniem sieci supermarketów problem integracji rozwiązano za pomocą konwertera protokołów DALI, który konwertuje protokół DALI na Modbus.

Konwerter protokołów obsługuje zarówno sterowanie grupowe, jak i sterowanie adresowe urządzeniami DALI. Dzięki zastosowaniu konwertera protokołów DALI wszystkie instalacje udało się łatwo zintegrować z systemem Modbus. Ale był to dopiero pierwszy krok. Wynikało to z tego, że integracja sterowania oświetleniem w całym systemie miała przede wszystkim na celu zoptymalizowanie zużycia energii przez źródła światła. Dlatego też bardzo ważne było dla klienta, aby system sterowania oświetleniem brał pod uwagę dostępność naturalnego światła w zależności od pory dnia i roku, by natężenie światła sztucznego mogło być automatycznie redukowane lub było całkowicie wyłączane, gdy naturalne warunki oświetleniowe były wystarczające. Dalszą oszczędność energii uzyskano dzięki powiązaniu sterowania oświetleniem z godzinami otwarcia supermarketu.

Kolejnym ważnym aspektem dla tego klienta była możliwość zdefiniowania różnych sektorów, dla których można było tworzyć i zapisywać różne scenariusze oświetlenia w zależności od sposobu ich wykorzystywania. Dzięki integracji sterowania oświetleniem systemu DALI klient był w stanie osiągnąć oszczędności zużywanej do oświetlania energii na poziomie 33% w przypadku każdego z jego supermarketów.

Integracja stacji ładowania zgodnych z OPCC

W Hiszpanii zaczyna się powoli wymagać od właścicieli supermarketów, aby udostępniali oni również pewną liczbę miejsc parkingowych dla samochodów elektrycznych z przyłączami do ich ładowania. Z kolei stacje ładowania komunikują się z pozostałą infrastrukturą za pośrednictwem protokołu OPCC.

Aby zoptymalizować zużycie energii, sieć supermarketów chciała również zintegrować stacje ładowania z centralnym systemem Modbus. Tylko w ten sposób można bowiem uniknąć występowania szczytów zapotrzebowania na energię i zoptymalizować zarządzanie obciążeniem sieci elektrycznej. Ten wymóg można również rozwiązać za pomocą konwertera protokołów Intesis, który konwertuje protokół OPCC na protokół Modbus i odwrotnie.

Sterowanie systemami klimatyzacji sieci handlowej
Sterowanie systemami klimatyzacji sieci handlowej

Integracja liczników energii elektrycznej

Ostatnim elementem projektu było umożliwienie pozyskiwania danych z zainstalowanych w supermarketach liczników energii elektrycznej. Każdy supermarket ma jeden główny licznik energii elektrycznej zainstalowany przez jej dostawcę, który służy do rozliczania jej zużycia w całym obiekcie.

Właściciel supermarketu zainstalował również własne liczniki energii elektrycznej w swoich sklepach, aby móc śledzić jej zużycie w poszczególnych obszarach czy przez wybrane urządzenia - np. zamrażarki, regały chłodnicze, oświetlenie itp. Te liczniki energii elektrycznej komunikują się za pośrednictwem interfejsu M-Bus.

Podobnie jak w przypadku pozostałych elementów instalacji, miały one zostać zintegrowane z centralnym systemem Modbus sieci supermarketów w celu wykrywania ponadprzeciętnego zużycia energii na jak najwcześniejszym etapie. Dzięki konwerterowi protokołów Intesis z M-Bus do Modbus także i z tym zadaniem można było się uporać bez większego wysiłku, zwłaszcza, że konwerter protokołów automatycznie skanuje i rozpoznaje liczniki M-Bus i ich rejestry.

Przykład zastosowania: Sterowanie systemami klimatyzacji sieci handlowej

Klimatyzowanie hal sprzedażowych zwiększa chęć do zakupów. Niestety systemy klimatyzacji są tymi, które spośród wielu innych instalowanych w budynkach zużywają najwięcej energii. Z tego powodu międzynarodowa sieć odzieżowa z siedzibą w Hiszpanii chciała ograniczyć zużycie energii powodowane przez klimatyzatory zainstalowane w swoich sklepach, ale bez zmniejszenia komfortu dokonywania zakupów przez swoich klientów. Ponieważ protokół Modbus jest szeroko stosowany w handlu detalicznym, potrzebne było rozwiązanie, które mogłoby zintegrować zastrzeżony protokół komunikacji systemu klimatyzacji z systemem Modbus.

Sieć handlowa znalazła to, czego szukała, właśnie w ofercie HMS Networks, której system pozwolił zintegrować aplikację z interfejsami Intesis AC. Interfejsy AC to bramki umożliwiające komunikację systemów klimatyzacji wiodących producentów z powszechnie wykorzystywanymi systemami do zarządzania budynkami. Interfejsy AC są kompatybilne z KNX, BACnet i Modbus oraz pozwalają integrować je z systemami sterowania instalacjami obecnymi w rozmaitych obiektach. Dostępne są również rozwiązania zapewniające łączność bezprzewodową. W przypadku wspomnianej sieci sklepów odzieżowych zastosowano bramkę Modbus.

