Bezdrátová řešení pro prostorovou regulaci
Proč ve společnosti Siemens investujeme významné zdroje do vývoje řídicích systémů budov a nových digitálních služeb právě pro budovy? Stavebnictví a provozování budov čelí environmentálním a udržitelným výzvám i populačním změnám. Z těchto důvodů přichází v oblasti udržitelného rozvoje řada legislativních požadavků, z nichž nejzásadnější je směrnice o energetické náročnosti budov EPBD.
Cílem této revidované směrnice EPBD IV (EU 2024/1275) je snížit emise do roku 2030 alespoň o 60 % ve srovnání s rokem 2015 a dosáhnout dekarbonizovaného fondu budov s nulovými emisemi do roku 2050. Členské státy mají na zavedení dva roky, tedy do roku 2026.
Na konkrétním znění v rámci ČR nyní pracují expertní skupiny pod vedením Ministerstva průmyslu a obchodu. Revidovaná směrnice navyšuje a zpřísňuje požadavky na budovy s cílem zvýšit tempo renovací stávajících budov, podpořit vyšší kvalitu vnitřního prostředí a digitalizovat energetické systémy.
Řada konkrétních opatření bude teprve definována, nicméně zjednodušeně lze prohlásit, že k uhlíkové neutralitě vedou dvě základní cesty:
- Snižování spotřeby energie, tedy dosažení maximální energetické účinnosti
- Zvyšování podílu obnovitelných zdrojů energie
Bod zdůrazňující zásadní vliv automatizace budov je pro nás klíčový, protože jsme se jako Siemens Smart Infrastructure Buildings zavázali, že budeme pracovat na produktech, řešeních a službách přispívajících k bezemisní a udržitelné budoucnosti právě v oblasti budov. Všechna témata související s EPBD IV velmi pečlivě sledujeme a reagujeme na ně.
Vzhledem k jasným očekáváním je čas připravit budovy tak, aby splňovaly přicházející předpisy vycházející z EPBD a aby zůstaly konkurenceschopné. Naše řešení jsou schopná pokrýt požadavky EPBD v nových i rekonstruovaných budovách, a to bez ohledu na jejich velikost.
Drátová řešení
Naší odpovědí na snižování energetické náročnosti budov je systém Desigo, vlajková loď společnosti Siemens v segmentu automatizace budov. Desigo a jeho vizualizační nadstavbu Desigo CC lze doplnit rozsáhlé portfolio digitálních služeb v rámci cloudové platformy Building X, jež se zaměřují na přehledné monitorování a ovládání portfolia budov a energetický management a udržitelná řešení.
Bezdrátová řešení
Jedním z nejvýraznějších efektů zavádění EPBD IV do praxe však bude vytvoření národního plánu renovace stávajících budov. S ohledem na nevyhnutelné renovace tak v posledních letech usilovně pracujeme na bezdrátových řešeních, která jsou vhodná právě pro rekonstrukce stávajících budov. U řady budov bude klíčovým požadavkem snadné a rychlé nasazení – zde je naším řešením Desigo Plug-and-Play-Automation pro menší a středně velké budovy, případně Wireless Room Solution, které je možné propojit s opravdu rozsáhlými systémy automatizace, měření a regulace.
Oba systémy používají stejné portfolio bezdrátových periferních přístrojů a liší se tím, na jakou komunikaci převádějí bezdrátový protokol KNX IoT/Thread a jakým způsobem pracují s daty bezdrátových přístrojů. Nejprve si představme protokol, kterým mezi sebou bezdrátové přístroje komunikují:
KNX
KNX (IoT & Classic) je otevřený a globální standard pro automatizaci budov. S komunikací KNX lze popsat a realizovat mnoho různých aplikací (zejména v komerčních budovách). Díky komunikaci KNX lze kombinovat a propojovat zařízení (čidla, akční členy, prostorové regulátory, světla atd.) mnoha různých výrobců. KNX zahrnuje HVAC, osvětlení, stínění a bezpečnostní aplikace.
KNX IoT
KNX IoT přebírá sémantiku a modely zařízení z KNX, ale je navržen pro moderní komunikaci IoT/IT na bázi IPv6 (např. přes Thread, WLAN, Ethernet). Přebírá tak výhody obou světů: aplikační know-how a interoperabilitu osvědčeného standardu KNX, stejně jako výhody moderních komunikací na bázi IP (zabezpečení, nativní integrace IT, agnostika transportní vrstvy).
