 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( август 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Автоматизация здания - это автоматическое централизованное управление системами отопления, вентиляции и кондиционирования (отопления, вентиляции и кондиционирования) здания , электричества, освещения , затенения, контроля доступа , систем безопасности и других взаимосвязанных систем через систему управления зданием (BMS) или систему автоматизации здания (BAS). ) . Целями автоматизации здания являются повышение комфорта пассажиров, эффективная работа систем здания, снижение энергопотребления, снижение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание, повышение безопасности, ведение документации по историческим характеристикам, удаленный доступ / управление / эксплуатация, а также улучшение жизненного цикла оборудования и связанных инженерных сетей. .
Автоматизация зданий является примером распределенной системы управления - компьютерной сети электронных устройств, предназначенных для мониторинга и управления системами в здании. [1] [2]
Основные функции BAS поддерживают микроклимат здания в заданном диапазоне, обеспечивают освещение помещений в соответствии с графиком занятости (при отсутствии явных переключений на противоположное), отслеживают производительность и отказы устройств во всех системах и выдают сигналы о неисправностях обслуживающему персоналу здания. BAS должен снизить затраты на энергию и обслуживание здания по сравнению с неконтролируемым зданием. Большинство коммерческих, институциональных и промышленных зданий, построенных после 2000 года, имеют BAS. Многие старые здания были модернизированы новыми BAS, обычно финансируемыми за счет экономии энергии и страхования, а также других сбережений, связанных с упреждающим обслуживанием и обнаружением неисправностей.
Здание, управляемое BAS, часто называют интеллектуальным зданием, [3] «умным зданием» или (если это жилой дом) « умным домом ». В 2018 году один из первых в мире умных домов был построен в Клауккале , Финляндия, в виде пятиэтажного многоквартирного дома с использованием решения Kone Residential Flow, созданного KONE , позволяющего даже смартфону выступать в качестве домашнего ключа. [4] [5] Коммерческие и промышленные здания исторически полагались на надежные проверенные протоколы (например, BACnet ), в то время как проприетарные протоколы (например, X-10 ) использовались в домах. Последние стандарты IEEE (особенно IEEE 802.15.4, IEEE 1901 и IEEE 1905.1 , IEEE 802.21 , IEEE 802.11ac , IEEE 802.3at ) и усилия консорциумов, такие как nVoy (который проверяет соответствие IEEE 1905.1 ) или QIVICON , обеспечили основанную на стандартах основу для гетерогенных сетей многих устройств во многих физических сетях для разнообразные цели, а также качество обслуживания и гарантии переключения при отказе, необходимые для поддержания здоровья и безопасности человека. Соответственно, коммерческие, промышленные, военные и другие институциональные пользователи теперь используют системы, которые отличаются от домашних систем в основном масштабом. Посмотреть домашнюю автоматизацию для получения дополнительной информации о системах начального уровня, nVoy, 1905.1, и основных проприетарных поставщиках, которые реализуют эту тенденцию к интеграции стандартов или сопротивляются ей.
Почти все многоэтажные зеленые здания спроектированы с учетом BAS для характеристик экономии энергии, воздуха и воды. Реакция на потребность в электрических устройствах является типичной функцией BAS, так же как и более сложный мониторинг вентиляции и влажности, необходимый для «плотно» изолированных зданий. В большинстве зеленых зданий также используется как можно больше маломощных устройств постоянного тока. Даже конструкция пассивного дома, предназначенная для того, чтобы вообще не потреблять полезную энергию, обычно требует BAS для управления улавливанием тепла , затенением и вентилированием, а также для планирования использования устройств.
Система автоматизации [ править ]
Термин « система автоматизации здания» , используемый в широком смысле, относится к любой электрической системе управления, которая используется для управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Современные BAS также могут управлять внутренним и наружным освещением, а также охранной, пожарной сигнализацией и практически всем остальным электрическим оборудованием в здании. Старые системы управления HVAC , такие как термостаты с проводным подключением 24 В постоянного тока или пневматические регуляторы, являются формой автоматизации, но им не хватает гибкости и интеграции современных систем. [6]
Автобусы и протоколы [ править ]
Большинство сетей автоматизации зданий состоят из первичной и вторичной шины, которые соединяют контроллеры высокого уровня (обычно специализированные для автоматизации зданий, но могут быть универсальными программируемыми логическими контроллерами ) с контроллерами нижнего уровня, устройствами ввода / вывода и пользовательским интерфейсом (также известным как устройство с человеческим интерфейсом). Открытый протокол ASHRAE BACnet или открытый протокол LonTalk определяют способ взаимодействия большинства таких устройств. Современные системы используют SNMP для отслеживания событий, опираясь на десятилетнюю историю использования протоколов на основе SNMP в мире компьютерных сетей.