Sterowanie systemami klimatyzacji supermarkecie
Sterowanie systemami klimatyzacji supermarkecie

Jeśli chodzi o systemy klimatyzacji, to interfejsy AC są kompatybilne z autorskimi protokołami wiodących producentów klimatyzacji, takich jak Daikin, Toshiba, Samsung, Mitsubishi itp. Celem sieci sklepów odzieżowych było uzyskanie możliwość centralnego sterowania i monitorowania systemów klimatyzacji we wszystkich placówkach handlowych w celu zmniejszenia ogólnego zużycia prądu. Dzięki integracji interfejsów AC możliwe było wdrożenie różnorodnych metod oszczędzania energii. Na przykład docelowa temperatura powietrza we wszystkich sklepach została ograniczona do określonej wartości minimalnej w celu zmniejszenia zużycia ilości prądu.

Dodatkowo uwzględnione zostały także godziny otwarcia poszczególnych placówek handlowych, aby wykluczyć działanie systemów klimatyzacji poza godzinami pracy. W rezultacie zużycie energii zostało znacznie zmniejszone. Sieć sklepów odzieżowych skorzystała również z innych zalet integracji. Na przykład informacje o alarmach i awariach występujących podczas pracy systemów klimatyzacji przesyłane są obecnie do centrali firmy, co znacznie ułatwia zarządzanie ich regularną konserwacją, ale także jest pomocne w przypadku rozwiązywania doraźnych problemów. Typowym tego przykładem może być wymiana filtrów w klimatyzatorach. Z biegiem czasu na filtrze zbiera się kurz, utrudniając przepływ powietrza, co z kolei zwiększa zużycie energii.

Dzięki integracji wszystkich klimatyzatorów tego typu usterki są teraz wykrywane na bieżąco i można je szybko usuwać. Dobrze utrzymane systemy klimatyzacji generalnie zużywają bowiem mniej energii, ponieważ mogą pracować z optymalną wydajnością. Dzięki interfejsom AC sieć sklepów odzieżowych mogła w pełni wykorzystać energooszczędny potencjał systemów klimatyzacyjnych. Ale zastosowane interfejsy mają jeszcze jedną zaletę.

Ponieważ systemy klimatyzacji są teraz zintegrowane z systemem zarządzania budynkiem opartym na protokole Modbus, możliwa jest interakcja z innymi systemami, takimi jak systemy przeciwpożarowe. Ma to kolosalne znaczenie właśnie w przypadku pojawienia się ognia. A to dlatego, że europejska dyrektywa bezpieczeństwa wymaga natychmiastowego wyłączania systemów klimatyzacji w przypadku wybuchu pożaru. Ma to na celu zapobieżenie podsycaniu ognia tlenem tłoczonym przez klimatyzatory.

Przykład zastosowania: Integracja HVAC w hotelach

Zarządca pięciogwiazdkowego hotelu w Monachium wyposażył już wcześniej 280 pokoi i apartamentów w klimatyzatory firmy HITACHI, zaś system sterowania nimi oparł na protokole Modbus oraz termostatach od zewnętrznego dostawcy. Zainstalowany został też moduł centralnego sterowania klimatyzatorami. Jednak czas reakcji systemu był zbyt długi.

W przypadku 5-gwiazdkowego hotelu było to duży mankament, gdyż jego goście oczekują najwyższego poziomu komfortu. To znaczy tego, że temperatura powietrza w pokoju hotelowym zostanie natychmiast dostosowana do wymagań klienta po włączeniu klimatyzatora, co niestety nie miało miejsca. Z tego powodu właściciel hotelu chciał umożliwić regulowanie temperaturą powietrza za pomocą sterownika zainstalowanego w każdym pokoju, aby informacje o ustawieniach wybranych przez klienta na termostacie natychmiast docierały do klimatyzatora.

Ponieważ podczas procesu integracji hotel cały czas przyjmował gości, kluczowym wymogiem była jak najszybsza realizacja projektu i to możliwie bez zakłócania działalności obiektu. Ponadto dla zarządcy hotelu ważne były także takie kwestie, jak cicha praca klimatyzatorów i możliwość regulacji temperatury w zakresie zapewniającym wysoki poziom komfortu.

Integracja systemów HITACHI VRF z sieciami Modbus
Integracja systemów HITACHI VRF z sieciami Modbus

Firma HMS Networks mogła zaoferować właściwe rozwiązanie spełniające potrzeby hotelu dzięki interfejsowi Intesis AC, który pozwala zintegrować systemy HITACHI VRF z sieciami Modbus. Jest to możliwe, ponieważ sterowniki pokojowe działające w oparciu o protokół Modbus mogą komunikować się z systemem klimatyzacji HITACHI za pośrednictwem interfejsu AC.

