Az épületautomatizálás szerepe egy épületek energia teljesítményének növelésében. EN szabvány módszerei és számításai

Átírás

1 Az épületautomatizálás szerepe egy épületek energia teljesítményének növelésében EN szabvány módszerei és számításai Előadó: Turbucz Gergely Elektro-Kamleithner Kft. 1

2 Miért kellett megalkotni ezt az új szabványt? Mi szabvány célja? Alternatív energiaforrások Függőség Kyoto 2

3 Tartalom Egyéb vonatkozó szabványok (Umbrella dokument prcen/tr 15615) Fogalmak, terminológia Hatékonysági osztályok (D,C,B,A) Minimum követelmények ismertetése. Felhasználói profilok Minta példa Eredmény 3

4 Fogalmak, terminológia Épületautomatizálási funkciók: effektív automatizálási rutinok Épületfelügyeleti funkciók:információ az energiamanagement felé Hatékonysági osztályok: (D,C,B,A) 4

5 Hatékonysági osztályok Rendszerbe integrált helyiség automatizálás, automatikus jelenlét érzékeléssel. Rendszeres karbantartás Energiamonitorozás Utólagos energia optimalizálás Integrált helyiségautomatizálás, automatikus jelenlét érzékelés nélkül. Energiamonitorozás Rendszerbe kötött épületautomatizálás, a primer létesítményekre. Nincs termosztát, a fűtőtesteken thermoszelepek vannak. Nincs energia monitorozás Nincs rendszerbe kötött épületautomatizálási funkció Nincs elektronikus helyiségautomatizálás Nincs energiamonitorozás 5

6 A számításhoz szükséges további szabványok Fűtés EN és EN Hűtés EN HMV EN Szellőztetés EN Világítás EN

7 Az automatizálás hatása egy épület energiateljesítményére 7

8 8

9 Kétféle eljárás 9

10 Hűtés-fűtés osztályai és követelmények Automatikus szabályzás Hűtés szabályozás Átadó felületek szabályzása Hatékonysági osztályok Lakóépület Nem lakóépület D C B A D C B A A szabályzó berendezés a hőátadó vagy a szobai berendezésre van szerelve. Az első esetben több helyiség is szabályozható 0 Nincs automatikus szabályozás 1 Központi automatikus szabályzás van. () Automatikus helyiség hőmérséklet szabályozás, thermo szelepek vagy elektronikus termosztátok által Helyiséghőmérséklet szabályozás, kommunikációval a termosztátok és az épületautomatizálási rendszer között. Integrált helyiséghőmérséklet szabályozás, kommunikációval a termosztátok és az épületautomatizálási rendszer között. Továbbá igénykövető szabályzással (helyiség foglaltság, levegő minőség) 10

11 Hűtés fűtés osztályai és követelmények 2. Hatékonysági osztályok Lakóépület Nem lakóépület D C B A D C B A Vízhőmérséklet szabályozás az elosztó hálózatban. (Előremenő, visszatérő) Hasonló funkció alkalmazható a közvetlen elektromos hálózati fűtés szabályzás esetén is. 0 Nincs automatikus szabályozás 1 Időjáráskövető szabályzás 2 Belsőhőmérséklet szabályozás 11

12 Szivattyúvezérlés követelményei Hatékonysági osztályok Keringetőszivattyú vezérlés A vezérelt szivattyú a hálózat különböző szintjein lehet telepítve. Lakóépület Nem lakóépület D C B A D C B A 0 Nincs automatikus szabályozás 1 Két pont (BE-KI kapcsolás) szabályzás 2 Szivattyú változtatható fordulatszám szabályzás állandó nyomáskülönbségre (konstans dp ) 3 Szivattyú változtatható fordulatszám szabályzás arányos nyomáskülönbségre A hőleadó és az szállító hálózat szabályozása időszakos üzemben. 0 Egy szabályzó berendezés több termet vagy zónát tud ugyanazon időbeosztás szerint vezérelni. 1 Nincs automatikus szabályozás 2 Automatikus szabályozás fix időprogram szerint 3 Automatikus szabályozás optimális ki- bekapcsolás szerint (jelenlét érzékelés, jelenlét gomb) 12

