Automatyczne sterowanie ogrzewaniem

Technologie stosowane w budynkach inteligentnych pozwalają nam znaleźć się w świecie znanym jeszcze do niedawna tylko z filmów science fiction. Dzięki nowoczesnym rozwiązaniom, dotykowe ekrany do zarządzania systemami kontrolno-pomiarowymi, układy reagujące na głos, ruch czy warunki pogodowe, a nawet nastrój, mogą zostać przeniesione ze szklanego ekranu do naszych domów. Jak zatem wysoki stopień komfortu i bezpieczeństwa użytkowania domu połączyć z efektywnością wykorzystania energii?

Idea budynku inteligentnego

Dzięki komponentom wchodzącym w skład systemu domu inteligentnego, pojęcie komfortu nabiera nowego wymiaru. Z drugiej strony, producenci różnych urządzeń wykorzystywanych w gospodarstwie domowym oferują zaawansowane układy sterujące, funkcjonalnie zbliżone do tych, jakie napotykamy w inteligentnym budownictwie. Czy zatem niesie ono coś wyjątkowego?

Odpowiedź na to pytanie jest prosta. Można zainwestować w rolety wyposażone w układ sterujący ich ustawieniem w zależności od pory dnia czy nasłonecznienia i temperatury w pomieszczeniach, nasz rekuperator może automatycznie dostosować moc wentylatorów do parametrów określających komfort cieplny, wiele innych urządzeń może pracować względnie automatycznie. Jednak tylko w budynku inteligentnym wszystkie te systemy zostaną efektywnie zintegrowane, dzięki czemu będą pracować w harmonii, a efektywność ich wykorzystania wzrośnie. Co więcej, serce układu będzie stanowić wówczas tylko jeden komputer, skutecznie nadzorujący wszystkie systemy, w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb domowników.

Panel sterowania oświetleniem©CATSTON

Wyobraźmy sobie sytuację, w której wracamy do domu po trudnym dniu. Już przed otwarciem drzwi wiemy, że po wejściu poczujemy przyjemne ciepło – inteligentny system odczytał naszą wiadomość SMS o tym, że już jesteśmy w drodze i automatycznie zwiększył temperaturę w pomieszczeniach, obniżoną w ciągu dnia dla oszczędności energii. Przekraczając próg, za pomocą jednego przycisku czy komendy głosowej, uruchamiamy odpowiedni zestaw ustawień inteligentnego domu: rozlega się relaksująca muzyka, a system ustawia barwę oświetlenia, kojącą zmęczone oczy. W tym samym czasie podłoga w łazience zostaje podgrzana, a z kuchni powoli zaczyna docierać zapach kawy, automatycznie zaparzonej w ekspresie. W nowoczesnym, inteligentnym domu to wszystko jest realne.

Możliwości inteligentnego budownictwa obecnie ogranicza tylko wyobraźnia konsumenta oraz budżet, którym dysponuje. Proponowane przez producentów opcje mogą zawierać tylko podstawowe funkcje albo dotyczyć niemal wszystkich aspektów funkcjonowania w mieszkaniu.

Sterowanie oświetleniem

Najpowszechniejszym i najczęściej opisywanym elementem inteligentnego budynku jest moduł umożliwiający sterowanie pracą zainstalowanych w domu źródeł światła. Podstawowe rozwiązanie obejmuje opcję włączania i wyłączania oświetlenia. Bardziej rozbudowane wersje umożliwiają tworzenie tzw. scen lub scenariuszy. Polega to na zaprogramowaniu kilku różnych wersji oświetlania poszczególnych pomieszczeń i powiązaniu tych ustawień z odpowiednimi nazwami. Przykładowo, możemy zaprogramować scenę „Przyjęcie”, której wybór spowoduje zapalenie świateł na podjeździe i w salonie wraz z dodatkowym oświetleniem, np. elementów dekoracyjnych pokoju. Włączenie innej sceny – „Sen” – spowoduje wygaszenie wszystkich świateł w mieszkaniu i pozostawi załączone punktowe źródła (np. diody), ułatwiające przejście do toalety.

Komfort cieplny

Oprócz oświetlenia, inteligentny dom może zadbać również o komfort cieplny mieszkańców. System nie tylko dostosuje temperatury w pomieszczeniach do pełnionych przez nie funkcji, ale także, po odpowiednim zaprogramowaniu, zredukuje ogrzewanie w czasie naszej nieobecności i ogrzeje dom tuż przed naszym powrotem. Dodatkowo, sterowanie pracą systemu grzewczego w inteligentnym budynku może opierać się na informacjach przekazywanych ze stacji pogodowej. Warto wspomnieć, iż mimo dotychczasowych problemów z integracją klimatyzacji z innymi systemami, obecnie za sprawą rozwiązań stosowanych w budownictwie inteligentnym także ten element może być sterowany w stopniu porównywalnym z ogrzewaniem.

