Дом с интеллектом. Современные элементы управления инженерными системами

Современные элементы управления инженерными системами

Сегодня квартиры и коттеджи представляют собой сложный комплекс инженерных систем и всевозможного оборудования, требующий квалифицированной эксплуатации. Но вовсе не обязательно нанимать специалистов обслуживающих организаций, в наши дни управление жилищем можно полностью доверить интеллектуальным устройствам. «Умный дом» снимет со своих обитателей заботы по обеспечению безопасности, управлению энергоснабжением, отоплением, вентиляцией и кондиционированием. Благодаря современным техническим решениям каждая система работает согласованно с внешними условиями, в оптимальном режиме, экономя время и деньги. Такое жильё избавлено от непрошенных гостей, негативных последствий аварий, нерациональной траты энергоресурсов, а о любом происшествии владелец узнает благодаря дистанционному оповещению.

Что скрывает «Умный дом»?

Американский писатель Рэй Брэдбери ещё в 1950 году во всех подробностях расписал концепцию «Умного дома» в своём рассказе «Будет ласковый дождь», а сегодня идеи фантаста стали реальностью.

Самым известным интеллектуальным жильём была и остаётся вилла Билла Гейтса, где при входе каждый гость получает специальный электронный идентификатор в виде значка, обеспечивающий подключение ко всем информационным службам здания. С его помощью датчики определяют местоположение посетителя. Человека, передвигающегося по дому, сопровождают выбранные им видеопрограммы и музыка, а вечером и ночью – световая волна, образованная автоматически зажигающимися и гаснущими светильниками.

Тенденции Запада постепенно охватывают и нашу страну. «Популярность современных элементов управления инженерными системами дома ежегодно растёт, – утверждает Константин Матвиенко, руководитель отдела продаж компании «HMPS Home», интегратора и поставщика оборудования для создания проектов «Умного дома». – Если буквально 2-3 года назад заказы на автоматизацию частной жилой недвижимости были единичными, то за 2012 год нами разработано более 50 проектов. Скорее всего, эта цифра будет расти».

Но пока системы интеллектуального управления зданием не слишком распространены, поэтому многие владельцы недвижимости даже не представляют, какие возможности предоставляет современный уровень развития этой технологии.

Под «Умным домом» следует понимать жильё, автоматизированное для удобства и комфорта людей при помощи высокотехнологичных устройств. Такая система умеет распознавать конкретные ситуации, происходящие в помещении, и автоматически на них реагировать, причём все элементы управления связаны друг с другом и работают в едином комплексе. У жильцов интеллектуального дома нет необходимости пользоваться десятками выключателей или пультов для управления освещением, вентиляцией и кондиционированием.

Достаточно один раз выбрать сценарий, в соответствии с которым будет построена работа всего оборудования. Жильё будет реагировать на время суток, погоду, положение человека в помещении, освещённость, температуру, тем самым обеспечивая комфорт для всей семьи.

Одним из самых популярных способов реализации концепции интеллектуального здания является технология KNX. Суть её работы заключается в том, что подключённые к сети абоненты (устройства) могут обмениваться информацией через общий информационный  канал (по-другому – шина).

«Сегодня KNX – это открытый мировой стандарт, который поддерживают более 300 производителей по всему миру. Эта технология представляет собой логическое развитие требований к инженерным системам зданий, – считает Динар Шарифуллин, инженер по группе изделий ABB i-bus KNX компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и решений для электроэнергетики и автоматизации. – На её основе была создана интеллектуальная инсталляционная система ABB i-bus KNX, важной особенностью которой является полная взаимосвязь всех элементов, входящих в эту линейку продукции. На практике это означает, что, не пересматривая общий план и не перекладывая проводку заново, можно вносить изменения и расширять систему. Таким образом, модифицировать интеллектуальную сеть можно спустя годы».

Для того чтобы превратить обычный дом в интеллектуальный, в соответствии с технологией KNX потребуются следующие элементы:

- Сенсоры (датчики и элементы управления) – настенные панели и выключатели, датчики физических величин (температуры, влажности и др.), терморегуляторы, датчики движения и присутствия, таймеры. Они отвечают за регистрацию тех или иных внешних событий, наступление которых должно вызвать определённую ответную реакцию системы. Например, датчик фиксирует повышение температуры и посылает по сети управляющую команду на включение кондиционера;

- Исполнительные устройства (их ещё называют активаторами) – световые регуляторы (диммеры), релейные модули, элементы управления жалюзи, радиаторами отопления и др. Они меняют своё состояние (включено/выключено, открыто/закрыто) в соответствии с командами, поступающими от сенсоров, управляя тем самым различным электрооборудованием;

- Системные устройства – блоки питания, контроллеры, интерфейсные и логические модули, шинные соединения и др. Они устанавливаются в отдельном электрическом шкафу и обеспечивают возможность построения и работоспособность сети KNX в целом.

