умный дом технология

Управление установками в умном доме: экономия и контроль

Отопление, вентиляция и кондиционирование — три системы, которые в наибольшей степени определяют комфорт проживания. Они также оказывают наибольшее влияние на потребности дома в энергии и затраты на обслуживание. Поэтому их интегрированное управление — умный дом — является стандартом для интеллектуальных зданий.

В современных домах есть современные системы отопления, все чаще вентиляция с рекуператором и кондиционирование. Всеми этими системами можно управлять, и фактически ими нужно управлять, иначе мы будем использовать только часть их возможностей. Кроме того, контролировать их также означает контролировать свои счета за электроэнергию.

Ключом к успешному функционированию системы домашней автоматизации является правильная прокладка кабеля и наличие профессионального электрооборудования, позволяющие создать сложную установку умного дома. В магазине https://www.mir-elektriki.ru вы найдете предложения технического оснащения и большой ассортимент электрической продукции, которые сделают жизнь в вашем доме более приятной и комфортной.

Что значит умный дом?

сколько стоит умный дом

На практике управлять всей бытовой техникой вручную невозможно. Ведь мы не будем постоянно бегать в котельную и менять настройки отопления, а в пути еще будем проверять, как работает вытяжная установка. Сложно выделить на это силы и время, а также необходимо иметь достаточно знаний, чтобы следить за оптимальными параметрами работы.

Поэтому мы используем самые разные средства автоматизации — контроллеры, регуляторы, термостаты. Но давайте посмотрим правде в глаза — после первого периода ажиотажа с новым оборудованием, когда мы играемся с его настройками, в скором времени мы уже хотим переключить все это на автоматический режим. Обстановка, в которой нам не нужно ничего делать, была бы идеальной. Немного как с бытовой техникой — кто помнит, сколько программ у стиральных и посудомоечных машин? И уж тем более чем они отличаются?

Smart управление

управление умным домом

Изобретены интеллектуальные установки, чтобы все «работало» и нам не приходилось заниматься настройками отдельных устройств. Потому что на самом деле идеальный вариант — это определение пользователем только конечного результата. И наш умный дом должен работать так, чтобы достичь этой цели. Тривиальный пример — мы хотим, чтобы с понедельника по пятницу с 6:30 до 7:30 дома была только 21 C, потому что в эти часы мы встаем и готовимся к выходу на работу.

При хорошем, интегрированном управлении в версии Smart нас совершенно не интересует, когда нужно будет включать отопление (и на сколько заранее), а когда кондиционер. Или может просто не торопиться поднимать внешние жалюзи на солнечных окнах ? Или, например летом, автоматически открывать окна на ночь, чтобы немного охладить здание.

Конечно, мы учитываем тот факт, что в зависимости от сезона и погоды в данный день нашей автоматизации придется совершать совершенно разные действия. Но в этом вся суть Smart Dom: он не повторяет одну и ту же последовательность действий механически, а подстраивает свой алгоритм к ситуации. Точнее — к сигналам, поступающим от имеющихся в системе датчиков (температуры, солнечного света и т. п.).

Умный дом — какие системы должны работать вместе?

датчики умного дома

Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха — три установки, наиболее ответственные за комфорт и потребление энергии. Поэтому они обязательно должны взаимодействовать друг с другом, тем более что их требования часто потенциально противоречивы. Например, если мы хотим всегда иметь свежий и чистый воздух, это проще, чем постоянно его интенсивно менять. Независимо от времени года и дня.

Но вот в чем проблема. В конце концов, активный воздухообмен означает большие потери тепла зимой и фактор, способствующий чрезмерному нагреванию помещения в жаркую погоду.

Итак, если посмотреть на эффективность отопления и кондиционирования, ее следует ограничить. Следовательно, необходимо найти баланс между требованиями отдельных установок. Речь идет о ситуации, когда каждая из установок работает на полную мощность, но при этом не мешает другим.

