Энергосбережение

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ «УМНЫЙ ДОМ» ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Автор: Трубаенко Родион Михайлович, КГБ ПОУ «КМК»

Руководитель: Стребков Вячеслав Владимирович

В данной работе рассматривается вопрос использования системы «умный дом» для энергосбережения жилых домов.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ – рассмотреть целесообразность применения устройств автоматизации системы «умный дом» для энергосбережения.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ – сравнить энергетические и экономические параметры использования централизованной и децентрализованной системы управления энергопотреблением.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ – система «умный дом»

ПРЕДМЕТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ – системы управления освещением, климатом и потребления воды .

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ – измерения, сравнение, анализ.

В Российской Федерации при проектировании инженерных систем зданий и сооружений вопросам энергосбережения уделяется большое внимание.

Понятие «умный дом» было сформулировано Институтом интеллектуального здания в Вашингтоне в 1970-х годах: «Здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства…»

Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем различных производителей в единый управляемый комплекс.

Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию в единую систему управления зданием следующих систем:

Систему отопления, вентиляции и кондиционирования

Охранно-пожарную сигнализацию, систему контроля доступа в помещения, контроль протечек воды, утечек газа

Систему видеонаблюдения

Сети связи (в том числе телефон и локальная сеть здания)

Систему освещения

Систему электропитания здания (АВР, промышленные ИБП, дизель-генераторы)

Механизацию здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т. п.)

Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум

Телеметрия — удалённое слежение за системами

IP-мониторинг объекта — удалённое управление системами по сети

GSM-мониторинг — удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон (в некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчеты по результатам выполнения действий).

На сегодняшний день технологии позволяют строить домашнюю автоматизацию покомпонентно — выбирать только те функции умного дома, которые действительно нужны. Модульная структура позволяет создавать системы не высокой стоимости, с гарантией 100 % использования.

Контроллер умного дома – это аппарат, который руководит всеми потребителями, приборами, а также высылает отчет хозяину о состоянии этих потребителей. Руководствуется датчиками температуры, воздуха, света для контроля систем освещения, обогрева, кондиционирования. Может быть запрограммирован на совершение различных действий с течением времени, по временному графику. Кроме автономного режима, с контроллером можно связаться через специальный интерфейс (компьютерную сеть, мобильный оператор или радиосеть), и управлять вручную приборами.

Модули расширения функциональности системы умный дом имеют самый разнообразный функционал, и, как правило, подключаются в общий или специальный разъем интерфейса. Они расширяют перечень функций контроллера, например, модуль голосовых сообщений дает возможность руководить системой по средствам звуковых (голосовых) команд. Также имеется возможность сделать так, чтобы система управления умный дом воспроизводила звуковые сообщения (приветствия, предупреждения, поздравления и др.) на динамики.

Управление электрическим освещением является, пожалуй самой тривиальной функцией системы управления «умный дом». Свет может включаться автоматически, если вы входите в помещение, и выключаться — когда выходите. Т.е. освещение в «умном» доме реагирует на ваше присутствие. Например, очень комфортно и удобно можно пройти по длинному темному коридору, в котором свет будет «следить» за вами — включаться перед вами, и выключаться сзади. Кстати, в данном случае можно говорить о функциях сбережения электроэнергии, т.к. освещение работает только в том случае, когда оно вам действительно нужно.

Нужно упомянуть об автоматическом включении и выключении света по освещенности, времени, восходу и заходу солнца в зависимости от координат местности. Еще в «умном» доме можно включить свет везде одной кнопкой и выключить свет во всем доме или коттедже, тоже можно одной кнопкой. Эта функция является очень комфортной, удобной и по-настоящему полезной — попробуйте обойдите и выключите свет во всех помещениях большого дома или коттеджа. На это могут уйти минуты драгоценного времени, что особенно актуально в том случае, когда вы куда-нибудь спешите.

Например, за счет устранения лишнего освещения путем выключения света и электроприборов, когда они не нужны в комнатах, покинутых хозяевами, удается сэкономить до 30% электроэнергии.

Управление климатом - функция системы «умный дом» достигается путем интеграции трех климатических систем — отопления, вентиляции и кондиционирования, т.е. эти инженерные системы функционируют как единое целое, обеспечивая комфортные режимы климат-контроля по помещениям.

На обогревающие элементы и узлы отопления установливают контроллеры, связанные с температурными датчиками внутри помещения.

Погодозависимый регулятор отопления – один из ключевых элементов для создания комфорта с помощью «умного дома». Внешний температурный датчик позволяет соотнести температуру снаружи помещения и внутреннюю, а затем по заданной кривой такого соотношения определить режим работы без вмешательства человека.

Для централизованного управления системы отопления удачным решением будет определить температурные зоны, задавая отдельные параметры отопления для каждой из них. Умный дом, отопление которого настроено подобным образом, будет обогревать сильнее жилые помещения, с меньшей активностью давать тепло гаражу, и следить за тем, чтобы не поднималась температура в погребе.

Автоматизация водоснабжения происходит посредством следующего оборудования:

Измерительные преобразователи, преобразующие поступающие сигналы в удобный формат.

Датчики, считывают информацию и передают ее главному контроллеру.

Главный контроллер, управляет процессом водоснабжения в доме, с помощью сигналов с датчиков.Модули ввода и вывода данных, они принимают информацию от датчиков, перерабатывают ее и передают контроллеру.

Исполнительный механизм, получает команду от контроллера и выполняет ее.

Автоматизация в Умном доме позволяет управлять системой водоснабжения, экономично распределять холодную и горячую воду. Автоматизированный полив газона, цветов, наполнение и подогрев бассейна и поддержание в них необходимой температуры - все это можно осуществить нажатием клавиши панели управления или смартфона. «Умный дом» позаботится о системе водоснабжения, соотнося текущие параметры с заданными.

Система управления энергосбережением – самая востребованная функция Умного дома. Благодаря Умному управлению оборудованием получается выгода в виде экономии на электроэнергии (30-38%), воде (15-25%), газе (20-35%). Таким образом - затраты на Умный дом окупаются в течение 1,5 – 2 лет, а в последствии экономят деньги на энергозатраты. Благодаря Системе энергосбережения увеличивается срок службы приборов (электролампы, нагреватели, котельное и вентиляционное оборудование, бытовые электроприборы). Задавая определенные параметры система не допустит несоответствующую работу разных систем ( например: включение освещения в дневное время на улице) Так же система следит за критическим состоянием оборудования и электросети, т.е. в случае перегрева, короткого замыкания или выхода из строя – выключает оборудование и сообщает об этом.

Литература

1. Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации».

2. СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585 -10 «Изменения и дополнения № 1 к санитарным правилам и нормам СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»»

3. Сидорин А.М. СОВРЕМЕННОЕ ЖИЛИЩЕ, ЧАСТЬ ВТОРАЯ: ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ДОСТУПНОГО И АДЕКВАТНОГО ЖИЛИЩА // Архитектура и строительство России. 2, 2008. С. 2-17.

4. Лапин Ю. АВТОНОМНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ДОМА // М.: Алгоритм, 2005. 416 с.

5. Роберт К. Элсенпитер, Тоби Дж.Велт. УМНЫЙ ДОМ СТРОИМ САМИ / Пер. с англ. – М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2005. – 384 с.