 

Рисунок 1. Сравнение традиционной системы управления и интеллектуального решения на базе технологии KNX.

Нажми на кнопку – получишь результат

Одним из главных преимуществ системы «Умный дом» является централизованное управление всеми инженерными системами. В качестве «пульта» для дома может выступать клавишная панель, напоминающая по виду выключатель. «Каждая клавиша отвечает за управление каким-либо прибором, оборудованием (или целой группой) либо активирует последовательность необходимых действий.

Есть разработки (например, панель управления Busch-PriOn), которые дополнительно могут оснащаться TFT-дисплеем 3,5” и поворотным элементом управления. Первый отображает всю текущую информацию о запущенных  программах, выполняемых в доме, а поворотом регулятора легко выбрать необходимые функции в меню. С его помощью можно настраивать разные системы – освещения, жалюзи, климат-контроля, мультимедиа. Пользовательский интерфейс меню очень прост и понятен даже ребёнку, кроме того каждый функциональный раздел имеет свой цвет, несущий смысловую нагрузку. Жёлтый, как солнце – управление освещением; оранжевый, как пламя – контроль температуры; синий, как небо – режим жалюзи; пурпурный – для других сценариев, например, включения музыки», – рассказывает Динар Шарифуллин.

Панели управления становятся неотъемлемой частью интерьера, а иногда и ключевым элементом, привносящим в обстановку дух высоких технологий. «Часто предпочтения отдаются изделиям с лаконичным дизайном, выполненным в «классическом» цвете – чёрном или белом, но порой клиент хочет видеть необычные колористические решения, при этом разные для каждой комнаты. Надо отметить, что палитры современных производителей помогают реализовать даже самые неожиданные пожелания. Например, выбрать устройство, выполненное из материалов, имитирующих стекло или драгоценные камни», – рассказывает Юлия Гамидова, дизайнер студии «Мирабель».

Клавишные элементы подбираются исходя из задач, которые будет выполнять система «Умного дома». «Домашнюю автоматику можно строить покомпонентно – выбирать только те функции, которые действительно нужны. Например, объединить систему кондиционирования и отопления или скомбинировать освещение и подъём/опускание жалюзи. Соответственно, в первом случае можно поставить терморегулятор и одноклавишный элемент, при помощи которого можно будет подавать сигнал на отопительный или охлаждающий прибор. А во втором – датчик освещённости и как минимум две клавиши для управления, одна «отвечает» за искусственное освещение, а вторая – за естественное», – поясняет Ольга Евсеева, инженер компании «Страта-Юнити», предлагающей инновационные технологические решения для дома и бизнеса.

Рисунок 2. Модульные элементы системы Busch-PriOn.

 

Рисунок 3. Внешний вид системы управления помещением Busch-PriOn.

Целесообразно включать в систему «Умного дома» те устройства, которыми чаще всего приходится управлять: светильники, приборы климат-контроля, мультимедийную технику и др.

Умный дом. Микроклимат

Комфортный микроклимат в помещении – это сбалансированное соотношение температуры и влажности воздуха. Технические средства, с помощью которых можно этого достичь, сегодня широко доступны, а задача «Умного дома» – синхронизировать их работу и в каждом конкретном случае выбирать оптимальный сценарий включения/выключения устройств.

Например, повышение температуры  можно обеспечить при помощи радиаторов, электрических обогревателей и даже кондиционеров. «Сегодня сплит-системы работают не только на охлаждение воздуха, но и на обогрев, – делает акцент Владимир Мурашко, генеральный директор компании «Евроклимат-Регион». – Существуют модели, которые эффективно обогревают зимой. Например, кондиционеры GREE серии Change Arctic, которые благодаря конструктивным решениям способны работать в режиме обогрева воздуха при температурах до -250С». При таком разнообразии интеллектуальная система поможет выбрать наиболее эффективный и экономичный вариант.