Физическая связь между устройствами исторически обеспечивалась выделенным оптоволокном , Ethernet , ARCNET , RS-232 , RS-485 или специальной беспроводной сетью с низкой пропускной способностью . Современные системы полагаются на основанные на стандартах многопротокольные гетерогенные сети, например, определенные в стандарте IEEE 1905.1 и проверенные знаком аудита nVoy . Обычно они подходят только для сетей на основе IP, но могут использовать любую существующую проводку, а также интегрировать сети Powerline по цепям переменного тока, маломощные цепи постоянного тока с питанием по Ethernet , беспроводные сети с высокой пропускной способностью, такие какLTE и IEEE 802.11n и IEEE 802.11ac и часто интегрируют их с помощью открытого стандарта беспроводной сети ZigBee для конкретных зданий ).
Проприетарное оборудование доминирует на рынке контроллеров. У каждой компании есть контроллеры для конкретных приложений. Некоторые из них разработаны с ограниченным контролем и отсутствием взаимодействия, например, простые упакованные крышные блоки для HVAC. Программное обеспечение обычно плохо интегрируется с пакетами других поставщиков. Сотрудничество осуществляется только на уровне Zigbee / BACnet / LonTalk.
Современные системы обеспечивают взаимодействие на уровне приложений, позволяя пользователям комбинировать устройства от разных производителей и обеспечивать интеграцию с другими совместимыми системами управления зданием . Обычно они полагаются на протокол SNMP , который долгое время использовался с той же целью для интеграции различных компьютерных сетевых устройств в одну согласованную сеть.
Типы входов и выходов [ править ]
Датчики [ править ]
Аналоговые входы используются для считывания переменного измерения. Примерами являются датчики температуры , влажности и давления, которыми могут быть термисторы , 4–20 мА , 0–10 В или платиновый термометр сопротивления (резистивный датчик температуры) или беспроводные датчики .
Цифровой вход показывает, включено устройство или нет - однако оно было обнаружено. Некоторые примеры по своей сути цифрового входа будет сигнал 24 В постоянного / переменного тока, тока переключатель, поток воздуха переключатель , или Вольта свободных реле контакт (сухой контакт). Цифровые входы также могут быть входами импульсного типа, подсчитывающими частоту импульсов за заданный период времени. Примером является турбинный расходомер, передающий на вход данные о вращении в виде частоты импульсов.
Ненавязчивый мониторинг нагрузки [7] - это программное обеспечение, основанное на цифровых датчиках и алгоритмах для обнаружения прибора или других нагрузок по электрическим или магнитным характеристикам цепи. Однако он обнаруживает событие аналоговыми средствами. Они чрезвычайно рентабельны в эксплуатации и полезны не только для идентификации, но и для обнаружения переходных процессов при запуске , неисправностей линии или оборудования и т. Д. [8] [9]
Элементы управления [ править ]
Цифровые выходы управление скоростью или положения устройства, такого как частотно - регулируемый привод , в IP ( ток для пневматики ) датчик или клапан или заслонки привода . Примером может служить клапан горячей воды, открывающийся на 25% для поддержания заданного значения . Другой пример - частотно-регулируемый привод, который медленно увеличивает скорость двигателя, чтобы избежать жесткого пуска.
Аналоговые выходы используются для размыкания и замыкания реле и переключателей, а также для управления нагрузкой по команде. Примером может служить включение света на парковке, когда фотоэлемент показывает, что на улице темно. Другой пример - открыть клапан, пропустив 24 В постоянного / переменного тока через выход, питающий клапан. Аналоговые выходы также могут быть выходами импульсного типа, излучающими частоту импульсов в течение заданного периода времени. Примером может служить счетчик энергии, рассчитывающий кВтч и соответственно излучающий частоту импульсов.
Инфраструктура [ править ]
Контроллер [ править ]
Контроллеры - это, по сути, небольшие специализированные компьютеры с возможностями ввода и вывода. Эти контроллеры бывают разных размеров и возможностей для управления устройствами, обычно встречающимися в зданиях, и для управления подсетями контроллеров.
Входы позволяют контроллеру считывать температуру, влажность, давление, текущий расход, воздушный поток и другие важные факторы. Выходы позволяют контроллеру отправлять командные и управляющие сигналы ведомым устройствам и другим частям системы. Входы и выходы могут быть цифровыми или аналоговыми. Цифровые выходы также иногда называют дискретными в зависимости от производителя.
Контроллеры, используемые для автоматизации зданий, можно разделить на три категории: программируемые логические контроллеры (ПЛК), системные / сетевые контроллеры и контроллеры оконечных устройств. Однако может существовать и дополнительное устройство для интеграции сторонних систем (например, автономной системы переменного тока) в центральную систему автоматизации здания.
Контроллеры оконечных устройств обычно подходят для управления освещением и / или более простыми устройствами, такими как блок на крыше, тепловой насос, VAV-бокс, фанкойл и т. Д. Установщик обычно выбирает одну из доступных предварительно запрограммированных личностей, наиболее подходящую для устройства. быть управляемым, и не нужно создавать новую логику управления.
