Потенциал энергосбережения в зданиях

Подробности

Опубликовано 02.06.2013 16:28

Архитекторы, подрядчики и владельцы недвижимости постоянно сталкиваются с новыми сложными задачами. К ним относятся повышение требований для обеспечения комфорта, а также обязательные политические директивы, такие как "EU Building Directive" в Европе или "Cal Title 24" в Америке. Независимо от того, производится новое строительство или реконструкции, целесообразно рассмотреть комбинированную концепцию "Интеллектуальный эко дом". EnOcean технология обеспечивает необходимую основу для удовлетворения этих требований.

EnOcean является ключом к интеллектуальному эко дому.

«Интеллектуальный эко дом» экономит личное время, создает настроение и комфорт, оптимизирует расходы, сохраняет энергию и формирует экологическое сознание. Под термином «Интеллектуальный» понимаются здания, содержащие мобильные рабочие среды, которые легко адаптируются к изменениям их использования (гибкие, мобильные, модульные). Они содержат интегрированные рабочие места (мебель), и средства централизованного мониторинга и управления зданием (системы управления). Термин "Экологичный" означает призыв к сохранению материалов и окружающей среды, повторному использованию помещений с открытой планировкой, энергосбережению, выполнению экологических требований, касающихся строительных материалов и установки (устойчивость, электро смог).

Если эти требования будут удовлетворены, здания должны содержать все больше устройств в качестве органов чувств и интеллекта. Эти сенсорные сети должны быть установлены с минимальной проводкой для обеспечения мобильности и гибкости, то есть с использованием беспроводной радио технологии.

EnOcean стандарт закладывает технологическую основу для системы в соответствии с принципами биологии зданий и является центральным ключом к концепции «Интеллектуальный эко дом». EnOcean определяется отраслевым стандартом для "радио датчиков без батарей". В отличие от других технологий радиосвязи, эти радио датчики не требуют батарей для работы. EnOcean делает это возможным путем сбора энергии из окружающей среды, например, от нажатия пальцем, падающего света, небольшой разницы температур или вибрации, и использования высокоэффективных преобразователей энергии - "энергетических комбайнов".

Благодаря уникальной комбинации миниатюрных преобразователей энергии с надежной радиотехнологией, эти беспроводные сенсорные сети работают в течение десятилетий без технического обслуживания. Эти гибкие сети обеспечивают снижение затрат и экономию энергии в зданиях и на промышленных объектах:

• Автоматизация зданий оптимизирует экономию энергии, снижает эксплуатационные расходы, снижет общую стоимость владения. Кроме того, она повышает безопасность, защиту и удобство.
• Беспроводная радио технология имеет большое значение для успеха автоматизации зданий. Она обеспечивают необходимое количество, функциональность и гибкость используемых датчиков. Радио технология сводит к минимуму время установки и снижает стоимость системы.
• Отсутствие батареек является обязательным требованием для крупных проектов. Стоимость контроля, замены и утилизации батареек увеличивается с ростом числа установленных узлов. Беспроводные решения EnOcean, не использующие батарейки, являются экологичными, соблюдают принципы биологии зданий и сохраняют основные ресурсы.

EnOcean: Экологичные решения для зданий.

Многие люди в наши дни обеспокоены тем, что на их здоровье может повлиять эффект поглощение электромагнитной энергии, который называется электро смогом. Производителей беспокоит возможность будущих исков о возмещении ущерба в связи с неблагоприятными последствиями для здоровья их продуктов. Но спрос на беспроводные устройства продолжает расти. По этим причинам, EnOcean совместно с Институтом социально-экологических исследований и образования (ECOLOG), провел измерения типичного эффекта излучения поля беспроводного переключателя EnOcean в реальных условиях эксплуатации.

Результаты оказались неожиданными:

• Беспроводные переключатели EnOcean излучают в 100 раз менее интенсивное высокочастотной поле, чем обычные, проводные выключатели света. Высокочастотные поля проводного выключателя вызываются характерным искрообразованием при его включении.
• Спектр излучения EnOcean продуктов вообще не содержит низкочастотных электромагнитных составляющих (за счет отсутствия кабеля из переключателя).
• Использование беспроводных переключателей EnOcean исключает постоянный электро смог (они активны только при работе).