Поэтому, придерживаясь примера с вентиляцией, вы можете управлять умным домом с помощью рекуператора. Необходимо, чтобы он выключал вентиляцию только в определенные часы, когда мы все равно находимся вне дома, или только в отдельных комнатах, где никого нет. Кроме того, необходимо уменьшение воздухообмена до уровня, не вызывающего дискомфорта. Вот здесь и пригодятся датчики концентрации окиси углерода и влажности воздуха. Благодаря им интенсивность вентиляции можно регулировать в соответствии с реальными потребностями.

Каковы преимущества сочетания отопления, вентиляции и кондиционирования?

smart дом что это?

За счет интеграции и полной автоматизации управления тремя интересующими нас установками, мы можем рассчитывать на:

  • повышенный комфорт;
  • уменьшение счетов;
  • лучший контроль над потреблением коммунальных услуг.

Следует сразу предупредить, что эффект, который будет ощущаться в каждой из этих областей, зависит от конкретного случая.

тема умный дом

Своеобразие умного дома обусловлено особенностями самого здания, но не в меньшей степени образом жизни и привычками его обитателей. Недаром интеллектуальные установки всегда проектируются индивидуально, как бы на заказ.

Умный дом — влияние конструкции здания на управление

классы умных домов

Ведь дом с легкой каркасной конструкцией совершенно иначе отреагирует на включение или выключение отопления, или кондиционирования, чем дом из силикатных блоков. Последний и нагревается, и остывает очень медленно. Быстро изменить температуру просто невозможно, все нужно заранее спланировать. С другой стороны, световая структура означает возможность или, скорее, необходимость динамического управления.

В обоих случаях можно добиться комфортных условий и нужной температуры, но делать это нужно совершенно по-разному. Потребности жителей пересекаются. Если дом пуст большую часть дня, потому что мы на работе или в школе, снижение температуры внутри и ограничение вентиляции в это время может привести к заметному сокращению счетов.

Ведь 8 часов рабочего дня — это 1/3 дня. Но при условии, что отключение отопления фактически приведет к падению внутренней температуры, что на практике возможно только в относительно легких домах. В противном случае многотонная масса стен и потолков действует как аккумулятор тепла, и регулирование нагрева как функции времени становится фикцией. С другой стороны, однако, мы должны помнить, что эта температурная инерция дает значительное сопротивление перегреву в жаркую погоду. Как это ни парадоксально, но в некоторых зданиях, возведенных как энергоэффективные, оказывается, что потребность в охлаждающей способности кондиционирования намного выше, чем в отоплении в зимние месяцы.

Умный дом — контролируем счета

проводная система умного дома

Грамотно спроектированный умный дом позволит вам контролировать счета. Например, за счет опускания (полностью или частично) внешних рольставней в самые жаркие часы. Но есть еще много возможностей. Если у нас есть фотоэлектрическая установка (фотоэлектрические панели), автоматизация может оптимизировать потребление энергии. Кондиционеры будут работать в основном тогда, когда наша микроэлектростанция дает больше всего энергии. Полученную таким образом электроэнергию мы будем использовать для собственных нужд, что является наиболее выгодным вариантом. Таким образом, тепловой насос (обогревающий здание или горячее водоснабжение) также может взаимодействовать с фотоэлектрическими элементами.

Если у нас более одного источника тепла, например, газовый котел и тепловой насос, система может сама выбрать устройство, работа которого в данный момент будет более экономичной. Это происходит с учетом как цены энергоносителя, так и эффективности в преобладающих условиях.

Можно сказать, что совместное управление отоплением, вентиляцией и кондиционированием — это своего рода оптимизация эксплуатационных расходов. Они уменьшаются, потому что мы больше не тратим впустую тепло и электричество. Например, не перегреваем квартиру и не проветриваем ее больше, чем это необходимо.