Занятость [ править ]
Занятость - это один из двух или более режимов работы системы автоматизации здания. Незанятость, Утренняя разминка и Ночное время - другие распространенные режимы.
Заполняемость обычно зависит от времени суток. В режиме занятости BAS стремится обеспечить комфортный климат и соответствующее освещение, часто с зональным управлением, чтобы пользователи на одной стороне здания имели другой термостат (или другую систему, или подсистему), чем пользователи на противоположной стороне. сторона.
Датчик температуры в зоне обеспечивает обратную связь с контроллером, поэтому он может обеспечивать нагрев или охлаждение по мере необходимости.
Если этот параметр включен, режим утреннего разогрева (MWU) выполняется до начала работы. Во время утреннего прогрева BAS пытается привести здание к заданному значению как раз вовремя для занятости. BAS часто учитывает внешние условия и исторический опыт для оптимизации MWU. Это также называется оптимизированным запуском .
Переопределение - это команда, отправляемая BAS вручную. Например, многие настенные датчики температуры имеют кнопку, которая переводит систему в режим присутствия на заданное количество минут. Там, где они есть, веб-интерфейсы позволяют пользователям удаленно инициировать переопределение на BAS.
В некоторых зданиях для включения освещения или кондиционирования воздуха используются датчики присутствия . Учитывая потенциальную возможность длительного периода времени, прежде чем помещение станет достаточно прохладным или теплым, кондиционирование климата не часто инициируется непосредственно датчиком присутствия.
Освещение [ править ]
Освещение можно включать, выключать или приглушать с помощью системы автоматизации здания или управления освещением в зависимости от времени суток или датчика присутствия, фотосенсоров и таймеров. [10] Типичным примером является включение света в помещении на полчаса с момента последнего движения. Фотоэлемент, расположенный снаружи здания, может определять темноту и время суток, а также регулировать свет в офисах и на парковке.
Освещение также является хорошим кандидатом для реагирования на спрос, поскольку многие системы управления предоставляют возможность приглушать (или выключать) свет, чтобы воспользоваться льготами и экономией средств аварийного восстановления.
В более новых зданиях управление освещением может быть основано на цифровом адресном интерфейсе освещения (DALI) полевой шины . Лампы с балластами DALI полностью регулируются. DALI также может обнаруживать отказы ламп и балласта в светильниках DALI и сигнализировать об отказах.
Затенение и остекление [ править ]
Затенение и остекление являются важными компонентами системы здания, они влияют на визуальный, акустический и тепловой комфорт пассажиров и обеспечивают им вид на улицу. [11] Автоматизированные системы затемнения и остекления - это решения для управления притоком солнечного тепла и ослеплением. [12] Это относится к использованию технологий для управления внешними или внутренними затеняющими устройствами (такими как жалюзи и шторы) или самим остеклением. Система активно и быстро реагирует на различные изменяющиеся внешние данные (например, солнечный свет, ветер) и на изменение внутренней среды (например, температуру, освещенность и потребности людей). Системы затенения и остекления зданий могут способствовать улучшению тепловых и световых характеристик как с точки зрения энергосбережения, так и с точки зрения комфорта.
Динамическое затенение [ править ]
Устройства динамического затемнения позволяют управлять дневным светом и солнечной энергией, поступающей в застроенную среду, в зависимости от внешних условий, требований дневного света и положения солнца. [13] Распространенные продукты включают жалюзи , рулонные шторы , жалюзи и ставни. [14] Они в основном устанавливаются на внутренней стороне системы остекления из-за низкой стоимости обслуживания, но также могут использоваться снаружи или в сочетании того и другого. [15]
Обработчики воздуха [ править ]
Большинство кондиционеров смешивают возвратный и наружный воздух, поэтому требуется меньшее кондиционирование по температуре / влажности. Это может сэкономить деньги за счет использования меньшего количества охлажденной или нагретой воды (не все AHU используют контуры охлажденной или горячей воды). Некоторое количество наружного воздуха необходимо, чтобы воздух в здании оставался здоровым. Чтобы оптимизировать энергоэффективность при сохранении здорового качества воздуха в помещении (IAQ) , регулируемая (или управляемая) вентиляция (DCV) регулирует количество наружного воздуха на основе измеренных уровней занятости.
Аналоговые или цифровые датчики температуры могут быть размещены в помещении или комнате, в воздуховодах возвратного и приточного воздуха , а иногда и в наружном воздухе. Приводы устанавливаются на клапаны горячей и охлажденной воды, заслонки наружного и возвратного воздуха. Приточный вентилятор (и возвратный, если применимо) запускается и останавливается в зависимости от времени суток, температуры, давления в здании или их сочетания.
