Jak může v praxi vypadat zvyšování komfortu, kvality a bezpečnosti užívání budov s technologií KNX?

  • Jedním tlačítkem lze spínat více svítidel, příp. všechna svítidla a další zařízení včetně vybraných zásuvek v rámci centrální funkce.
  • Zabezpečení vnějších žaluzií při silném větru.
  • Automatická regulace nastavení žaluzií pro odstínění slunce v létě či naopak podpora akumulace tepla ze slunce v zimě.
  • Svítit v místnosti se bude jen za přítomnosti člověka, příp. topit jen na udržovací teplotu, a to ne při otevřeném okně.
  • Prostřednictvím SMS či Internetu lze ovládat budovu na dálku – zapínat topení, saunu, zalévat trávník…
  • Lze naprogramovat simulování přítomnosti v budově například při pobytu na dovolené.
  • Lze odečítat spotřebu elektrické energie v různých částech budovy např. při jejich pronájmu jiným subjektům.
  • Umožňuje vazbu na zabezpečovací a protipožární systémy budov.

Asociace KNX

KNX navazuje na dřívější standard EIB, který vznikl v roce 1986 a od roku 1992 byl též evropskou normou. Za účelem vytvoření celosvětově platného standardu vznikla v roce 1999 asociace KNX, která měla za cíl vytvoření otevřeného světového standardu KNX pro automatizaci budov a domácích spotřebičů včetně jejich síťového spojení. KNX vznikl na platformě EIB, který je tak s KNX plně kompatibilní. Asociace KNX sdružuje přes 200 členských ­společností, přičemž platí, že přístroje z produkce všech společností, které chtějí nosit logo KNX, musí od této asociace získat certifikát na základě náročného standardizačního procesu zahrnujícího také testy přístrojů. Díky tomu lze v jedné instalaci KNX kombinovat přístroje různých výrobců, aniž by to mělo vliv na funkčnost ­instalace. Asociace KNX dále vytváří a zpřístupňuje společný nástroj pro parametrizaci přístrojů v instalaci – program ETS – a nabízí technickou podporu, školení, osvětu a propagaci technologie KNX.

Principy fungování elektroinstalací KNX

KNX pracuje decentralizovaně a nevyžaduje PC ani žádnou jinou speciální řídící jednotku. Funkce naprogramované v programu ETS jsou uloženy v jednotlivých přístrojích umístěných na sběrnici – ­krouceném páru. Ovládání funkcí probíhá po síti bezpečného ­malého napětí SELV 29 V DC prostřednictvím sběrnice, která přenáší telegramy mezi ovládacími a ovládanými prvky elektroinstalace. Rychlost komunikace je 9 600 bits, průměrná doba přenosu jednoho telegramu 25 ms.

Elektroinstalace je tvořena následujícími čtyřmi druhy přístrojů:

Systémové přístroje: napájecí zdroje, datové sběrnice, komunikační rozhraní (USB, IP, RS-232), tlumivky, liniové spojky, ­oblastní spojky. 
Ovládací prvky: tlačítkové ovládače, snímače povětrnosti (vítr, déšť, světlo, teplo atd.), termostaty, analogové a binární vstupy.
Akční členy: spínací, stmívací, pro řízení žaluzií, akční členy ­topení. (Akční člen si lze představit jako stykač, který nepotřebuje ovládací obvod, protože je řízen programově po sběrnici povely od ovládacích prvků, které jsou mu programově přiřazeny.)
Řídící prvky (kontroléry): ovládací prvky a akční členy mohou být logicky propojeny řídícími prvky (logickými členy, logickými moduly, dotykovými tably apod.) pro zajištění vyšších počtů komplexních funkcí.

Účastníci jsou ke sběrnici připojeni paralelně, sběrnice slouží pro komunikaci a napájení jednotlivých prvků. Nejnižší úroveň elektroinstalace KNX se nazývá linie, přičemž v jedné linii může být nejvýše 64 přístrojů (účastníků na sběrnici). Přitom v každé linii musí být napájecí zdroj a přepěťová ochrana. Topologie může být například stromová, hvězdicová, ale nikdy se nesmí uzavřít smyčka! Aktuální počet účastníků závisí na výběru napájecího zdroje a také na ­spotřebě jednotlivých účastníků. Linie lze sdružovat pomocí ­liniových spojek do oblastí, přičemž v jedné oblasti lze mít maximálně 15 linií a v jedné instalaci maximálně 15 oblastí propojených oblastními spojkami.

Tímto se dostáváme ke 14 400 přístrojům v jedné instalaci. Pokud by to bylo málo (zde však podotkněme, že v České republice zatím není tak rozsáhlá instalace), lze pomocí opakovačů, které umožňují navěsit na jednu linii až 255 přístrojů, dosáhnout instalace čítající více než 57 tisíc přístrojů! Pro urychlení komunikace lze místo oblastních i liniových spojek použít IP routery a vést páteřní a hlavní linie pomocí ethernetu. Významnou výhodou oproti konvenční elektroinstalaci je vysoká ­flexibilita a možnost budoucího snadného rozšiřování elektroinstalace.

Je to proto, že ovládací prvky, které vysílají povely k ­provedení zásahu akčním členům, jsou na tyto přístroje navázány jen pomocí telegramů putujících po sběrnici a kdykoli lze v ETS ­jednoduše ­tažením myší změnit přiřazení ovládacího prvku k danému akčnímu členu. Proto můžete stiskem určitého tlačítka ovládat nejdříve ­například stropní osvětlení, a po přeprogramování již stejným ­tlačítkem ovládáte například venkovní motorové žaluzie. Silové ­vedení propojuje jen akční členy se zátěží (např. předřadníky ­zářivek, pohony žaluzií, motorem pro příjezdovou bránu apod.). Ovládací prvky k silovému vedení připojeny vůbec nejsou.

Úspory energií s elektroinstalací KNX

Díky tomu, že systém KNX dokáže zohlednit například intenzitu osvětlení nebo přítomnost lidí v místnosti, otevřená okna, rozdíl mezi požadovanou a skutečnou teplotou v jednotlivých místnostech, intenzitu a směr slunečních paprsků a další faktory, je možné s jeho použitím dosahovat významných úspor spotřebovávané energie a tedy i provozních nákladů.

Potenciální úspory podle vědeckých studií:

  • Řízení vytápění po místnostech cca 14 až 25 %
  • Automatizace vytápění cca 7 až 17 %
  • Ovládání žaluzií cca 9 až 32 %
  • Řízení osvětlení cca 25 až 58 %
  • Klimatizace cca 20 až 45 %

Celkově pak se průměrné úspory energií dosažené optimalizací ­pomocí KNX pohybují v rozmezí
od 11 % do 31 %.

Podrobné informace k systému KNX naleznete na webových stránkách www.abb.czknx a na stránkách asociace KNX www.knx.org.

 

Petr König
ABB, s.r.o.
petr.koenig@cz.abb.com