W przypadku regulatorów w pokojach z interfejsem AC są one urządzeniami podrzędnymi systemu Modbus. Obsługuje on wszystkie standardowe opcje sterowania klimatyzatorami. Na przykład za pomocą interfejsu AC klimatyzator można włączać i wyłączać. Przy wykorzystaniu interfejsu AC można zmieniać również pożądaną temperaturę powietrza w pomieszczeniu, tryb pracy (chłodzenie, wietrzenie, osuszanie), prędkość wentylatora i położenie łopatek. Zapewnia on również dostęp do informacji o błędach i danych dotyczących konserwacji. Ponadto aby zwiększyć komfort gości i zoptymalizować zużycie energii, działanie systemu klimatyzacji można połączyć za pośrednictwem systemu zarządzania budynkiem z procesem zameldowania i wymeldowania.

Recepcja hotelu może określić, kiedy klimatyzator ma automatycznie rozpocząć chłodzenie pokoju w dniu przyjazdu gościa zaraz po otrzymaniu rezerwacji. W ten sam sposób można też określić na dzień wyjazdu godzinę, o której klimatyzator ma się automatycznie wyłączyć. Sprawia to, że klimatyzacja działa tylko wtedy, gdy pokoje są zajęte, co doprowadziło do znacznego zmniejszenia zużycia energii. Oczywiście podczas pobytu w hotelu goście mogą nadal ustawiać samemu odpowiednią dla siebie temperaturę powietrza za pomocą regulatora pokojowego, a także włączać i wyłączać klimatyzator.

Interfejs AC ma zwartą konstrukcję, jest montowany na szynie typu DIN i nie wymaga zewnętrznego zasilania, ponieważ jest zasilany przez klimatyzator. To sprawia, że instalacja i uruchomienie systemu jest bardzo łatwe, a realizacja projektu nie zakłóca pracy hotelu.

Podsumowanie

Automatyka zarządzająca działaniem systemów instalowanych w budynkach w istotny sposób przyczynia się do zwiększenia ich energooszczędności i przybliża nas do osiągnięcia celów klimatycznych. Najważniejszą rolę odgrywa tu w szczególności możliwość sterowania urządzeniami grzewczymi, wentylacyjnymi i klimatyzacyjnymi. Dzięki interfejsom AC marki Intesis systemy klimatyzacji można łatwo i płynnie zintegrować z systemem zarządzania całym budynkiem.

Autor

David Garcés jest zastępcą dyrektora firmy Intesis w HMS Networks.



Dalsze informacje: www.intesis.com
www.hms-networks.com

Dodaj komentarz

time image
time image
Zobacz inne artykuły
Dom inteligentny - co musisz wiedzieć, zanim się zdecydujesz? Instalacja elektryczna
Dom inteligentny - co musisz wiedzieć, zanim się zdecydujesz? Instalacja elektryczna
Zadaj pytanie ekspertowi Masz wątpliwości lub dodatkowe pytania? Napisz do nas!
expert image
Akceptowane formaty plików: 'jpg', 'jpeg', 'gif', 'bmp', 'png'. Dodawanie wielu plików - wciśnij CTRL.
Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Okres przetwarzania danych: Twoje dane przetwarzane będą do czasu istnienia podstawy do ich przetwarzania – czyli w tym konkretnym przypadku, do czasu udzielenia odpowiedzi. Masz prawo do: dostępu do Twoich danych, ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania, wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych lub ich przenoszenia. Możesz: odwołać zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych, zażądać, by Twoje wszystkie dane zostały usunięte. Podstawy prawne: art. 5, 6, 12, 13 Ogólnego rozporządzenia o ochronie danych osobowych (RODO). Czytaj więcej
Dodano plik do wysłania
Budujemy Dom
11,90 zł tylko teraz!
Teraz za darmo!
Od teraz, dla wszystkich! Wystarczy, że się zalogujesz. A otrzymasz dostęp do wszystkich artykułów z papierowego Budujemy Dom! Całkowicie za darmo!
Dom Energooszczędny Vademecum 2020

Dom Energooszczędny Vademecum

ABC Budowania 2020

ABC Budowania

Jak budować bez błędów

Wnętrza 2021

Wnętrza

Nowoczesne, stylowe, piękne wnętrza - zasady, porady, inspiracje

Czas na Wnętrze maj 2021

Czas na Wnętrze

Magazyn wnętrzarski pełen inspiracji

Twój Dom Twój Styl 2019

Twój Dom Twój Styl

Poradnik shoppingowy

Budujemy Dom kwiecień 2021

Budujemy Dom

Czasopismo budowlane dla budujących dom i wykonawców

Dom Polski 2021

Dom Polski

Jak zbudować dom tańszy niż mieszkanie

Nowoczesne Instalacje 2021

Nowoczesne Instalacje