Приточно-вытяжные установки постоянного объема [ править ]
Менее эффективный тип воздухообрабатывающего агрегата - это «приточно-вытяжная установка постоянного объема», или CAV. Вентиляторы в CAV не имеют регуляторов скорости. Вместо этого CAV открывают и закрывают заслонки и клапаны подачи воды для поддержания температуры в помещениях здания. Они нагревают или охлаждают помещения, открывая или закрывая клапаны охлажденной или горячей воды, которые питают их внутренние теплообменники . Обычно одна CAV обслуживает несколько помещений.
Приточно-вытяжные установки переменного объема [ править ]
Более эффективная установка - это « приточно-вытяжная установка с переменным объемом воздуха (VAV)», или VAV. [16] VAV подают сжатый воздух в VAV-боксы, обычно по одному блоку на комнату или зону. Воздухообрабатывающий агрегат VAV может изменять давление в камерах VAV, изменяя скорость вентилятора или нагнетателя с частотно-регулируемым приводом или (менее эффективно) перемещая входные направляющие лопатки на вентилятор с фиксированной скоростью. Количество воздуха определяется потребностями помещений, обслуживаемых VAV-боксами.
Каждый VAV-бокс обеспечивает подачу воздуха в небольшое пространство, например, в офис. Каждая коробка имеет заслонку, которая открывается или закрывается в зависимости от того, сколько тепла или холода требуется в ее пространстве. Чем больше ящиков открыто, тем больше воздуха требуется, и большее количество воздуха подается приточно-вытяжной установкой.
Некоторые боксы VAV также имеют клапаны горячей воды и внутренний теплообменник. Клапаны для горячей и холодной воды открываются или закрываются в зависимости от потребности в тепле для помещений, которые они снабжают. Эти обогреваемые VAV-боксы иногда используются только по периметру, а внутренние зоны только охлаждают.
Для VAV боксов необходимо установить минимальный и максимальный CFM, чтобы обеспечить адекватную вентиляцию и надлежащий воздушный баланс.
Блок обработки воздуха (AHU) Контроль температуры нагнетаемого воздуха [ править ]
Установки кондиционирования воздуха (AHU) и агрегаты на крыше (RTU), которые обслуживают несколько зон, должны автоматически изменять ЗАДАННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ВЫПУСКНОМ ВОЗДУХЕ в диапазоне от 55 F до 70 F. Эта регулировка снижает потребление энергии на охлаждение, обогрев и вентилятор. [17] [18] Когда наружная температура ниже 70 F, для зон с очень низкими охлаждающими нагрузками повышение температуры приточного воздуха снижает использование повторного нагрева на уровне зоны. [19]
Гибридные системы VAV [ править ]
Другой вариант - гибрид между системами VAV и CAV. В этой системе внутренние зоны работают как в системе VAV. Наружные зоны отличаются тем, что отопление обеспечивается вентилятором отопления в центральном месте, обычно с помощью змеевика, питаемого от котла здания. Нагретый воздух направляется во внешние двухканальные смесительные камеры и заслонки, контролируемые зонным термостатом, при необходимости требуя либо охлажденный, либо нагретый воздух.
Центральный завод [ править ]
Центральная установка необходима для снабжения приточно-вытяжных установок водой. Это может поставлять системы охлажденной воды , систему горячего водоснабжения и систему конденсатора воды , а также трансформаторы и вспомогательные силовую установку для аварийного питания. При правильном управлении они часто могут помочь друг другу. Например, некоторые станции вырабатывают электроэнергию в периоды пикового спроса, используя газовую турбину, а затем используют горячий выхлоп турбины для нагрева воды или питания абсорбционного чиллера .
Система охлажденной воды [ править ]
Охлажденная вода часто используется для охлаждения воздуха и оборудования в здании. Система охлажденной воды будет иметь чиллер (ы) и насосы . Аналоговые датчики температуры измеряют линии подачи и возврата охлажденной воды . Чиллер (ы) последовательно включается и выключается для охлаждения подаваемой охлажденной воды.
