Energeticky úsporná elektroinstalace s přístroji ABB i-bus KNX

Transkript

1 Petr König a Stanislav Korčián, Veletrh Amper 2011 Energeticky úsporná elektroinstalace s přístroji ABB i-bus KNX April 4, 2011 Slide 1

2 Program prezentace Principy systému KNX KNX z pohledu standardní elektroinstalace (zjednodušení) KNX z pohledu standardních řídících systémů (decentralizace) Úspory energií se systémovou elektroinstalací Ukázka systémové elektroinstalace a integrace subsystémů s vyuţitím předváděcích kufrů Souhrn a závěr (oblasti vyuţití) April 4, 2011 Slide 2

3 Systémová elektroinstalace KNX v budovách Jediný celosvětově normalizovaný systém pro společné řízení všech funkcí v budovách: ovládání osvětlení, provoz ţaluzií, markýz, rolet, ovládání domácích spotřebičů, regulace vytápění April 4, 2011 Slide 3

4 Systémová elektroinstalace KNX v budovách Umožňuje vazbu na systémy: zabezpečení objektu, poţární signalizace, ovládání automatických systémů budovy Nabízí i další funkce: vzdálené ovládání, vizualizace, ovládání libovolné funkce z libovolného místa v instalaci, vytváření světelných a jiných scén, protokolování funkcí, dálková signalizace April 4, 2011 Slide 4

5 Sdružení výrobců přístrojů pro systémové instalace April 4, 2011 Slide 5 Asociace KNX sdruţuje téměř 200 členských společností Přístroje podle jednotného standardu (certifikace) Moţnost kombinovat přístroje různých výrobců Společný nástroj pro parametrizaci instalace Moţnost pouţít široké portfolio konvenčních ovládacích prvků Technická podpora, školení, certifikační kurzy

6 Oblasti aplikace Obchodní centra Banky / Kanceláře Veřejné budovy / Muzea Hotely, restaurace Školy / Vzdělávací instituty Nemocnice / domovy důchodců Stadiony, sportovní zařízení Průmyslové areály Kostely Rezidenční zástavba Vily, luxusní byty April 4, 2011 Slide 6

7 Systémová elektroinstalace KNX v budovách Jak zvyšuje KNX komfort bydlení v budovách? Jedním tlačítkem lze spínat více svítidel, příp. všechna svítidla a další zařízení vč. vybraných zásuvek v rámci centrální funkce Zabezpečení vnějších žaluzií při silném větru Automatická regulace nastavení žaluzií pro odstínění Slunce v létě či naopak podpora akumulace tepla ze Slunce v zimě Zajistí, ţe svítit v místnosti se bude jen za přítomnosti člověka, příp. topit jen na udrţovací teplotu, a to ne při otevřeném okně Prostřednictvím SMS či Internetu lze ovládat budovu na dálku zapínat topení, saunu, zalévat trávník Lze naprogramovat simulování přítomnosti v budově při pobytu např. na dovolené Dokáţe odečítat spotřebu el. energie v různých částech budovy např. při jejich pronájmu jiným subjektům April 4, 2011 Slide 7

8 Principy instalace KNX ABB i-bus KNX není uzavřený systém, jedná se o přístroje dle standardu KNX pro ovládání / řízení libovolných funkcí v objektech Přístroje vyhovují mezinárodním elektrotechnických normám Jsou celosvětově normalizované pro společné řízení všech funkcí v budovách ABB i-bus KNX pracuje decentralizovaně a nevyţaduje PC ani ţádnou jinou speciální řídící jednotku Naprogramované funkce (program ETS) jsou uloženy v jednotlivých přístrojích (USx) umístěných na sběrnici TP krouceném páru (např. typu KSK 224) April 4, 2011 Slide 8

9 Typy přístrojů KNX April 4, 2011 Slide 9 Systémové přístroje: napájecí zdroje, datové sběrnice, komunikační rozhraní (USB, IP, RS-232), tlumivky, liniové spojky, oblastní spojky Ovládací prvky: tlačítkové ovládače, snímače povětrnosti (vítr, déšť, světlo, teplo atd.), termostaty, analogové a binární vstupy Akční členy: spínací, stmívací, pro řízení ţaluzií, akční členy topení. Lze si jej představit jako stykač, který nepotřebuje ovládací obvod, protoţe je řízen programově po sběrnici povely od ovládacích prvků, které jsou mu přiřazeny (programově) Řídící prvky (kontroléry): ovládací prvky a akční členy mohou být logicky propojeny řídícími prvky (logickými členy, logickými moduly, dotykovými tably apod.) pro zajištění vyšších počtů komplexních funkcí