Thread
Thread je otevřený standard pro bezdrátovou komunikaci poskytující řešení na bázi IPv6 pro spolehlivou, cenově efektivní, nízkoenergetickou, bezpečnou komunikaci mezi zařízeními a aplikační vrstvou. Je speciálně navržen pro chytrou domácnost a komerční aplikace, kde je požadována síť na bázi IP a ve stejné síti lze použít různé aplikační vrstvy. Pomocí technologie opravdové sítě je možné vybudovat vysoce spolehlivou samo opravnou síťovou infrastrukturu. Thread je sázkou na jistotu, – využívají jej přední technologické společnosti a dodavatelé automatizace budov po celém světě.
Bezdrátové přístroje
Bezdrátový pohon radiátorových ventilů
Slouží k automatickému řízení radiátorových ventilů. Montuje se místo běžných mechanických termostatických hlavic, obsahuje teplotní čidlo, LED displej a ovládací tlačítka s možností uzamčení. Řídicí algoritmus ovládá polohu regulační kuželky ventilu tak, aby bylo dosaženo požadované teploty v místnosti.
Bezdrátová prostorová čidla
Dodávají se ve třech provedeních s měřením teploty, teploty a relativní vlhkosti a teploty, relativní vlhkosti a koncentrace CO2. Vynikají přesností naměřených hodnot, velmi tenkým provedením a dlouhou životností baterií. Rozšiřují možnosti použití bezdrátových radiátorových pohonů.
Bezdrátová prostorová jednotka
Slouží k měření prostorové teploty a nastavení požadované hodnoty. Je vybavena dotykovým LED displejem, vyniká tenkým provedením a dlouhou životností baterií.
Rozšiřují možnosti použití bezdrátových radiátorových pohonů.
Opakovač signálu sítě Thread
Oba systémy, PPA i WRS, používají stejný opakovač signálu, který slouží k prodloužení dosahu bezdrátové komunikace. Zajišťuje tak spolehlivý provoz koncových přístrojů s funkcí samoopravné sítě.
Integrace bezdrátových přístrojů do nadřazených systémů
Wireless Room Solution (WRS)
Aby bylo možné s bezdrátovými přístroji pracovat, je třeba nejprve převést bezdrátovou komunikaci na protokol, se kterým pracují nadřazené systémy automatizace budov. V případě WRS se používá komunikační brána, která převádí bezdrátový KNX IoT/Thread na BACnet/IP. Tím se po Ethernetu připojíme například do systému Desigo, ale protože se jedná o standardizovaný protokol, je možná integrace i do řídicích systémů jiných výrobců.
Plug-and-Play-Automation (PPA)
Jedná se o ucelený systém regulace jednotlivých místností, který je navíc rozšířen o monitoring spotřeby energií, protože je k němu možné připojit také měřiče spotřeby tepla, chladu a elektroměry. Celý systém je koncipován tak, že se návrh a uvedení do provozu provádí z webového prohlížeče. Díky tomu je celý proces velmi rychlý, a protože není nutné žádné programování také cenově efektivní.
Plug-and-Play-Automation míří na projekty menších až středních budov jako jsou například školy, ordinace, obchody, kanceláře apod.
Aby mohl systém PPA pracovat s daty bezdrátových přístrojů, je nejprve potřeba převést pomocí Thread Border Routeru bezdrátovou komunikaci KNX IoT/Thread na KNX IoT přes Ethernet.
Kromě bezdrátových přístrojů umožňuje systém PPA připojit také prostorové termostaty s komunikací Modbus RTU, které mohou řídit různé aplikace – od radiátorového vytápění, stropní vytápění/chlazení až po fan-coilové jednotky.
Systém je vybaven také komunikací M-Bus, díky ní je možné připojit měřiče spotřeby tepla a chladu. Spolu s elektroměry s komunikací Modbus RTU tak lze sledovat a řídit spotřebu celé budovy nebo jejích částí.
Po komunikaci Modbus RTU je navíc možné připojit výstupní moduly s digitálními nebo spojitými výstupy pro řízení zdrojů tepla a chladu nebo pro ovládání oběhových čerpadel jednotlivých topných/chladicích okruhů.
Systém Plug-and-Play-Automation tak přináší velmi jednoduché a efektivní řešení pro provoz budovy se samostatnými časovými programy pro jednotlivé místnosti nebo zóny, monitoring spotřeby, řízení zdrojů tepla a chladu a vzdálenou správu budovy přes webový prohlížeč.
Systémy automatizovaného řízení budov, systémy řízení energetických systémů, systémy řízení kotelen a předávacích stanic CZT. Přístroje pro měřicí a regulační techniku, integrované systémy budov, konzultace, projekty, software, dodávky na klíč, projekty ...