Технология EnOcean используется в больницах и детских садах. Даже энтузиасты фэн-шуй, беспокоящиеся о природе и здоровье, используют технологии EnOcean в своих собственных проектах зданий. EnOcean сокращает электро смог и помогает созданию для потребителей чистой и безвредной окружающей среды!

EnOcean: Сохранение ресурсов.

Доля рынка беспроводных решений в автоматизации зданий в настоящее время выглядит так:

25% жалюзи и
охранная
сигнализация

60% тенты

80% управление
теплом

100% гаражные ворота

В 2006 году около 5 миллионов радиопередатчиков были проданы для автоматизации зданий в Европе, почти все они оснащены аккумуляторами и каждый год ожидается удвоение продаж. Это огромный потенциал для экологичного использования ресурсов!

EnOcean обходится без батареек: хорошо известно, что батарейки содержат вредные химические вещества, однако, одноразовые батарейки редко утилизации в установленном порядке. Батарейки в 5 миллионах проданных радиопередатчиков для построения управления в 2006 году умрут в течение ближайших нескольких лет. В течение следующих пяти лет технология EnOcean могла бы устранить 100 миллионов батареек для новых беспроводных устройств в дополнение к огромному количеству батареек, требующих замены.

Технология EnOcean сокращает использование меди: беспроводные выключатели и датчики сэкономят около 30% необходимых кабелей, или примерно, 1 км кабеля на каждые 450 м² жилой площади. Если предположить, что в среднем на 1 км кабеля необходимо около 40 кг меди, то на 100 млн. квадратных метров жилой площади в новых и реконструируемых зданиях, потенциал экономии в одной только Германии составит около 10.000 тонн меди в год!

Потенциал энергосбережения в зданиях.

Приведенная ниже диаграмма демонстрирует, как технология EnOcean может экономить энергию в зданиях. Здания нуждаются преимущественно в тепловой энергии для работы систем отопления и горячего водоснабжения (около 25-33% всего немецкого первичного бюджета расхода энергии) и электрической энергии для освещения (около 2% от всего немецкого потребления первичной энергии ).

Энергетическая потребность домохозяйств (Quelle: Wikipedia.de)

Экономии энергии на 20-30% при помощи одного терморегулятора.

Интеллектуальные датчики необходимы, чтобы сбалансировать компромиссные требования между комфортом и энергосбережением. Известно, что простое снижение средней температуры в помещении позволяет значительно снизить потребление энергии. Например, коридоры и прихожие, а также боковые комнаты и спальни без неудобств могут быть нагреты всего лишь до 15 °C (59 °F). Для офисов и жилых помещений, 20-22 °C (68-72 °F) является достаточным. Потребление энергии может быть уменьшено, если система снижает температуру нагрева, когда человек выходит из комнаты на длительный период времени. Центральные однокомнатные контроллеры выполняют непрерывный мониторинг окружающей среды, осуществляют контроль занятости и поддержку персональных настроек, регулируют температуру воздуха в разных помещениях от центральной точки.

Экономия при использовании центрального однокомнатного регулятора температуры оценивается в 20-30% (источник - Bremer Energie Institut). Экономичные беспроводные датчики позволяют решения, которые всего лишь несколько лет назад были доступны исключительно в верхнем ценовом сегменте.

Аналогичные наблюдения были сделаны в отношении систем кондиционирования воздуха. Каждый градус повышения комнатной температуры снижает расход энергии, необходимой для охлаждения, более чем на 4% (источник - LfU). Использование элементов управления, регулирующих по времени и месту, на основе эффективно установленных датчиков (температуры, влажности, присутствия) является перспективным подходом к обеспечению энергосбережения и защиты окружающей среды.

 
Головной офис компании Uniqa в Вене: 500 беспроводных сенсоров EnOcean на 22 этажах

Сокращение потребления энергии на 40% при использовании беспроводных оконных контактов.