Odzysk ciepła

Coraz większą popularność zyskują obecnie rekuperatory. Urządzenia te są bowiem efektywnym narzędziem obniżania energochłonności w budownictwie. W budynku inteligentnym wydajność rekuperacji może być sterowana w zależności od liczby osób w pomieszczeniach (np. na podstawie pomiaru stężenia dwutlenku węgla), pory dnia czy komend wydawanych przez domowników.

Systemy alarmowe

Inteligentny dom kontroluje także pracę systemów alarmowych, które mogą być automatycznie uruchamiane po wybraniu odpowiedniej opcji zdefiniowanej np. jako „Pusty dom”. Uaktywnienie takiego trybu może dodatkowo spowodować włączenie zaprogramowanych symulacji obecności mieszkańców, czyli zapalanie i gaszenie oświetlenia w pomieszczeniach, a nawet okresowe włączanie telewizora czy muzyki. Co ciekawe sama integracja sprzętu audio i wideo z systemem inteligentnego domu to jedno z prostszych zadań, które mogą być realizowane w inteligentnych budynkach.

Szczególnie w większych domach

Do rozwiązań, które są przydatne szczególnie w przypadku dużych posesji, należy sterowanie zamykaniem i otwieraniem bram, zasuwaniem rolet (także stopniem ich zasunięcia), a nawet zamykaniem okien czy pielęgnacją ogrodu – uruchamianie zraszaczy w zależności od danych pogodowych i preferencji użytkownika.

Należy pamiętać, iż najważniejszą cechą inteligentnego domu nie jest mnogość układów i urządzeń – najistotniejszy jest fakt, iż działanie systemu umożliwia zintegrowane wykorzystywanie jego możliwości. Wydając jedną komendę, możemy zasygnalizować, że będziemy teraz relaksować się przy ulubionym serialu, a komputer zgasi światło, zasunie rolety, podniesie o kilka stopni temperaturę w pokoju telewizyjnym, zamknie bramę i wyciszy dzwonek do drzwi. Wybór trybu „Wakacje” spowoduje kontrolę zamknięcia wszystkich okien, wyłączy lub ograniczy ogrzewanie, sprawdzi, czy nie pozostawiono podłączonych do sieci żadnych urządzeń elektrycznych i rozpocznie scenę symulacyjną, odstraszającą potencjalnego złodzieja.

Dom w kieszeni

Centrum dowodzenia w inteligentnym domu stanowi panel dotykowy z przyjaznym interfejsem oraz (opcjonalnie) bardziej rozbudowany komputer panelowy, usytuowany na stałe w wybranym miejscu. Łączność z budynkiem inteligentnym możemy nawiązać z niemal każdego miejsca na świecie i w dowolnym momencie. Producenci oferują aplikacje, umożliwiające kontrolę nad naszym domem przy użyciu iPoda czy iPada. Sterowanie może odbywać się także z komputera, a wydawanie prostych poleceń zrealizujemy przez wysłanie zwykłej wiadomości SMS na odpowiedni numer.

Jeden system – wiele profitów

Automatyka domowa ©SYNERGIA TECH POLSKA

Całkowicie nieuzasadniony jest pogląd, że najważniejsza korzyść związana z posiadaniem domu inteligentnego to prestiż. Oczywiście wygląd i funkcjonalność systemu z pewnością wzbudzi podziw gości, jednak inteligentne budownictwo daje o wiele więcej wymiernych korzyści.

Bez wątpienia na uwagę zasługuje wysoki poziom bezpieczeństwa, jaki „myślący” dom gwarantuje mieszkańcom. Kontrola stężenia gazów, alarm o załączonym urządzeniu (np. pozostawionym żelazku), monitoring online czy czujniki ruchu zintegrowane z bramką SMS, która zaraz po wykryciu zagrożenia, poinformuje nas o intruzie w domu – to tylko część udogodnień, pozwalających właścicielowi posesji spać spokojnie, nawet gdy przebywa z dala od swojego domu.

Nowoczesne budownictwo inteligentne gwarantuje także oszczędności. Obniżanie temperatury w pomieszczeniach podczas naszej nieobecności nawet o jeden stopień, może zmniejszyć koszt ogrzewania o kilka procent. System zadba także o to, by w przypadku zbyt niskiego nasłonecznienia, pompa naszego kolektora słonecznego została wyłączona. Dzięki temu unikniemy strat ciepła do otoczenia. Zostaniemy poinformowani o tym, że nad ciepłym grzejnikiem znajduje się otwarte okno.