Чиллер - это холодильная установка, предназначенная для производства холодной (охлажденной) воды для охлаждения помещений. Затем охлажденная вода циркулирует к одному или нескольким охлаждающим змеевикам, расположенным в приточно-вытяжных установках, фанкойлах или индукционных установках. Распределение охлажденной воды не ограничивается пределом разделения в 100 футов, который применяется к системам DX, поэтому системы охлаждения на основе охлажденной воды обычно используются в больших зданиях. Регулирование производительности в системе охлажденной воды обычно достигается за счет модуляции потока воды через змеевики; таким образом, несколько змеевиков могут обслуживаться от одного чиллера без ущерба для управления какой-либо отдельной установкой. Чиллеры могут работать либо по принципу сжатия пара, либо по принципу абсорбции. В парокомпрессионных чиллерах могут использоваться поршневые, центробежные, винтовые или роторные компрессоры.Поршневые чиллеры обычно используются для емкостей менее 200 тонн; центробежные чиллеры обычно используются для обеспечения большей производительности; Роторные и винтовые чиллеры используются реже, но не редкость. Отвод тепла от чиллера может осуществляться посредством конденсатора с воздушным охлаждением или градирни (оба обсуждаются ниже). Парокомпрессионные чиллеры могут быть объединены с конденсатором с воздушным охлаждением, чтобы обеспечить сборный чиллер, который может быть установлен за пределами ограждающей конструкции здания. Парокомпрессионные чиллеры также могут быть спроектированы для установки отдельно от конденсаторной установки; обычно такой чиллер устанавливается в замкнутом центральном производственном помещении. Абсорбционные чиллеры предназначены для установки отдельно от конденсаторного агрегата.центробежные чиллеры обычно используются для обеспечения большей производительности; Роторные и винтовые чиллеры используются реже, но не редкость. Отвод тепла от чиллера может осуществляться посредством конденсатора с воздушным охлаждением или градирни (оба обсуждаются ниже). Парокомпрессионные чиллеры могут быть объединены с конденсатором с воздушным охлаждением, чтобы обеспечить сборный чиллер, который может быть установлен за пределами ограждающей конструкции здания. Парокомпрессионные чиллеры также могут быть спроектированы для установки отдельно от конденсаторной установки; обычно такой чиллер устанавливается в замкнутом центральном производственном помещении. Абсорбционные чиллеры предназначены для установки отдельно от конденсаторного агрегата.центробежные чиллеры обычно используются для обеспечения большей производительности; Роторные и винтовые чиллеры используются реже, но не редкость. Отвод тепла от чиллера может осуществляться посредством конденсатора с воздушным охлаждением или градирни (оба обсуждаются ниже). Парокомпрессионные чиллеры могут быть объединены с конденсатором с воздушным охлаждением, чтобы обеспечить сборный чиллер, который может быть установлен за пределами ограждающей конструкции здания. Парокомпрессионные чиллеры также могут быть спроектированы для установки отдельно от конденсаторной установки; обычно такой чиллер устанавливается в замкнутом центральном производственном помещении. Абсорбционные чиллеры предназначены для установки отдельно от конденсаторного агрегата.Отвод тепла от чиллера может осуществляться посредством конденсатора с воздушным охлаждением или градирни (оба обсуждаются ниже). Парокомпрессионные чиллеры могут быть объединены с конденсатором с воздушным охлаждением, чтобы обеспечить сборный чиллер, который может быть установлен за пределами ограждающей конструкции здания. Парокомпрессионные чиллеры также могут быть спроектированы для установки отдельно от конденсаторной установки; обычно такой чиллер устанавливается в замкнутом центральном производственном помещении. Абсорбционные чиллеры предназначены для установки отдельно от конденсаторного агрегата.Отвод тепла от чиллера может осуществляться посредством конденсатора с воздушным охлаждением или градирни (оба обсуждаются ниже). Парокомпрессионные чиллеры могут быть объединены с конденсатором с воздушным охлаждением, чтобы обеспечить сборный чиллер, который может быть установлен за пределами ограждающей конструкции здания. Парокомпрессионные чиллеры также могут быть спроектированы для установки отдельно от конденсаторной установки; обычно такой чиллер устанавливается в замкнутом центральном производственном помещении. Абсорбционные чиллеры предназначены для установки отдельно от конденсаторного агрегата.обычно такой чиллер устанавливается в замкнутом центральном производственном помещении. Абсорбционные чиллеры предназначены для установки отдельно от конденсаторного агрегата.обычно такой чиллер устанавливается в замкнутом центральном производственном помещении. Абсорбционные чиллеры предназначены для установки отдельно от конденсаторного агрегата.
Водяная система конденсатора [ править ]
Градирни и насосы используются для подачи охлаждающей воды из конденсатора в чиллеры . Поскольку подача воды из конденсатора в чиллеры должна быть постоянной, на вентиляторах градирни обычно используются приводы с регулируемой скоростью для регулирования температуры. Правильная температура градирни обеспечивает необходимое давление хладагента в охладителе. Используемая уставка градирни зависит от используемого хладагента. Аналоговые датчики температуры измеряют линии подачи и возврата воды в конденсатор.
Система горячего водоснабжения [ править ]
Система горячего водоснабжения поставляет тепло в вентиляционную установку здания или нагревательные змеевики VAV-бокса вместе с змеевиками для нагрева воды для бытового потребления ( калорифером ). Система горячего водоснабжения будет иметь бойлер (ы) и насосы. Аналоговые датчики температуры размещаются в магистралях горячего водоснабжения и обратки. Смесительный клапан определенного типа обычно используется для регулирования температуры контура отопительной воды. Котел (ы) и насосы последовательно включаются и выключаются для поддержания подачи.