При включении кондиционера (одного или нескольких) в «Умный дом» управление будет происходить автоматически, без вмешательства человека. Например, можно настроить сценарий, по которому в жаркое время года сплит-система будет включаться автоматически, при достижении температурой окружающего воздуха определённой величины, или начинать цикл охлаждения, например, за 15 минут до возвращения жильцов с работы.

Для того чтобы добиться такой автоматизированности, не понадобится отдельного пульта, кондиционер будет подключён к центру управления всеми инженерными системами дома.

Аналогичный сценарий можно задать и для работы техники в других системах климат-контроля: например, при индивидуальном теплоснабжении. Зимой отопительный котёл будет работать не целый день, а циклами, что позволит значительно сэкономить на оплате коммунальных услуг. «Комнатный терморегулятор постоянно измеряет окружающую температуру воздуха и сравнивает её с комфортной уставкой, которую выставил пользователь, а далее подаёт управляющий сигнал на включение/выключение охлаждающего/отопительного прибора. Система Busch-PriOn позволяет создать для каждой комнаты индивидуальную схему обогрева. Достаточно один раз внести необходимые параметры в память устройства, и  температура будет регулироваться автоматически», – поясняет Динар Шарифуллин.

Умный дом. Освещение

Есть много способов включить освещение в комнате, самый простой из них – нажать выключатель. Но часто для создания особой атмосферы требуется несколько источников света и, соответственно, целый ряд выключателей. При этом необходимо не только найти достаточно места для установки элементов, но и органично «вписать» их в интерьер комнаты. 

Панель управления системой «Умный дом» с лёгкостью решает задачу создания различных световых сцен, так как в одном элегантном модульном элементе сочетает несколько программируемых выключателей и необходимых датчиков. Автоматическое регулирование освещения происходит следующим образом: человек при помощи меню создаёт необходимый ему сценарий, в соответствии с которым, например, при наступлении сумерек датчики освещённости и присутствия, установленные в комнате, подают сигнал на включение люстр и светильников. Достаточно один раз внести эту программу в память устройства, и она будет выполняться автоматически ежедневно (при желании сценарий можно изменить). Также в зависимости от уровня освещённости интеллектуальные элементы регулируют яркость (накал) ламп, что позволяет экономить электроэнергию.

Умный дом. Мультимедиа

Отдельное место среди прочих интеллектуальных систем в структуре «Умного дома» занимает так называемая «мультирум» (от англ. – «многокомнатный»). Её уникальные возможности заключаются в одновременном распределении видео- и аудиосигнала по всей площади жилья. «Мультирум» избавляет от необходимости устанавливать в комнатах, на кухне и прочих помещениях полный «комплект» видео- и аудиотехники – телевизор, DVD-проигрыватель, медиа-плеер, ресивер. Имея панель управления оборудованием, в любой части жилья и в любое время можно наслаждаться музыкой и видеопрограммами. В частном доме установка системы «мультирум» позволяет выводить изображение и звук за пределы жилой территории: например, динамики и экраны можно установить в гараже, подвале или на чердаке.

Для организации «многокомнатной» сети необходимо инсталлировать всю необходимую аппаратуру (CD-плееры, DVD-проигрыватели, ресиверы и т.п.) в отдельном вспомогательном помещении. От этой «технологической кладовой» отходят провода, подключающие к сети динамики и мониторы, расположенные в разных частях квартиры или дома. «Управление элементами «мультирум» осуществляется при помощи пульта или сенсорной панели. Последний вариант гораздо функциональнее: так, например, при помощи панели Busch-Comfort Panel можно управлять видео- и аудиосигналами, оставлять графические или звуковые послания для членов семьи, проверять электронную почту, следить за биржевыми новостями, узнавать прогноз погоды. Такая панель наравне с Busch PriOn используется для управления приборами и инженерными системами, включёнными в систему «Умный дом», – рассказывает Динар Шарифуллин.

Рисунок 4. Сенсорная панель Busch-Comfort Panel.

В заключение представим такую картину: раннее утро, в доме вместо навязчивого будильника заиграла приятная музыка. Сами по себе раскрылись шторы, пуская в комнату солнечный свет. Кондиционер сменил прохладный ночной режим работы на утренний – более тёплый. На кухне и в ванной автоматически включился обогрев полов. Кофемашина приготовит чашечку ароматного напитка. Сам владелец жилья ещё находится в кровати, просыпаясь… И всё это благодаря концепции современного интеллектуального дома, в котором работа всех систем согласована с индивидуальными представлениями о красоте и комфорте.