DynaTemp - inteligentny system sterowania ogrzewaniem

I
nstalacje c.o. i cw
Artykuł sponsorowany
Oszczędności w zużyciu energii
uzyskane w budynku szpitalnym dzięki wdrożeniu
inteligentnego systemu sterowania ogrzewaniem
Economy energy consumption in hospital building obtained
by implementation of intelligent heating control system
Więcej niż 40 % wytworzonej energii
podstawowej zużywanej jest w budynkach. Główna część tego zużycia przypada na oświetlenie i ogrzewanie. Bez jego
ograniczenia trudno mówić o istotnym
zmniejszeniu obciążenia środowiska naturalnego związanego z procesem wytwarzania energii. Jej wysokie ceny dodatkowo ponaglają do działań zmierzających
do redukcji zużycia. Zdrowy rozsądek
znajduje ostatnio wsparcie w uregulowaniach prawnych, takich jak np. konieczność wykonania audytu energetycznego
jako warunku przystąpienia do remontu
określonego typu budynków, czy wprowadzenie z dniem 1 stycznia 2009 obowiązku sporządzania i posiadania świadectw
charakterystyki energetycznej budynków.
Bez wątpienia przepisy te są dodatkowym
bodźcem dla wszystkich właścicieli i administratorów dużych budynków i skłonią ich
do podjęcia decyzji o modernizacji instalacji pod kątem obniżenia zużycia energii.
Klimat polityczny wokół tego tematu
pozwala przypuszczać, że w nieodległej
przyszłości uregulowania prawne będą
zmierzać w kierunku objęcia podobnymi
działaniami wszystkich budynków.
Budynek szpitalny
– diagnoza
W budynkach użyteczności publicznej
ludzie zachowują się w sposób zdecydowanie odmienny od przyjętego we własnych domach. Zmuszeni do zapłaty
wysokiego rachunku za energię zużytą do
ogrzania własnego domu dość szybko
kształtują w sobie motywację do zachowań prooszczędnościowych i – jako skutek
uboczny lub w pełni świadomie – proekologicznych. Ta świadomość ulatnia się
gdzieś, niestety, po opuszczeniu własnych
progów. Z obserwacji użytkowników biur,
hoteli, szkół czy innych budynków użyteczności publicznej wyłania się obraz zdecydowanie pesymistyczny. Grzejniki grzeją
16
pełną mocą przez 24 godziny na dobę i 7
dni w tygodniu, często przy otwartym (!)
oknie. Szczególnie goście hotelowi zachowują się w sposób, jaki rzadko praktykują
u siebie – śpią przy otwartym oknie i przy
„odkręconym do oporu” grzejniku. Podobne sytuacje miały często miejsce w szpitalu
opisanym w tym artykule.
nych. Dlatego z góry wykluczono – ze
względu na konieczność pracochłonnego
okablowania i względnie wysokich kosztów konserwacji – użycie konwencjonalnej
techniki regulacyjnej. Rozbudowane okablowanie i konserwacja mocno podnoszą
koszty inwestycyjne i w znacznym stopniu
zmniejszają efektywność modernizacji.
Szpital przyjmuje pacjentów z całych
Niemiec i specjalizuje się w leczeniu schorzeń neurologicznych, psychicznych oraz
ortopedycznych. Koszty ogrzewania stanowiły około 2% całkowitych kosztów
utrzymania budynków wykorzystywanych
przez szpital i stanowiły na tyle znaczącą
pozycję w budżecie, że nawet niewielka
ich redukcja wskazywała na opłacalność
działań modernizacyjnych. Dyrektor szpitala zwracał szczególną uwagę na straty
ciepła związane z niekontrolowanym wietrzeniem pomieszczeń przy działających
z pełną mocą grzejnikach. Możliwość
sporych oszczędności energii poprzez eliminację tych strat wydawała się oczywista.
Zarząd szpitala dał jednak jednocześnie
do zrozumienia, że zaakceptuje tylko takie
rozwiązania techniczne, które nie będą
wymagały dużych nakładów inwestycyj-
Technologia radiowa
– rozwiązanie inteligentne
10/2009
Firma EnOcean oferuje technologię
transmisji radiowej o niewielkim zasięgu,
nie wymagającej stosowania baterii ani
zewnętrznego zasilacza. W jej skład
wchodzą między innymi proste przełączniki ON/OFF oraz czujniki oświetlenia
i temperatury, wykorzystywane w systemach alarmowych i telemetrii inteligentnych budynków. Są to bezobsługowe
moduły, proste w instalacji, nie wymagające okablowania ani zewnętrznego źródła zasilającego. Przełączniki radiowe
EnOcean generują pole elektromagnetyczne o 100-krotnie mniejszym natężeniu od
typowych nadajników wykorzystywanych
w podobnych aplikacjach i o 10 tys. razy
mniejszym natężeniu od nadajników tele-
www.informacjainstal.com.pl
DynaTemp 100/16 odbiera sygnały radiowe z 16 pokoi szpitalnych (takie usytuowanie jest najlepsze ze względu na zasięg
sygnału radiowego). Specjalny przyrząd
pomiarowy EPM 100 umożliwia pomiar
zasięgu sygnału generowanego przez
styki okienne i pozwala na znalezienie
najlepszej lokalizacji dla odbiornika radiowego zintegrowanego w routerze DynaTemp. Czynności związane z pomiarem
nych z przypisanymi im grzejnikami.