Установка и интеграция частотно-регулируемых приводов может снизить энергопотребление циркуляционных насосов здания примерно до 15% от того, что они использовали раньше. Частотно-регулируемый привод работает путем модуляции частоты электричества, подаваемого на двигатель, который он питает. В США электрическая сеть использует частоту 60 Гц или 60 циклов в секунду. Приводы с регулируемой частотой могут снижать мощность и потребление энергии двигателями за счет снижения частоты электричества, подаваемого на двигатель, однако зависимость между мощностью двигателя и потреблением энергии не является линейной. Если частотно-регулируемый привод подает электроэнергию на двигатель с частотой 30 Гц, выходная мощность двигателя будет 50%, потому что 30 Гц, разделенные на 60 Гц, составляют 0,5 или 50%.Энергопотребление двигателя, работающего на частоте 50% или 30 Гц, не будет составлять 50%, а вместо этого будет примерно 18%, поскольку соотношение между мощностью двигателя и потреблением энергии не является линейным. Точные соотношения выходной мощности двигателя или герц, подаваемых на двигатель (которые, по сути, одно и то же), и фактическое потребление энергии комбинацией частотно-регулируемый привод / двигатель зависят от эффективности частотно-регулируемого привода. Например, поскольку частотно-регулируемый привод сам нуждается в энергии для связи с системой автоматизации здания, для работы своего охлаждающего вентилятора и т. Д., Если двигатель всегда работал на 100% с установленным частотно-регулируемым приводом, эксплуатационные расходы или потребление электроэнергии были бы фактически подняться с установленным новым частотно-регулируемым приводом.Количество энергии, потребляемой частотно-регулируемыми приводами, является номинальным и вряд ли стоит учитывать при подсчете экономии, однако необходимо отметить, что частотно-регулируемые приводы сами потребляют энергию. Поскольку частотно-регулируемые приводы редко когда-либо работают на 100% и проводят большую часть своего времени в диапазоне мощности 40%, и поскольку теперь насосы полностью отключаются, когда они не нужны, частотно-регулируемые приводы снизили потребление энергии насосами примерно до 15% от того, что они использовали раньше.Приводы с регулируемой частотой снизили потребление энергии насосами примерно до 15% от того, что они использовали раньше.Приводы с регулируемой частотой снизили потребление энергии насосами примерно до 15% от того, что они использовали ранее.[20]
Сигнализация и безопасность [ править ]
Все современные системы автоматизации зданий имеют возможность сигнализации. Нет никакой пользы в обнаружении потенциально опасной [21] или дорогостоящей ситуации, если никто, кто может решить проблему, не уведомлен. Уведомление может быть отправлено через компьютер (электронная почта или текстовое сообщение), пейджер , голосовой вызов сотового телефона, звуковой сигнал или все это. Для целей страхования и ответственности все системы ведут журналы того, кто был уведомлен, когда и как.
Тревоги могут немедленно уведомить кого-то или уведомить только тогда, когда тревоги достигают определенного порога серьезности или срочности. На объектах с несколькими зданиями кратковременные перебои в подаче электроэнергии могут вызывать сотни или тысячи сигналов тревоги от оборудования, которое отключилось - их следует подавлять и распознавать как симптомы более серьезного отказа. Некоторые сайты запрограммированы таким образом, что критические сигналы тревоги автоматически пересылаются через различные интервалы. Например, повторяющийся критический аварийный сигнал ( источник бесперебойного питания в режиме «байпас») может звучать через 10 минут, 30 минут и каждые 2–4 часа после этого, пока аварийные сигналы не будут устранены.
- Распространенные аварийные сигналы температуры: помещения, приточный воздух, холодная вода, горячее водоснабжение.
- Датчики давления, влажности, биологические и химические датчики могут определить, вышли ли из строя системы вентиляции механически или инфицированы ли загрязнители, влияющие на здоровье человека.
- Реле дифференциального давления можно разместить на фильтре, чтобы определить, загрязнен ли он или не работает.
- Сигналы о состоянии являются обычным явлением. Если поступает запрос на запуск механического устройства, такого как насос, а вход состояния указывает, что он выключен, это может указывать на механическую неисправность. Или, что еще хуже, электрическая неисправность, которая может представлять опасность пожара или поражения электрическим током.
- Некоторые приводы клапанов имеют концевые выключатели, указывающие, открылся клапан или нет.
- Датчики угарного газа и углекислого газа могут определить, является ли их концентрация в воздухе слишком высокой из-за пожара или проблем с вентиляцией в гаражах или возле дорог.
- Датчики хладагента могут использоваться для индикации возможной утечки хладагента.
- Датчики тока могут использоваться для обнаружения условий низкого тока, вызванных проскальзыванием ремней вентилятора, засорением фильтров на насосах или другими проблемами.