Interesujący element stanowi oferowany przez niektórych producentów kontroler zużycia energii. Dzięki niemu na bieżąco możemy śledzić, jak praca danych urządzeń wpływa na bilans energetyczny naszego gospodarstwa domowego i korygować działanie nieefektywnie działającego sprzętu.

Realizacja krok po kroku

Sterowniki do automatyki domowej ©CATSTON

Zadowolenie z wyników realizacji założeń budynku inteligentnego odczujemy tylko w przypadku dokładnego zaplanowania wszystkich jego elementów. Niezwykle istotne jest wykonanie projektu systemu, którego struktura ściśle wiąże się z indywidualnymi preferencjami konkretnego użytkownika. Jeżeli dobrze nie przemyślimy naszych oczekiwań względem inteligentnego budynku możemy nie tylko wydłużyć czas wdrażania systemu, ale także zepsuć efekt końcowy.

Po wyborze interesujących nas funkcji, konsultacjach z projektantem i zatwierdzeniem projektu, można rozpocząć montaż. Na tym etapie ważne jest przemyślane rozmieszczanie i instalowanie komponentów – zapewni to odpowiedni poziom estetyki systemu, a także pozwoli na jego komfortowe użytkowanie i ewentualną rozbudowę. Po wykonaniu montażu producent zajmie się uruchomieniem instalacji. W tym czasie odpowiednie funkcje systemu zostaną zaprogramowane na komputerze sterującym. Co istotne, późniejsze zmiany struktury funkcjonalnej wgranego programu nie będą problemem.

Czy nas na to stać?

Zintegrowane systemy budynków inteligentnych wykorzystują nowoczesne technologie wielu firm, w związku z tym łączy się to często z kosztownymi inwestycjami. Należy jednak pamiętać, że w dużej mierze najdroższe są rozwiązania nietypowe, rzadziej spotykane. W praktyce, nasze mieszkanie może stać się inteligentne już za 6-10 tys. zł. Dodatkowo w przypadku prostych systemów koszt ten nie jest w dużym stopniu uzależniony od tego, czy dopiero prowadzimy prace budowlane czy tylko modernizujemy już wykorzystywane mieszkanie – do dyspozycji mamy bowiem układy bezprzewodowe.

Zastosowanie systemów inteligentnych w dużych domach wiąże się z większymi kosztami – ze względu na konieczność stosowania tych samych podzespołów wiele razy. Będzie to odczuwalne szczególnie w przypadku czujników, monitoringu i sterowników. Najdroższymi komponentami są elementy układu sterowania i kontroli: panel dotykowy, komputer panelowy (wydatek rzędu 5 tys. zł) oraz niektóre elementy wykonawcze (np. sterownik scen oświetlenia RGB) czy rozdzielnia (do 1 tys. zł).

Wraz rozwojem możliwości inteligentnych systemów, rozszerza się również gama profitów, związanych z ich stosowaniem. Wykorzystywanie rozwiązań budownictwa inteligentnego jest szczególnie zasadne w przypadku domów dużych, gdzie integracja działania różnych układów może przynieść relatywnie duże oszczędności, a zdalne sterowanie urządzeniami peryferyjnymi (bramy, oświetlenie zewnętrzne, zraszacze itp.) daje poczucie dużego komfortu.

Mateusz Szaubel
AGH Akademia Górniczo–Hutnicza
Wydział Energetyki i Paliw

Zdaniem eksperta

artykuł pochodzi z kwartalnika
Kreator Projekty wydanie 02/2013
więcej o kwartalniku czytaj na
Kreator Projekty.pl

Czy użytkownik inteligentnego systemu może swobodnie dokonywać zmian w ustawieniach?

Możliwości dostosowania działania inteligentnego systemu do oczekiwań użytkownika to jeden z wyznaczników, w myśl których rozwijają się współczesne systemy automatyki budynku. Większość systemów udostępnia użytkownikowi interfejs służący do zmian istotnych parametrów takich jak sceny czy programy czasowe. Koordynacją różnych ustawień, scen oraz charakterystyk ogrzewania zajmuje się zwykle jednostka centralna, a stosownych modyfikacji możemy dokonać z dowolnego panelu, przeglądarki internetowej lub urządzenia mobilnego. W nielicznych rozwiązaniach, np. urządzeniach systemu Catston, istnieje dodatkowo możliwość aktualizacji scen bez użycia jednostki centralnej, za pomocą zaprogramowanego przycisku (np. na włączniku wieloprzyciskowym). Dzięki temu funkcja ta jest dostępna nawet w mikroinstalacjach, które nie są wyposażone w jednostkę centralną. W starszych rozwiązaniach różnego typu systemów, zmiany istotnych ustawień wymagają pomocy instalatora. Zatem przy wyborze systemu warto sprawdzić dostępność tego typu funkcji dla użytkownika.

Jarosław Korycki
prezes zarządu Catston sp. z o.o.