10 Napojení přístrojů na sběrnici April 4, 2011 Slide 10

11 Standardní elektrická instalace vs. systémová instalace KNX Samostatný silový vodič/kabel pro přenos energie a pro kaţdý spínací příkaz pro kaţdé měření pro kaţdou zprávu pro kaţdý ovladač a regulátor April 4, 2011 Slide 11 Vedení, která nejsou nutná pro přenos energie, jsou nahrazena sdělovacím vedením sběrnicí Spínání přístrojů nezávisle na silovém vedení z libovolných míst, která lze měnit Funkce jsou programovatelné, mohou být řízeny ručně i automaticky, lze vytvářet logické vazby Provozní stavy lze zobrazit

12 Standardní elektrická instalace vs. systémová instalace KNX Co standardní instalace neumí: Logické funkce dovolující vzájemnou spolupráci při řízení jednotlivých činností Nepodporuje přídavné úspory energie na vytápění ani na osvětlování Nadstandardní funkce v libovolném rozsahu (časové scény,..) Další výhody inteligentní instalace: Zjednodušení silových elektrických rozvodů (sníţí se montáţní pracnost i potřeba vodičů, zmenší se riziko chybného zapojení během montáţe) o cca 40 % nižší spotřeba kabelů Snížení počtu přístrojů Při růstu poţadavků na vybavenost funkcemi narážíme v klasické instalaci na meze, které již neumožní další zvyšování komfortu, zatímco v instalaci systémové postačí jen přeprogramování způsobu komunikace, popř. doplnění jen o některé další přístroje April 4, 2011 Slide 12

13 KNX z pohledu standardních řídících systémů Výhody KNX prvků oproti MaR: Nahrazení samostatných systémů pro dílčí funkce, které spolu nemusí umět spolupracovat (osvětlení, ţaluzie, vytápění, atd.) = odstranění redundance prvků Široké portfolio přístrojů Decetralizace není potřeba řídící počítač / PLC Lze si představit jako prostředky polní instrumentace, které mezi sebou vzájemně komunikují, nepotřebují nadřazené řízení, jsou schopné pracovat bez něj na základě vlastní inteligence, kterou instalaci dodáme parametrizováním Redukce kabeláže, jednodušší instalace a projektování April 4, 2011 Slide 13

14 Decentralizace při rozmístění přístrojů v administrativních budovách, hotelích, domech Decentralizace při pouţití lokální řídící jednotky (Room Controler RC/A) April 4, 2011 Slide 14

15 Decentralizace při rozmístění přístrojů v administrativních budovách, hotelích, domech Decentralizace při pouţití kombinovaného přístroje Room Master RM/A April 4, 2011 Slide 15

16 Source: Zentralverband Elektrotechnik- und Elektroindustrie e.v. (ZVEI) Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX Odhaduje se, ţe jen cca 20 % primární energie je skutečně využito (světlo, teplo ) 40 % celkové spotřebované elektrické energie v budovách je vyuţito pro motorový pohon (topení, větrání, klimatizace) Z výzkumu Univerzity aplikovaných přírodních věd v Biberach vyplynuly značné moţnosti úspor energií při pouţití inteligentní oproti konvenční elektroinstalaci Percentage of reduced energy consumption (%) Zdroj: ZVEI (Association of the German Electrical Industry) study (2008). April 4, 2011 Slide 16

17 Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX Příčiny: Vyuţití kanceláří ne více neţ cca % v daném objektu ve stejné době Důvod: Flexibilní pracovní doba Interní jednání Externí jednání Sluţební cesty Obědy, pracovní přestávky Dovolené, náhradní volna Absence pracovníků z důvodu nemoci Plocha m 2 07:00 17:00 April 4, 2011 Slide 17

18 Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX Individuální nastavení topení/chlazení dle denní doby (úspory cca 10 % energie na topení a chlazení) příklad provozu v koupelně: 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 Individuální nastavení topení/chlazení dle přítomnosti osob (úspory cca 25 % energie na topení a chlazení), vnější teploty a dle otevření oken. 5,00 0,00 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 Kombinací všech úsporných opatření lze u chlazení dosáhnout úspor 50 % Snímač přítomnosti Busch-Watchdog Presence tech Dual Line KNX (6131/ ) April 4, 2011 Slide 18