Системы безопасности могут быть связаны с системой автоматизации здания. [21] При наличии датчиков присутствия их также можно использовать в качестве охранной сигнализации. Поскольку системы безопасности часто преднамеренно подрываются, по крайней мере, некоторые детекторы или камеры должны иметь резервный аккумулятор и возможность беспроводного подключения, а также возможность срабатывать тревогу при отключении. В современных системах обычно используется питание через Ethernet (который может управлять камерой с панорамированием, наклоном, масштабированием и другими устройствами мощностью до 30–90 Вт), который способен заряжать такие батареи и сохраняет беспроводные сети свободными для подлинно беспроводных приложений, таких как резервное копирование. связь в отключенном состоянии.
Панели пожарной сигнализации и связанные с ними системы дымовой сигнализации обычно имеют встроенную проводку для обхода автоматики здания. Например: если активирована дымовая сигнализация, все заслонки наружного воздуха закрываются, чтобы предотвратить попадание воздуха в здание, а вытяжная система может изолировать пламя. Точно так же системы обнаружения электрических неисправностей могут отключать все цепи, независимо от количества тревог, которые они вызывают, или людей, которые вызывают бедствие. Устройства сжигания ископаемого топлива, как правило, имеют свои собственные обходные пути, такие как линии подачи природного газа, которые отключаются при обнаружении медленных падений давления (что указывает на утечку) или при обнаружении избытка метана в системе подачи воздуха в здание.
Хорошие BAS знают об этих переопределениях и распознают сложные условия отказа. Они не отправляют чрезмерных предупреждений и не тратят драгоценное резервное питание на попытки снова включить устройства, которые были отключены этими защитными обходами. Плохой BAS, почти по определению, отправляет один сигнал тревоги для каждого предупреждения и не распознает ручное, пожарное, электрическое или топливное отключение безопасности. Соответственно, хорошие BAS часто строятся на системах безопасности и пожарной безопасности.
Информационная безопасность [ править ]
С расширением спектра возможностей и подключений к Интернету вещей неоднократно сообщалось, что системы автоматизации зданий уязвимы, что позволяет хакерам и киберпреступникам атаковать их компоненты. [22] [23] Хакеры могут использовать здания для измерения или изменения окружающей среды: [24]датчики позволяют вести наблюдение (например, отслеживать передвижения сотрудников или привычки жителей), в то время как исполнительные механизмы позволяют выполнять действия в зданиях (например, открывать двери или окна для злоумышленников). Некоторые поставщики и комитеты начали улучшать функции безопасности в своих продуктах и стандартах, включая KNX, ZigBee и BACnet (см. Последние стандарты или проекты стандартов). Однако исследователи сообщают о нескольких открытых проблемах безопасности автоматизации зданий. [25] [26]
Автоматизация помещений [ править ]
Комнатная автоматизация - это подмножество автоматизации зданий с аналогичной целью; это объединение одной или нескольких систем под централизованным управлением, но в данном случае в одном помещении.
Наиболее распространенным примером автоматизации помещений является корпоративный зал заседаний, презентаций сьютов, а также лекционные залы, где работа большого количества устройств , которые определяют функцию номера (например, видеоконференцсвязи оборудование, видеопроекторы , системы освещения управления , общественных адресных систем и т.д. ) сделало бы ручное управление комнатой очень сложным. Обычно в системах автоматизации помещений сенсорный экран используется в качестве основного способа управления каждой операцией.
См. Также [ править ]
- Техника управления
- Цифровой дом
- Указатель статей по домашней автоматизации
- Умная среда
- Тестирование регулировки балансировки
Протоколы и отраслевые стандарты [ править ]
- BACnet
- Bluetooth
- ДАЛИ
- Dynet
- EnOcean
- Eubac
- KNX
- LonTalk
- MIDAC
- OPC
- OpenTherm
- OpenWebNet
- VSCP
- ZigBee
Ссылки [ править ]
- ^ KMC Controls. «Понимание систем автоматизации и управления зданиями» . Архивировано из оригинального 19 мая 2013 года . Проверено 27 марта 2013 года .
- ^ «CEDIA Find: Cool Automation объединяет интеллектуальные кондиционеры со сторонними системами управления» . CEPro. Архивировано из оригинала 17 июня 2015 года . Дата обращения 16 июн 2015 .
- ^ Dragoicea, M .; Bucur, L .; Патраску, М. (2013). Сервис-ориентированная имитационная архитектура для интеллектуального управления зданием . Труды 4-й Международной конференции по исследованию науки о сервисе 1.3 . Конспект лекций по обработке деловой информации. ЛНБИП 143. С. 14–28. DOI : 10.1007 / 978-3-642-36356-6_2 . ISBN 978-3-642-36355-9. S2CID 15117498 .
- ^ «FÖRST I VÄRLDEN - Klövskog, Финляндия» (на шведском языке). KONE . Проверено 13 октября 2019 года .
- ^ "Нурмиярвен Крейви - Den første i verden" (на датском языке). Byggematerialer. Архивировано из оригинального 13 октября 2019 года . Проверено 13 октября 2019 года .
