Petr König a Stanislav Korčián, Veletrh Amper 2011 Energeticky úsporná elektroinstalace s přístroji ABB i-bus KNX April 4, 2011 Slide 1
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
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
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
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
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
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
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
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
Napojení přístrojů na sběrnici April 4, 2011 Slide 10
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
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
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
Decentralizace při rozmístění přístrojů v administrativních budovách, hotelích, domech Decentralizace při pouţití lokální řídící jednotky (Room Controler RC/A) April 4, 2011 Slide 14
Decentralizace při rozmístění přístrojů v administrativních budovách, hotelích, domech Decentralizace při pouţití kombinovaného přístroje Room Master RM/A April 4, 2011 Slide 15
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
Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX Příčiny: Vyuţití kanceláří ne více neţ cca. 50 60 % 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 28.000m 2 07:00 17:00 April 4, 2011 Slide 17
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 (6131/11-24-500) April 4, 2011 Slide 18
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 22 23 24:00 Čas během dne 52Jx16h=832Jh 76Jx5h=380Jh J = 1 jednotka spotřebované energie Bez časově závislého řízení teploty: 2 400 Jh S časově závislým řízením teploty: 1 512 Jh Úspory 37 % energie 100Jx3h=300Jh
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 10 000 kwh/rok Při ceně 1,25 Kč/kWh plynu jsou náklady na energii 12 500 Kč/rok Při pouţití časově závislého řízení teploty lze dosáhnout úspor min. 10 %, tj. 1 250 Kč/rok Investice do ABB i-bus KNX přístrojů: 1/40 Napájecí zdroj SV/S 30.640.5 185 Kč 1/4 Elektronický spín. akční člen ES/S 4.1.2.1 1 370 Kč 4 Elektrotep. ovlád. hlavice ventilu TSA/K 230.1 2 940 Kč 1 Snímač teploty s regulátorem 6124/01-82-500 3 506 Kč 1 Sběrnicová spojka 6120/12-101-500 1 800 Kč ½ h Programování 250 Kč Návratnost investice: přibližně 8 let. -------------- 10 051 Kč
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 8.230.1) Řídicí ţaluziová jednotka (JSB/S 1.1) April 4, 2011 Slide 21
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 (6131/11-24-500) April 4, 2011 Slide 22
Úspory energií se systémovou elektroinstalací KNX příklad řízení osvětlení na konstantní úroveň Kancelářské prostory 100 m² s přibliţně 1 400 W světelného výkonu (2 x 58 W ve 12 EVG 1 392 W) 52 týdnů ročně 5 dnů v týdnu obsazeno 9 h denně: 3 276 kwh (52 x 5 = 260 x 9 = 2 340 h x 1,4 kw = 3 276 kwh) Při ceně 1,85 Kč/kWh elektřiny jsou náklady na energii 6 077 Kč/rok. Při řízení osvětlení na konstantní úroveň lze dosáhnout úspor aţ 30 %, tj. 1 823 Kč. Investice do ABB i-bus KNX přístrojů: 1/40 Napájecí zdroj SV/S 30.640.5 185 Kč 1/4 Řadový regulátor osvětlení LR/S 4.16.1 2 132 Kč 1 Zapuštěný snímač osvětlení LF/U 2.1 1 411 Kč 1 Univerzální rozhraní US/U 2.2 1 180 Kč ¾ h Programování 380 Kč ------------- 5 288 Kč Návratnost investice: přibližně 3 roky. April 4, 2011 Slide 23
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 10 40 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
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
Příklady úspor energií April 4, 2011 Slide 26
Příklady úspor energií April 4, 2011 Slide 27
Příklady úspor energií April 4, 2011 Slide 28
Kontakt Petr König ABB s.r.o., přístroje NN Heršpická 13 619 00 Brno Tel.: 543 145 430 E-mail: petr.koenig@cz.abb.com stanislav.korcian@cz.abb.com www.abb.cz/knx www.abb.com/energyefficiency www.knx.org April 4, 2011 Slide 29
April 4, 2011 Slide 30