Kézbentartott épület irányítás

Az okostelefonoknak és egyre fejlődő alkalmazásaiknak köszönhetően növekszik az igény a legértékesebb vagyontárgyunk, az otthonunk okos funkcióinak kiépítésére és használatára. Okos ház egy olyan épület ahol a rendszerek hatással vannak egymásra és így biztosítják bárhonnan vezérelve a kiemelt biztonságot, az energiatudatos életmódot, a gondtalan kényelmet és tervezhetőséget.

Okos otthon fejlesztési tapasztalatok:

Közel 15 éve építettünk egy olyan modern épületet, ahol az elsődleges szempont a lehető legalacsonyabb működési költség (rezsi minimalizálás) volt. Évek során szerzett tapasztalataink alapján beláttuk, hogy az intelligens épület iránti igény nagyon is reális és megtérülő beruházás.

Az épület hőszivattyús fűtési-hűtési rendszerrel működik. A tájolása, az épület tagoltsága, az építőanyagok felhasználása, a nyílászárók méretezése is mind-mind az alacsony üzemeltetési költségre törekvés mentén kerültek kiválasztásra. A használati melegvíz előállítása jelentős részben a fűtési rendszerre is rásegítő napkollektoros rendszerrel történik. Így az épület energiafelhasználása szinte teljes mértékben villamos energia alapú, amelynek a megtermelésére napelemes kiserőművet telepítettünk. Az eddig eltelt 15 év alatt mérnökként az energiatudatossági elhivatottságom által vezérelve is folyamatosan fejlesztettük az épületet, amely során többek között az alábbiakkal találkoztunk:

Világítás: Néhány éve a kompakt fénycsövek megjelenése minden típusú foglalathoz jelentett megtakarítási potenciált amit ma 2022-ban már a led technika kiváltott. A 2 technológia energia igénye a fénycső bemelegedési periódusa alatti jelentősebb fogyasztás miatt a led gyors elterjedését eredményezte. A fogyasztókat lecseréltük a kisebb energia igényű ledekre. 

Áramfogyasztás minimalizálása komplex feladat, mivel korunk trendje a számtalan konyhai és szórakoztató elektronikai eszköz iránti igény. Veszünk egy eszközt (pld. egy TV-t vagy sütőt) és bedugjuk a dugaljba. Nincs arról információnk, hogy a nap 24 órájában áram alatt lévő eszközünk, amelyet átlagosan néhány órát használunk, mennyi áramot fogyaszt feleslegesen stand by állapotban. Mennyit fogyaszt a konnektorba állandóan bedugott töltő vagy akár a vezeték nélküli csengő transzformátora?

A háztartási gépek közül pld.: a mosógép és a mosogatógép mára minden háztartásban megtalálható és szinte napi használati cikk. Ezen gépek nagy része a legköltségesebb módon elektromos árammal fűti fel a hideg vezetékes csapvizet. Tudjuk valójában, hogy ez havonta mekkora energia pazarlást jelent? A fürdésre és kézi mosogatásra is rendelkezésre álló használati meleg vízre csatlakoztatása ezen berendezéseknek jelentős megtakarítást eredményez. Ha ezen melegvizet jelentős részben napkollektorral állítjuk elő és esetleg kútvízből akkor nagyot léptünk előre a rezsi minimalizálásban.

Amennyiben sikerül egy épület automatizálás során a szokásainkhoz igazítani a melegvíz előállítást (nem termelünk akkor ha nincs rá szükség) ezzel tovább csökkenthetőek a költségeink. Fűtés üzemeltetési költségének mérséklésénél mérföldkő a fordulatszám szabályzós keringető szivattyúk megjelenése, amely áramfelhasználása sokkal kedvezőbb az elődjénél. Egy osztó-gyűjtő fűtés-hűtés gerincét ellátó szivattyú a fordulatszám szabályozás által alkalmazkodik a kisebb térfogatáram igényhez (ha pld. csak 1 szoba kér fűtést és a többi nem, akkor kisebb fordulatszámon működik). Az épületünk hőtehetetlenségét figyelembe véve a helyiség hőmérsékletek változtatása (kevesebb fűtés kell ha nem vagyunk otthon vagy ha alszunk) is rejt tartalékokat. A hűtési és fűtési igényét 1-1 szobának az árnyékolás is jelentősen képes befolyásolni mivel a sugárzott hő közel 9-szerese a hőátadásnak.

Tehát ha fűteni kell és kint süt a nap akkor engedjük be a napfényt, ha nyáron hűtünk akkor pedig árnyékolással takarékoskodhatunk. Ahogy haladunk egyre előbbre a gondolatokban és a lehetőségekben a rendelkezésünkre álló technika egyre összetettebbé válik. A manuális kezelés egyre bonyolultabb. Pld.: akkor szeretném indítani a mosógépet ha a délelőtt kisütő nap a napkollektorainkon keresztül délre felmelegítette a HMV puffertárolót, az okozhat némi fejtörést és komfortérzet csökkenést a kézi üzemeltetés során.

Az energia megtakarítási lehetőségek kihasználását egy felhasználó barát öntanuló vezérlés a megoldás számunkra, amit egy okos telefonról is kapcsolhatunk. Ha a rendszer mérni és rögzíteni is képes a pillanatnyi fogyasztásokat, eseményeket akkor készen vagyunk. A mellett, hogy takarékoskodunk, növeljük az épületünk értékét.