- ↑ Асадулла, Мухаммад (22 декабря 2016 г.). Обзор систем домашней автоматизации . DOI : 10.1109 / ICRAI.2016.7791223 .
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2008-12-15 . Проверено 15 июня 2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ [1]
- ^ «Обнаружение и классификация событий силовой нагрузки на основе анализа краевых символов и машины опорных векторов» . 2012 г.
- ^ «Управление освещением экономит деньги и имеет смысл» (PDF) . Daintree Networks . Проверено 19 июня 2009 .
- ^ Беллия, Лаура; Марино, Кончетта; Миникиелло, Франческо; Педасе, Алессия (01.01.2014). «Обзор систем солнечного затенения для зданий» . Энергетические процедуры . 6-я Международная конференция по устойчивому развитию энергетики и строительства, SEB-14. 62 : 309–317. DOI : 10.1016 / j.egypro.2014.12.392 . ISSN 1876-6102 .
- ^ Сельковиц, Стивен; Ли, Элеонора (13 февраля 2004). «Интеграция автоматического затенения и интеллектуального остекления с контролем дневного света» . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - ^ Кьеза, Джакомо; Ди Вита, Даниэль; Гадирзаде, Ахмадреза; Муньос Эррера, Андрес Эрнандо; Леон Родригес, Хуан Камило (01.12.2020). «Система управления освещением и затенением IoT с нечеткой логикой для интеллектуальных зданий» . Автоматизация в строительстве . 120 : 103397. дои : 10.1016 / j.autcon.2020.103397 . ISSN 0926-5805 .
- ^ Кунвар Niraj; Cetin, Kristen S .; Пасс, Ульрике (2018-03-01). «Динамическое затенение в зданиях: обзор методов тестирования и результатов последних исследований» . Текущие отчеты об устойчивой / возобновляемой энергии . 5 (1): 93–100. DOI : 10.1007 / s40518-018-0103-у . ISSN 2196-3010 .
- ^ Bahaj, AbuBakr S .; Джеймс, Патрик А.Б.; Йенч, Марк Ф. (1 января 2008 г.). «Возможности новых технологий остекления для зданий с высоким остеклением в жарком засушливом климате» . Энергия и здания . 40 (5): 720–731. DOI : 10.1016 / j.enbuild.2007.05.006 . ISSN 0378-7788 .
- ^ "О ВАВ" . SimplyVAV . Проверено 5 октября 2015 года .
- ^ Департамент энергетики США, Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория, Учебное руководство по перестройке здания: контроль температуры воздуха на выходе из кондиционера.
- ^ TAYLOR ENGINEERING, Сброс уставок с помощью логики Trim & Respond
- ^ TRANE, Информационный бюллетень для инженеров, Энергосберегающие стратегии управления для крышных VAV-систем, Сброс температуры приточного воздуха. (Стр. 2, Колонка 2, Параграф 1) Том 35–4, ADM-APN022-EN (октябрь 2006 г.)
- ^ "Система автоматизации здания Клоусон, штат Мичиган, Поместье Клоусона" . Проверено 3 января 2016 года .
- ^ a b Patrascu, M .; Драгойча, М. (2014). Интеграция служб и агентов для управления и мониторинга: управление аварийными ситуациями в умных зданиях . Ориентация на услуги в холоническом и мультиагентном производстве и робототехнике . Исследования в области вычислительного интеллекта. Исследования в области вычислительного интеллекта, том 544. стр. 209–224. DOI : 10.1007 / 978-3-319-04735-5_14 . ISBN 978-3-319-04734-8. S2CID 12203437 .
- ↑ Intelligence, Critical (12 апреля 2014 г.). «Европейские исследователи изучают возможность ботнетов BACnet» . Проверено 4 сентября 2016 года .
- ^ Khera, Mandeep (1 сентября 2016). "Является ли безопасность Интернета вещей тикающей бомбой замедленного действия?" . /securityintelligence.com . Проверено 4 сентября 2016 года .
- ↑ Диксон, Бен (16 августа 2016 г.). «Как предотвратить попадание ваших IoT-устройств в рабство ботнета» . techcrunch.com . Проверено 4 сентября 2016 года .
- ^ Wendzel, Штеффен (1 мая 2016). «Как повысить безопасность умных зданий?». Коммуникации ACM . 59 (5): 47–49. DOI : 10.1145 / 2828636 . S2CID 7087210 .
- ^ Гранцер, Вольфганг; Praus, Fritz; Кастнер, Вольфганг (1 ноября 2010 г.). «Безопасность в системах автоматизации зданий». IEEE Transactions по промышленной электронике . 57 (11): 3622–3630. CiteSeerX 10.1.1.388.7721 . DOI : 10.1109 / TIE.2009.2036033 . S2CID 17010841 .
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с автоматизацией зданий на Викискладе?
- v: Автоматизация зданий Предоставляет учебные ресурсы для профессионалов в этой области.
