Automatyzacja w zarządzaniu systemami grzewczym

Jedną z cech nowoczesnych instalacji oraz urządzeń grzewczych, takich jak wykorzystywanych w budynkach jednorodzinnych, jest sterowanie ich pracą za pomocą zaawansowanych układów automatyki. Dzięki nim uzyskuje się korzyści w postaci zarówno obniżania zużycia energii i zarazem kosztów ogrzewania, jak i wygody dla użytkowników.

 Nie muszą oni martwic się ani tracić czasu na ręczną regulację temperatury oraz dorzucanie paliwa stałego – wszystko dzieje się automatycznie. We współczesnych systemach grzewczych, dzięki postępowi technologicznemu, zwłaszcza w dziedzinie informatyki, możliwości automatyki stają się jeszcze większe.

Czego od systemów grzewczych oczekują ich użytkownicy

Wyniki ankiety przeprowadzonej kilka lat temu przez jedną z firm z branży pokazują, że użytkownicy systemów grzewczych oczekują od nich takich cech, jak: komfort cieplny, przystępna cena, wygoda, oszczędność energii, intuicyjna obsługa, możliwość zdalnego sterowania, nowoczesny wygląd, integracja kilku urządzeń w jednym systemie oraz możliwość ustawiania temperatur dla każdego pomieszczenia oddzielnie. Obecnie, w związku z inflacja oraz coraz wyższymi cenami paliw i prądu, a także regulacjami narzucanymi przez Unie Europejską, na pierwszy plan wysuwa się oszczędzanie energii, co oznacza głównie niższe koszty eksploatacji domu. To bardzo ważne również dlatego, że ogrzewanie domu pochłania znaczną część naszego budżetu. Doświadczenie pokazuje, że nawet niewielkie zmiany w naszych codziennych praktykach związanych z ogrzewaniem przynoszą efekty w postaci niższych rachunków. Współczesne inteligentne sterowniki umożliwiają dostosowanie temperatury w pomieszczeniach w zależności od pory dnia, aktywności mieszkańców, warunków pogodowych czy przeznaczenia pomieszczeń (salon, łazienka czy sypialnia). Podłączenie termostatów oraz sterowników do Internetu umożliwia na zdalne sterowanie ogrzewaniem domu oraz monitorowanie temperatury za pomocą aplikacji na smartfonach.

Inteligentne sterowanie ogrzewaniem domu

Przykładem zaawansowanych technologicznie urządzeń w instalacji grzewczej mogą być termostaty programowalne oraz inteligentne. Pierwsze z nich to rozwiązanie popularne i znane o dawna, umożliwiające wprowadzenie do pamięci urządzenia harmonogramu ogrzewania w oparciu o dni tygodnia oraz godziny, dzięki czemu uzyskuje oszczędności energii (np. gdy mieszkańcy są w pracy to temperatura w domu może być obniżona o kilka °C). Bardziej zaawansowane termostaty inteligentne pozwalają na automatyczne dostosowanie temperatury w pomieszczeniu na podstawie naszych preferencji oraz warunków atmosferycznych. Niektóre z nich wykorzystują algorytmy uczenia maszynowego (ML), dzięki czemu potrafią dostosować się do nawyków mieszkańców domu i zapewnić im optymalny komfort cieplny. Systemy z czujnikami obecności automatycznie ustawiają wymaganą temperaturę, np. +20°C w pomieszczeniach, w których znajdują się ludzie.  Pozwala to na zaoszczędzenie energii, bo puste pokoje nie są niepotrzebnie dogrzewane. Natomiast najbardziej zaawansowane systemy wykorzystują technologię sztucznej inteligencji (AI) do analizy danych z wielu źródeł, takich czujniki temperatury, prognozy pogody z Internetu, nawyki mieszkańców czy charakterystyka cieplna budynku. Dzięki temu potrafią podejmować precyzyjne i skomplikowane decyzje dotyczące sterowania ogrzewaniem, dzięki czemu użytkownicy płacą niższe rachunki i cieszą się dużym komfortem użytkowania instalacji grzewczej.