A smart eszközöket gyártó cégek már szép számmal jelen vannak a mi piacunkon is. A termékpaletta az egyszerű konnektorba dugható szabályozható aljzattól a wifi kapcsolatra képes termosztatikus radiátor szelepen, a wifi vezérelt motoros szelepeken át egészen a luxus igényeket is kielégíteni képes világítási kép és zene profilokig terjed. Felölelve az épület teljes működtetését a riasztó rendszertől az árnyékolásig. Ezen eszközrendszer működési logikájának az alapja a felhasználó egyedi igényeinek kiszolgálása.

Okos otthon megoldások

Számunkra az egyedi igények közül a mindennapi életvitelünkhöz tartozó energetikaimegtakarításra képes profilok kialakítása és egyszerű kezelése a lényeges. Olyan termékpalettát kerestünk amely gyártója komoly referenciákkal rendelkezik és felhasználó barát magyar nyelvű menüvel ellátott web alapú (számítógépről és okostelefonról állítható) alkalmazást üzemeltet.

Az épületünk üzemeltetése során egyre jelentősebb igény mutatkozott az energia termelési (hőszivattyú, napkollektor, stb.) adatok rögzítésére és elemzés céljából a visszakereshetőségére. Így a SMART funkciók kiépítése során a gépházban egy egyszerű (20 hőmérséklet szonda kezelésére alkalmas) modult helyeztünk el és láttunk el érzékelőkkel. A pillanatnyi állapotot az előbbi kép mutatja.

A napkollektoraink termelési potenciálja mindig tartalmazott bizonytalanságot amíg fel nem szereltük egy hőmérséklet szondával a napkollektor gerincvezetékét. Így a SMART miniszerver által tárolt hőmérséklet adatok alapján jól elemezhető a temelés (mikor kezdődik?, meddig tart?, mennyi a maximális hőmérséklet?, stb.). Azonnal látjuk ha kieső termelés adódik.

A különböző alternatív hőtermelők (hőszivattyú, napkollektor) a fűtési puffer tartályra dolgoznak rá, amit a hőszivattyú tart egy alap hőmérsékleten (27-35Fok között) és erre tud napos időszakba a napkollektor rádolgozni. Nyári időszakban amikor a fűtés nem üzemel a napkollektor képes túltermelni, ha nem vesszük el a fűtési pufferből a hűt. A SMART funkciókkal egyszerűen beállítható a következő: ha a puffer 45Fok fölé melegszik kapcsolja be a rendszer a medence és/vagy a pezsgőfürdő fűtését és ezzel vegye el a felesleges hőt a pufferből. Az ily módon történő működési periódusról igény esetén a rendszer üzenetet is tud küldeni.

A HMV puffertartályunk alap hőmennyiségéről szintén a hőszivattyú gondoskodik és napkollektor termelés esetén 50Fok-ig a kollektor felfűti azt. A mellékelt ábra jól szemlélteti a termelést. És megfelelő monitorozási lehetőséget is biztosít.

A használati melegvíz cirkuláció egy jelentős komfort növelő eszköz. Ha működik nem kell várnunk a melegvízre a zuhanyban állva, ellenben ha állandóan működik jelentős a fogyasztása. Mi megoldásként azt alkalmaztuk, hogy az alap beállítás napi 20-22 óra közötti működést biztosít a fogyasztói szokásainknak megfelelően és a SMART funkció kezelőfelületén (amit minden felhasználó elér a számítógépével vagy az okostelefonjával) elhelyeztünk egy cirkuláció indító nyomógombot, amely egy bekapcsolást biztosít és 15 perc múlva egy automatikus leállítást.

A fentiekel az okos otthon hőmérséklete, fűtése, hűtése, használati melegvíz termelése stb. távolról is egyszerűen kezelhető és ellenőrizhető.

2020-ban már az Okos város kialakítást vizsgálták a fejlesztők. Ennek jelentőségét az adja, hogy 10 éven belül a föld lakosságának a fele városokban fog élni és itt fogják elhasználni az energia 75%-át. A fenntartható és élhető környezet kialakításához intelligens hálózatok, okos parkolás, okos épületek és okos közlekedés szükséges.

A következő évek egyik legfontosabb fejlesztése az elektromos autózás elérhetővé tétele mindenki számára és hatótávolság növelése. Óriási üzemeltetési költség különbségek vannak a hagyományos belsőégésű motorral működő gépjármű és egy elektromos autó között. A piacvezető gyártók már olyan jövőképet vizionálnak az önvezető, a másik járművel és az épületünkkel kommunikáló autókról amely használata (pld.: carsharing) átalakítja a mindennapi szokásainkat. Ebben a jövőképben a gépjármű energia felhasználást racionalizáló eszközünk is lehet. Akár az otthonunkban napelemről feltöltött járműakkumulátor energiájának egy részét a munkahelyünkön használjuk el vagy töltjük vissza a hálózatra.

Nem véletlen, hogy a mai kor fejlesztésének a fókusza az akkumulátor. 2019 év végén a kémiai nobeldíjat is ezen téma érdemelte ki. 2020 őszén az egyik legnagyobb érdeklődést vonzó rendezvény a Tesla Battery Day volt.

Okos otthon tudástár