Мы также следим за потенциально очень энергозатратным кондиционированием воздуха. Потому что в первую очередь умный дом позаботится об ограничении обогрева здания. Практика показывает, что в домах с интеллектуальными установками можно снизить потребление энергии до 20-30%. И что очень важно, это не происходит за счет жителей, то есть не приводит к снижению их комфорта. Сами они даже не участвуют во всем процессе. Им не нужно беспокоиться о выборе настроек отдельных устройств.

Умный дом — интеллектуальные установки

беспроводная smart система

Умные инсталляции могут принципиально отличаться не только степенью расширения и возможностями, но и самой концепцией системы и способом связи между ее компонентами.

По сути, в каждом таком устройстве есть отдельные системы, которые выполняют определенную работу:

  • котел,
  • вытяжная установка,
  • кондиционеры,
  • тепловой насос,
  • приводы внешних рольставен и многое другое.

Чтобы иметь возможность направлять их работу осмысленно, необходима информация, которую предоставляют различные датчики. Они информируют:

  • об изменениях температуры снаружи и внутри дома,
  • о качестве воздуха,
  • об открытии окон,
  • солнечном свете и т. п.

Разработчики и установщики включают устройства, с помощью которых пользователи влияют на работу системы — клавиатуры, пульты дистанционного управления, сенсорные экраны, приложения для смартфонов. Самое главное — они подают сигналы, которые необходимо учитывать при управлении всей системой.

Виды интеллектуальной системы

умный дом проект по технологии

Здесь мы подходим к первому принципиальному отличию. Интеллектуальная система может быть централизованной или децентрализованной (распределенной).

Умный дом — централизованная система

В централизованной версии у нас есть основной модуль, что-то вроде компьютера, с которым связаны другие элементы. Он принимает сигналы от датчиков, а также обратную связь от всех исполнительных механизмов (например, об интенсивности воздухообмена или температуре воды, приготовленной котлом). Логически концепция очень проста — панель управления собирает сигналы, обрабатывает их, а затем отправляет соответствующие команды на управляемые устройства.

Если мы добавим в систему какое-либо новое оборудование, в панели управления нужно будет изменить только прошивку и настройки. С одной стороны, это упрощает настройку и позволяет подключать множество устройств, которым не нужны собственные расширенные модули управления. С другой стороны, отказ коммутатора парализует всю систему. Однако, в отличие от того, что мы иногда видим в научно-фантастических фильмах, это не означает апокалипсиса. Просто до тех пор, пока установка не будет отремонтирована, вам придется вручную выставлять рабочие параметры каждого устройства. Точно так же, как это делается дома без интеллектуальной установки. За исключением того, что мы привыкли к удобству и тому факту, что все «делается самостоятельно».

Как работает децентрализованная система smart управления

Децентрализованная система основана на совершенно другой концепции. Здесь нет штаб-квартиры. Однако каждое устройство может передавать свои собственные сигналы и принимать все те, что вошли в систему. Итак, у нас есть общий канал общения. Но отбор важных в данный момент сигналов и их интерпретация происходит на уровне отдельных устройств. Можно сказать, что каждый решает, какие сигналы использовать и как на них реагировать.

У нас есть так называемая шина, общий сигнальный провод ко всем устройствам. Здесь требуется соответствие оборудования, подключенного к системе, этому конкретному стандарту, потому что каждое из них должно быть оборудовано соответствующим коммуникационным модулем. При таком расположении нет риска, что отказ одного элемента помешает работе и обмену данными всех остальных. Но выбор устройств все же меньше.

Кроме того, из-за наличия компонентов и возможности расширения очень важной особенностью любой интеллектуальной системы является то, какой интерфейс связи она использует. Это могут быть собственные решения данного производителя. Тогда выбор того, что мы можем подключить, обязательно ограничен.

Для проводной связи используется обычный сетевой кабель, так называемая витая пара, а устройства комплектуются сетевыми картами или могут работать с остальными через модуль с такой картой. Таким образом, мы не ограничиваемся продуктами одной компании.

Какая система в умном доме — проводная или беспроводная?