19 Teplota 100 J 100 J 52 J Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX příklad topení v koupelně Koupelna je vyuţívána 7 dní v týdnu Teplota je nastavena mezi 6 a 8 ráno, a mezi 21 a 23 večer na 24 C, od 17 to 20 odpoledne na 20 C, jinak na 16 C 52 J 100 E 52 J 76 J April 4, 2011 Slide 19 00:00 06:00 08:00 17: :00 Čas během dne 52Jx16h=832Jh 76Jx5h=380Jh J = 1 jednotka spotřebované energie Bez časově závislého řízení teploty: Jh S časově závislým řízením teploty: Jh Úspory 37 % energie 100Jx3h=300Jh

20 Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX příklad topení v kancelářských prostorách April 4, 2011 Slide 20 Kancelářské prostory 100 m² předpokládaná spotřeba 100 kwh/ m²/rok celková spotřeba kwh/rok Při ceně 1,25 Kč/kWh plynu jsou náklady na energii Kč/rok Při pouţití časově závislého řízení teploty lze dosáhnout úspor min. 10 %, tj Kč/rok Investice do ABB i-bus KNX přístrojů: 1/40 Napájecí zdroj SV/S Kč 1/4 Elektronický spín. akční člen ES/S Kč 4 Elektrotep. ovlád. hlavice ventilu TSA/K Kč 1 Snímač teploty s regulátorem 6124/ Kč 1 Sběrnicová spojka 6120/ Kč ½ h Programování 250 Kč Návratnost investice: přibližně 8 let Kč

21 Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX Individuální nastavení žaluzií dle denní doby a intenzity slunečních paprsků (úspory cca 13 % energie na chlazení), dle přítomnosti osob a intenzity slunečních paprsků (úspory cca 13 % energie na svícení a 21 % na chlazení) Soumrakový spínač 3kanálový, řadový, vč. snímače: HS/S 3.1 Ţaluziový akční člen (JA/S ) Řídicí ţaluziová jednotka (JSB/S 1.1) April 4, 2011 Slide 21

22 Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX Individuální spínání osvětlení ve vazbě na denní dobu (úspory cca 10 % energie), na přítomnost člověka (úspory cca 20 % energie), na intenzitu venkovního světla a přítomnost člověka (úspory cca 40 % energie) nebo při nastavení konstantní úrovně osvětlení v kombinaci s detekcí přítomnosti člověka (úspory cca 50 % energie) Vypínání vybraných zásuvkových okruhů ve vazbě na denní dobu (PC, TV, DVD ) Řadová povětrnostní centrála (WZ/S 1.1) Kombinovaný snímač povětrnostních údajů (WES/A 2.1) Snímač přítomnosti Busch-Watchdog Presence tech Dual Line KNX (6131/ ) April 4, 2011 Slide 22

23 Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX příklad řízení osvětlení na konstantní úroveň Kancelářské prostory 100 m² s přibliţně W světelného výkonu (2 x 58 W ve 12 EVG W) 52 týdnů ročně 5 dnů v týdnu obsazeno 9 h denně: kwh (52 x 5 = 260 x 9 = h x 1,4 kw = kwh) Při ceně 1,85 Kč/kWh elektřiny jsou náklady na energii Kč/rok. Při řízení osvětlení na konstantní úroveň lze dosáhnout úspor aţ 30 %, tj Kč. Investice do ABB i-bus KNX přístrojů: 1/40 Napájecí zdroj SV/S Kč 1/4 Řadový regulátor osvětlení LR/S Kč 1 Zapuštěný snímač osvětlení LF/U Kč 1 Univerzální rozhraní US/U Kč ¾ h Programování 380 Kč Kč Návratnost investice: přibližně 3 roky. April 4, 2011 Slide 23

24 Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX Návratnost investice 1 10 let, úspory v řádu desítek procent Srovnání: U stavebních úprav (zateplení, výměny oken apod.) se návratnost ze sníţení energetické náročnosti pohybuje v rozsahu let, úspory energie jsou významnější neţ jen u systémové instalace Při modernizaci topného a chladícího systému je návratnost 5 15 let, úspory energie mohou být významnější neţ jen u systémové instalace April 4, 2011 Slide 24

25 Referenční projekty v České republice O2 aréna ČSOB Praha Česká pojišťovna Praha Trinity kancelářský komplex v Brně Nemocnice na Homolce Katastrální úřad Brno Letiště Praha Ruzyně Stovky rodinných domů April 4, 2011 Slide 25

26 Příklady úspor energií April 4, 2011 Slide 26

27 Příklady úspor energií April 4, 2011 Slide 27

28 Příklady úspor energií April 4, 2011 Slide 28

29 Kontakt Petr König ABB s.r.o., přístroje NN Heršpická Brno Tel.: April 4, 2011 Slide 29

30 April 4, 2011 Slide 30