13 Retesz feltételek Reteszelés a FŰTÉS / HŰTÉS oldali, hő leadó vagy továbbító szabályozás között. Hatékonysági osztályok Lakóépület Nem lakóépület D C B A D C B A Egy szabályzó berendezés több termet vagy zónát tud ugyanazon időbeosztás szerint vezérelni. 0 Nincs reteszelés 1 Rész reteszelés (HLK- rendszertől függő) 2 Automatikus szabályozás optimális ki- bekapcsolás szerint (jelenlét érzékelés)teljes reteszelés A hő termelő szabályzása 0 Állandó hőmérséklet 1 Külső hőmérséklet függvényében változtatható előremenő vízhőmérséklet szabályozás 2 Hő elvétel függvényében történő előremenő vízhőmérsékletre szabályzás 13

14 Több hő termelő közötti üzem sorrend megállapításának prioritása. Hatékonysági osztályok Lakóépület Nem lakóépület D C B A D C B A Több hő termelő közötti üzem sorrend 0 A prioritás kizárólag a hőigény kielégítése alapján 1 Prioritás a hőigény és a hő termelő teljesítménye alapján. 2 Prioritás a hő termelő kihasználtsági foka lapaján. (további szabványok figyelembe veendőek.) 14

15 Szellőztetéssel szembeni követelmények Hatékonysági osztályok Lakóépület Nem lakóépület D C B A D C B A Automatikus szabályzás Szellőztetés és légminőség szabályozás Légmennyiség szabályzása a helyiségek szintjén 0 Nincs automatikus szabályozás 1 Kézi szabályozás 2 Időfüggő szabályozás 3 Jelenlét függő szabályozás 4 Igény szerinti szabályozás Légmennyiség szabályzása a légkezelő szintjén 0 Nincs automatikus szabályozás 1 Időfüggő 2-pont szabályzás (KI-/ Bekapcsolás) 2 Automatikus átfolyás vagy nyomás szabályzás nyomásvisszavétellel vagy anélkül. 15

16 Szellőztetéssel szembeni követelmények 2. Hatékonysági osztályok Lakóépület Nem lakóépület D C B A D C B A A hőátadók leolvasztási folyamatának szabályzása 0 Nincs szabályzás 2 Van szabályzás A hőátadók túlmelegedési elleni szabályzása 0 Nincs szabályzás 2 Van szabályzás Szabad mechanikai hűtés 0 Nincs hűtés 1 Éjszakai hűtés 2 Szabad hűtés 3 H, x követő hűtés 16

17 Szellőztetéssel szembeni követelmények 3. Hatékonysági osztályok Lakóépület Nem lakóépület D C B A D C B A 0 Nincs szabályzás Beszívott levegő hőmérséklet szabályzása 1 Állandó beállított érték 2 Változó beállított érték a külső levegő hőmérséklet függvényében. 2 Változó beállított érték a terhelés függvényében. 0 Nincs szabályzás Páratartalomra történő szabályzás 1 Prioritás a hőigény és a hőtermelő teljesítménye alapján. 2 Prioritás a hőtermelő kihasználtsági foka lapaján. (további szabványok figyelembe veendőek.) 17

18 Világításvezérléssel szembeni követelmények Hatékonysági osztályok Lakó épülte Nem lakóépület D C B A D C B A Automatikus szabályzás Világítás vezérlés A világíts megfelelő szabályzása 0 Kézileg működtetett Be/KI kapcsoló Kézileg működtetett Be/KI kapcsoló + kiegészítő automatikus lekapcsolási parancs Jelenlét érzékelés, automatikus bekapcsolás, fényerő szabályozás Jelenlét érzékelés, automatikus bekapcsolás/ automatikus kikapcsolás Jelenlét érzékelés, kézi bekapcsolás, fényerő szabályozás 4 Jelenlét érzékelés, kézi bekapcsolás/ automatikus kikapcsolás Beeső napfény figyelembevételére történő szabályzás 0 Kézi 1 Automatikus 18

19 Árnyékolástechnikával szembeni követelmények Hatékonysági osztályok Lakó épülte Nem lakóépület D C B A D C B A Automatikus szabályzás Árnyékolástechnika szabályozása 0 Kézi árnyékolás 1 Motoros árnyékolás kézi működtetéssel. 2 Motoros árnyékolás automatikus működtetéssel. 3 Kombinált szabályzása a világítás árnyékolás és HLK berendezésekkel együtt. (az előbbiekben megemlített módon) 19