Adresowanie sensorów radiowych odbywa się w architekturze 32-bitowej. Po
wprowadzeniu systemu w tryb „samouczenia” (lernmodus) i mechanicznego
pobudzenia sensora okiennego następuje jego odpowiednie przyporządkowanie. Pierwsze uruchomienie jest jednocześnie okazją do przetestowania prawidłowości działania systemu i wszystkich
jego składników.
Instalacje c.o. i cw
fonii komórkowej. Energia potrzebna do
zaistnienia transmisji radiowej jest pobierana bezpośrednio z procesów fizycznych:
naciśnięcia przycisku, wibracji, ruchu,
temperatury czy strumienia światła.
W opisywanym szpitalu zdecydowano
się na rozwiązanie techniczne wykorzystu-
Efekty
jące technologię EnOcean do uzyskania
funkcji wyłączającej grzejnik centralnego
ogrzewania po otwarciu okna w pomieszczeniu, w którym dany grzejnik się znajduje. Sygnał otwarcia generowany jest
przez styk okienny EnOcean STM 250,
skomunikowany bezkablowo z routerem
Oventrop DynaTemp 100/16. Ze względu na konieczność przesyłu prądu połączenia routera z elementem wykonawczym (zaworem grzejnikowym) wykonane
są z kabla elektrycznego. System zamyka dopływ ciepła do grzejnika po otwarciu okna. Po zamknięciu okna grzejnik
wraca do normalnej pracy. Zamiast styków EnOcean można stosować alternatywnie specjalne klamki wykorzystujące
technologię EnOcean. Energia konieczna
do wygenerowania sygnału radiowego
powstaje w momencie obracania klamki.
Zastosowanie praktyczne
Szpital w Mueritz zastosował opisaną
technologię jako pierwszy w Niemczech.
Centralnie usytuowany router Oventrop
nie wymagają specjalnych umiejętności
a ich rezultat pozwala na montaż systemu
bez ryzyka „niewidoczności” któregokolwiek z elementów. Dla pokonania dalszych
odległości lub w razie stwierdzenia nadmiernego tłumienia (np. przy grubych
ścianach betonowych) można użyć wtórnika (wzmacniacza) sygnału. Styki okienne
EnOcean zasilane solarnie można nakleić
na ramie okiennej. Równie łatwe jest okablowanie zaworów termostatycznych
zamontowanych na grzejnikach. Włączenie routera Oventrop DynaTemp do sieci
komputerowej umożliwia zdalne monitorowanie i sterowanie pracą systemu.
Ostatnią czynnością montażową jest
logiczne skomunikowanie styków okien-
Dyrektor szpitala przeprowadził
porównanie zużycia energii w części szpitala przed i po wyposażeniu go w system
DynaTemp wykorzystujący styki okienne
w technologii EnOcean. W wyniku wprowadzenia systemu uzyskano roczne
oszczędności w zużyciu energii na poziomie 800 kWh dla jednego pomieszczenia.
Efekt ten odpowiada zmniejszeniu rocznego zużycia oleju opałowego o 100 litrów
(ok. 70,-€) i emisji CO2 o 270 kg.
Dzięki użyciu technologii radiowej system zamontowany został minimalnym
nakładem inwestycyjnym a pacjenci mogli
wrócić do poszczególnych pomieszczeń
po stosunkowo krótkim okresie czasu.
Oczekiwany czas zwrotu nakładów inwestycyjnych wyniesie prawdopodobnie
mniej niż 3 lata. Podobne systemy wprowadziło w międzyczasie wiele innych
szpitali w Niemczech.
Zastosowanie technologii radiowej
EnOcean w sensorach okiennych przyczyniło się nie tylko do zmniejszenia zużycia
energii i emisji gazów cieplarnianych.
System nie wymaga zasilania i nie generuje problemów związanych z utylizacją
starych, zużytych baterii. Jego zastosowanie nie ogranicza się do rozwiązań opisanych powyżej, lecz dotyczyć może wielu
innych elementów składających się na tzw.
automatykę sterującą (BMS) budynku.
Technologia może być kluczem do budowy
systemów zarządzających w przyszłości
tzw. budynkiem inteligentnym.
OVENTROP Sp. z o.o.
ul. Polna 36 B, 05-082 Stare Babice
tel. (22) 722 96 42 • fax. (22) 722 96 41
e-mail: [email protected] • www.oventrop.pl
www.informacjainstal.com.pl
10/2009
17