скачать умный дом

С практической точки зрения очень важно, выберем мы кабельную или беспроводную систему в нашем умном доме. Первые считаются более надежными в работе, поскольку сигналы менее подвержены помехам, нет проблем с потерей дальности или заменой батареи.

Беспроводные системы, преимущества

Однако на практике беспроводные системы хорошего качества работают достаточно хорошо и избавлены этих недостатков. Тем более, что односемейные дома — это не огромные многоэтажки. А радиус действия и силу сигнала можно увеличить, используя так называемые расширители. Они работают аналогично дополнительным точкам доступа в компьютерных беспроводных сетях.

Финансовый аргумент, который раньше был важен, также в значительной степени устарел. Действительно, когда-то беспроводные компоненты были намного дороже, но сейчас это уже не так. Кроме того, радиосистему легче модифицировать или расширять.

Несомненно одно — кабельные системы можно дешево и без проблем установить в новостройках. Например, до того, как оштукатурить стены. Делать борозды в штукатурке, прокладывать кабели и закрывать их потом — большие затраты. В уже готовом здании это имеет смысл делать только в случае капитального ремонта. Именно поэтому беспроводные системы чаще всего выбирают во вторичке.

Смешанная система

На практике также довольно популярны смешанные системы, то есть системы, в которых мы используем оба метода коммуникации. Кабели просто прокладываются в местах, где это не проблема. И где радиосигнал будет сильно подавлен (например, проложены кабельные проходы через потолки). А беспроводные компоненты используются там, где проще и удобнее. Особенно при расширении вашей системы.

Умный дом — какие еще установки стоит подключить к системе

оборудование для умного дома

Управление отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха в умном доме никоим образом не ограничивается их соединением.

Стоит задуматься, какие еще устройства и исходящие от них сигналы могут быть полезны. Особенно те, которые у нас уже есть или планируем создать.

Датчики охранной сигнализации

Датчики, используемые в системе охранной сигнализации, являются очень хорошим примером. Например, датчик движения можно использовать не только для срабатывания сигнализации. Ведь это элемент, определяющий присутствие людей в помещении. Во многих умных домах сигналы от них также используются для управления освещением. Ничто не мешает им служить источником информации о системах отопления, кондиционирования и вентиляции. В местах, где никого нет, можно снизить температуру или уменьшить воздухообмен.

Датчики открывания окон

То же и с язычковыми датчиками открывания окон. Если мы все равно открыли окна и сделали сквозняк, то на этом этапе мы можем выключить кондиционер и вентиляцию в данном интерьере. Их работа все равно ничего не даст. Это будет лишь пустой тратой энергии. Те же детекторы можно использовать, чтобы предупредить нас о том, что мы забыли закрыть окно в одной комнате.

Умный дом — использование наружных рольставней и навесов

классы умных домов

Мы уже упоминали об опускании наружных рольставней для защиты дома от перегрева. Это недооцененная особенность, которая оказывает огромное влияние на расходы кондиционирования воздуха. Основной источник так называемого поступления тепла — это просто залитые солнцем окна. Если зимой мы получаем дополнительное солнечное тепло, то летом это становится серьезной проблемой. А опускание внешних жалюзи может снизить нагрев салона более чем на 70%.

Также очень выгодно удлинить навесы. Стоит отметить, что солнцезащитные козырьки используют сигналы, поступающие от солнечных датчиков. Затем они будут расширяться / уходить по мере необходимости, что значительно снижает эксплуатационные расходы на кондиционирование воздуха. Наша система также может успешно использовать внутренние датчики. Если датчик движения обнаруживает присутствие людей в комнате, наружные рольставни можно опустить только частично или вместо этого раздвинуть навес.

Таких примеров много. Суть работы умного дома не в том, чтобы заполнить здание сотнями датчиков. Прежде всего, речь идет о том, чтобы максимально использовать информацию даже из небольшого ее количества. Она используется одновременно многими устройствами, поэтому они работают оптимальным образом.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.