20 Épületfelügyeleti funkciók Hatékonysági osztályok Lakó épülte Nem lakóépület D C B A D C B A Automatikus szabályzás Helyiségautomatizálás és épületfelügyelet 0 Sem helyiségautomatizálás, sem épületfelügyelet 1 2 Központi helyiség és épületautomatizálás a felhasználó igényei szerint, Pl. Időprogramok, beállított értékek. A helyiség és épületautomatizálás központi optimalizálása.pl: szabályzó berendezések összehangolása 0 nem 1 igen Technikai helyiség, és épület felügyelet Megállapítható ház és épülettechnikai berendezések hibái és támogatott ezen hibák kiderítése is. Információ közölhető az energiafogyasztásról a belsőhelyiségek feltételeiről és lehetséges ezen fogyasztási értékek és feltételek javítása. 0 nem 1 igen 20

21 Hatékonysági osztályok (D,C,B,A) 21

22 Megtakarítási potenciál a különböző épülettípusok esetében. Irodaház 22

23 Irodaház 23

24 Irodaház 24

25 Irodaház 25

26 Nem lakóépület típusok Hatékonysági tényezők Termikus Épületautomatizálási Hatékonysági tényezők D C B A Nem energia hatékony Alap Fejlett energiahaté konyság Kimagaslóan fejlett energia hatékonysá g Irodák 1,51 1 0,8 0,7 Előadótermek 1,24 1 0,75 0,5a Oktatási intézmények 1,2 1 0,88 0,8 Kórházak 1,31 1 0,91 0,86 Hotelek 1,31 1 0,85 0,68 Éttermek 1,23 1 0,77 0,68 Nagy és kiskereskedelmi épületek 1,56 1 0,73 0,6a További típusok Sport létesítmények Raktárak Ipari létesítmények stb. a:ezek az értékek erősen a szellőztetés hűtési és fűtési hőigényétől függenek. 26

27 Hatékonysági tényezők Termikus Épületautomatizálási Hatékonysági tényezők Lakóépület típusok D C B A Nem energia hatékony Alap Fejlett energiah atékonys ág Kimagaslóan fejlett energia hatékony ság Családi házak Kisebb társasházak Nagyobb társasházak 1,1 1 0,88 0,81 Egyéb lakóháza, vagy hasonló lakóházak 27

28 Nem lakóépület típusok Hatékonysági tényezők Elektromos Épületautomatizálási Hatékonysági tényezők D C B A Nem energia hatékony Alap Fejlett energiahaté konyság Kimagaslóan fejlett energia hatékonysá g Irodák 1,1 1 0,93 0,87 Előadótermek 1,06 1 0,94 0,89 Oktatási intézmények 1,07 1 0,93 0,86 Kórházak 1,05 1 0,98 0,96 Hotelek 1,07 1 0,95 0,9 Éttermek 1,04 1 0,96 0,92 Nagy és kiskereskedelmi épületek 1,08 1 0,95 0,91 További típusok Sport létesítmények Raktárak Ipari létesítmények stb. 28

29 Hatékonysági tényezők Elektromos Épületautomatizálási Hatékonysági tényezők Lakóépület típusok D C B A Nem energia hatékony Alap Fejlett energiah atékonys ág Kimagaslóan fejlett energia hatékony ság Családi házak Kisebb társasházak Nagyobb társasházak 1,08 1 0,93 0,92 Egyéb lakóháza, vagy hasonló lakóházak 29

30 Hatékonysági tényezők 30

31 Számítási példa egy irodaépületre 31

32 Számítási példa egy irodaépületre 32

33 Eredmény Miután az épület automatizálási funkciókkal lett felszerelve a C hatékonysági osztály helyett B hatékonysági osztálya sorolható. A EN15232 szabványban foglaltak szerint energia fogyasztás a következőképpen változott. Fűtési-energia 106 kwh / m2 133 helyett. 80 %-ra csökkentés. Hűtési-energia 102 kwh / m2 128 helyett 80 %-ra csökkentés. Elektromos energia 76 kwh / m2 81 helyett 93 %-ra csökkentés. Az energia hatékonyság-javulás által az egész épületben (5.600 m2) évente kwh energiát takarítottak meg. 33

34 MSZ EN Otthonok és épületek elektronikus rendszerei Rendszeráttekintés, általános műszaki követelmények, architektúra Készítette: Koleszár Tamás Elektro Kamleithner Kft. 34

35 és Otthonok és épületek SELV és PELV-en alapuló elektronikus rendszereire vonatkozik. Eszközökre vonatkozó kritériumok Rendszer-architektúra Kommunikációs előírások Felhasználási területek Rendszer menedzsment: Távoli és idegen rendszerek Alkalmazások között kapcsolatok Csoportosítások Hozzáférések 35