Inteligentne zarządzanie systemami grzewczymi oraz innymi w domu

Od jakiegoś czasu inteligentne systemy, łączące w sobie sterowanie instalacją elektryczną, oświetleniową, czy ogrzewania i wentylacji, wykorzystywane są również w domach mieszkalnych. Sprzyjają temu zarówno nowoczesne technologie, jak i popularność urządzeń mobilnych (głównie smartfonów), które dzięki odpowiednim aplikacjom pozwalają zdalne monitorowanie budynku oraz ustawianie parametrów systemów, np. poziomu temperatury. Inteligentny dom (ang. Smart Home) pozwala uzyskać rzeczywiste oszczędności dzięki zmniejszeniu zużycia energii. Takim budynkiem można zarządzać tak, by przy minimalnych kosztach osiągać warunki komfortowe dla wszystkich użytkowników. Smart Home opiera się na technologii IoT, czyli Internetu Rzeczy. Pojęcie to oznacza sieć urządzeń, wyposażonych w czujniki, oprogramowanie oraz inne systemy, pozwalające na gromadzenie oraz wymianę danych za pośrednictwem sieci informatycznej, często bezprzewodowej. Dzięki tej technologii możliwe jest np. zdalne sterowanie ogrzewaniem podłogowym. W inteligentnych systemach ogrzewania najczęściej wykorzystywane są sieci bezprzewodowe, które nie wymagają kosztownej i kłopotliwej instalacji. Domowe sieci IoT wykorzystują takie standardy komunikacji pomiędzy urządzeniami w systemie, jak 433, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee oraz Z-Wave. Dwa ostatnie oferują niski pobór energii, przystępne ceny kompatybilnych urządzeń oraz możliwość szyfrowania danych, dlatego cieszą się popularnością

Systemy BMS i HEMS a ogrzewanie domu

Inteligentny dom sam potrafi dostosować się do aktualnych potrzeb jego mieszkańców. Odpowiada za to system automatyki, obejmujący sterowniki, regulatory, czujniki (np. temperatury, wilgotności czy stężenia dwutlenku węgla) oraz urządzenia wykonawcze (albo aktuatory, np. siłowniki zaworu mieszającego), połączone wspólnym modułem komunikacyjnym. BMS, czyli system zarządzania budynkiem (ang. Building Management System) na podstawie danych z czujników steruje urządzeniami wykonawczych, monitoruje pracę urządzeń oraz elementów instalacji, a także archiwizuje dane. BMS umożliwia ciągłą kontrolę zużycia energii w domu oraz jej odpowiednie wykorzystanie, stosownie do potrzeb. HEMS, czyli System Zarządzania Energią w Domu (albo System Zarządzania Energią Domową, ang. Home Energy Management System) to połączenie sprzętu i oprogramowania, przeznaczone do optymalizacji zużycia energii w gospodarstwach domowych. Pozwala on na monitorowanie, kontrolowanie oraz automatyzację różnych urządzeń i systemów w domu, między innymi ogrzewania, wentylacji oraz klimatyzacji. Dzięki monitorowaniu zużycia energii za pomocą inteligentnego licznika tego systemu, mieszkańcy domu mogą nadzorować zużycie energii oraz identyfikować te obszary, w których można uzyskać oszczędności. HEMS potrafi automatycznie sterować urządzeniami w domu, np. gdy mieszkańcy są w pracy czy szkole, niepotrzebne urządzenia zostają wyłączone, zaś poziom temperatury w pomieszczeniach jest regulowany na podstawie aktualnej pogody. Użytkownicy mogą zaś zdalnie monitorować pracę systemu i ustawiać jego parametry za pomocą aplikacji mobilnych. Dzięki temu uzyskują znaczne zmniejszenie zużycia energii, co przekłada się na niższe rachunki.

Rozwiązania systemów zarządzania ogrzewaniem domów

Niektóre firmy oferują własne rozwiązania z tej dziedziny. Przykładem może być „Urządzenie i system zarządzania urządzeniami grzewczymi z wykorzystaniem koncepcji Internetu Rzeczy”. W skład tego produktu, dostosowywanego do potrzeb klienta, wchodzą urządzenia pomiarowe oraz urządzenia wykonawcze, sterującego pracą urządzeń końcowych. System wykorzystuje dostępne na rynku komponenty OpenHardware oraz może komunikować się z innymi za pośrednictwem protokołu HTTP. Opracowany interfejs programistyczny pozwala na zdalny odczyt temperatury oraz sterowanie urządzeniami wykonawczymi.

Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki

Opracowanie redakcja : (T.H.)

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.ogrzewnictwo.pl