36 Átviteli médiumok Csavart érpár Koax kábel Optikai kábel IR - Infravörös PowerLine 230V-os hálózatra ültetve Rádió frekvenciás 868 Mhz 36

37 Topológia Csavart érpár védőköpennyel J-Y(St)Y 2x2x0,8 2,5 kv; 50 Hz / 5 perc 4 kv; 50 Hz / 1 perc Fa, Csillag, soros vagy un. Busz Hurok nem ajánlott 230V mellett húzható Buszsorkapoccsal köthető (gyorscsatlakozó) 37

38 Szabvány által támasztott követelmények SELV vagy PELV energia ellátás Az energiaellátás és a kommunikáció ugyanazon az érpáron A buszrésztvevők maximális áramfelvétele 10mA Az energiaellátás rendelkezzen zárlatvédelemmel és túláramvédelemmel Eszközök névleges feszültségre szigeteltek; Amennyiben az eszköz SELV/PELV áramkörökön kívül 230V-os áramkört is tartalmaz kettős szigetelés Üzemszerűen bővíthető Egy távirattal több készülékre is lehessen hatni A rendszer felépítése elosztott legyen! 38

39 Környezeti feltételek Általános üzemi környezet: Belső terekben: +5 C C Klímavizsgálat: +70 C; 16 óra szárazmeleg után - 25 C; 16 óra hideg után Lökésvizsgálat 15g, 3 lökés mind három tengely irányában Rázásvizsgálat: 10Hz 150Hz 10 cikluson keresztül 39

40 Elektromágneses összeférhetőség követelményei A teljesítőképességi kritérium: Nincsenek átviteli hibák Nem hiba, ha az információ hibajavítással, távirat-ismétléssel helyesen kerül átvitelre B teljesítőképességi kritérium: Átvitel hibák megengedettek A berendezés a vizsgálat után folytatni képes a tervezett működést! 40

41 Elektromágneses összeférhetőség követelményei Az eszköz az összes külső interfészével együtt feleljen meg a következőknek: Jelenség: Vizsgálati szint Teljesítőkép. Krit. Burst - Gyors tranziensek 0,5 kv A 1 kv B Tranziensek (feszültséglökések) Vezeték-föld 2 kv B Vezeték-vezeték-aszimmetrikus átvitel 1 kv B Rádiófrekvenciás feszültség 3V A 10V B Burkolatok Jelenség: Vizsgálati szint Teljesítőkép. Krit. Elektrosztatikus kisülés - ESD - Érintkezéses kisülés 6 kv B - Légkisülés 8 kv B Rádiófrekvenciás feszültség 3V/m A 10V/m B 41

42 Megbízhatóság Ha a hálózat valamely résztvevője, vagy a hálózat bármely része meghibásodik, az eszközök legalább minimális működésminőséget garantáljanak. Az eszközökben zárlatvédelem legyen. A busz működése alatt legyen csatlakoztatható kiegészítő busz és/vagy eszköz. A kommunikációs protokoll viselje el e feltételt. Energiakimaradás esetén semelyik eszköz nem sérülhet Energiakimaradás esetén a rendszer egyik részében történő leállás ne csökkentse jelentősen a szolgáltatás minőségét a hálózat másik részében. Energia visszatérés esetén az eszközök biztonsággal automatikusan újrainduljanak. Energia visszatérés esetén az eszközök viselkedése egyenként beállítható legyen. 42

43 Rendszer követelmények Távoli és idegen rendszerek Gateway-ek távoli rendszer-részekhez és más rendszerekhez Alkalmazások közötti kapcsolatok Különböző alkalmazások egymásra hatása Csoportosítások Alkalmazás, eszköz-típus, funkció vagy akár terület szerint Hozzáférések Felhasználók szerint Csatlakozás típusa szerint Vezetékes direkt USB, RS232 Vezetékes távoli Nyilvános hálózatok, pl.: Internet Vezeték nélküli IR, RF Vezetékes kapcsolt Nyilvános telefonhálózat Egyéb speciális 43

44 Telepítés Tipikusan belső terekben, kisfeszültségű környezetben: Családi házakban Társasházakban Irodákban, irodaházakban Csarnokokban, reptereken Kórházakban Szállodákban Extrém helyek: daruk, hidak, hajók, stb. 44

45 Köszönjük a figyelmet! 45