Простые клапаны термостата, благодаря системе защиты от замерзания, полностью открываются в случае попадания на них потока холодного воздуха. Это приводит к повышенному расходу тепловой энергии при проветривании помещения. При проветривании окна должны быть открыты только на короткий период времени. Когда открывается окно, беспроводной оконный контакт передает радиосигнал выключить отопление в помещении. По данным исследования, проведенного в IFE Krefeld, суточная потребность в энергии для системы отопления может быть уменьшена на 40% за счет использования беспроводных оконных контактов. Этот расчет основан на предположении, что помещение проветривается в общей сложности один час при разнице внутренней и наружной температуры в 10 °C.

То же самое касается систем кондиционирования воздуха: при открытии окна, кондиционеры должны быть просто выключены. Беспроводные оконные контакты являются надежным средством для обеспечения этого.

Использование беспроводных оконных контактов показывают огромный потенциал энергосбережения. Монтаж таких контактов в здании был довольно сложной и дорогостоящей задачей, в связи с необходимостью использования большого числа кабелей. Малые беспроводные датчики теперь помогут разблокировать этот потенциал экономии в качестве недорогой альтернативы, даже при модернизации здания. Отсутствие батареек в беспроводных датчиках имеет большое преимущество, особенно для большого количества окон, так как эти датчики не требуют технического обслуживания.

Сокращение потребления энергии для освещения офисов до 70% при помощи системы управления светом, основанной на необходимости.

В офисных зданиях, в среднем одна треть энергия используется для освещения. Как правило, свет включается первым пришедшим с утра и выключается, когда последний человек покидает помещение вечером. В коридорах и на лестницах, свет горит постоянно, даже в нерабочее время. В банках и страховых компаниях, среднее потребление энергии на одного работника достигает 5,000кВтч. Это больше, чем в большинстве домашних хозяйств.

Основной потенциал экономии включают в себя:

• 500kWh в год на сотрудника там, где свет был ранее оставлен на весь день.
• 350kWh в год на 10м коридора с окнами там, где свет включается только по мере необходимости (пути движения и боковые помещения занимают 30% пространства в офисных зданиях).
• 250kWh в год в туалетах, если свет включается только при необходимости.

 
Потребление энергии в офисных зданиях (источник: www.energieeffizienz.de)

При использовании соответствующих ламп и интеллектуальной системы управления освещением, можно обеспечить не только значительное улучшение личного комфорта, но и к резкому снижению потребления энергии. Галогенные лампы той же мощности производить в два раза больше света, чем обычные лампочки. Люминесцентные и энергосберегающие лампы требуют всего лишь 20% энергии обычной лампочки, однако их себестоимость и цена значительно выше. Таким образом, энергосберегающие лампы должны использоваться только, когда освещение включено в течение достаточно длительного периода времени. Управление люминесцентными лампами в помещении при помощи датчиков движения и датчиков яркости в сочетании с электронным (диммируемым) балластом может еще сэкономить до 70% по сравнению с обычными балластами (источник - Википедия, "экономия энергии »).

EnOcean позволяет эффектное размещение не обслуживаемых беспроводных выключателей, датчиков движения и освещенности в местах, в которых ранее даже нельзя было это предположить. Например, на гибких или стеклянных перегородках, на мебели и другой арматуре, на бетонных потолках и стенах, и во время структурных перепланировок.

Наружные жалюзи и навесы уменьшают внутренний нагрев.

Внутренние жалюзи уменьшают блики. Но по сравнению с наружными ставнями и жалюзи они не так эффективны для предотвращения нагрева помещения летом. Наружные жалюзи и навесы тем самым снижают энергопотребление систем кондиционирования воздуха, а также требуют гибкого управления непосредственно на рабочем месте или с дивана в гостиной. Для этого идеально подходит радиоуправление. В настоящее время, по данным IO HomeControl, в Европе уже эксплуатируются радиоуправляемые рольставни и жалюзи (25% и 60% от общего количества соответственно).

 
Для управления светом и жалюзи в одиннадцати офисных зданиях Siemens в Мюнхене используются датчики EnOcean

Радиоуправляемые распределители тепловой энергии для обеспечения энергетически сознательного потребления.

В зданиях с общими системами отопления, контроллеры «распределителя тепла» производят расчет передаваемого от радиатора тепла в каждом помещении. Они используются уже в миллионах зданий и обеспечивают экономичный расход тепловой энергии. Сегодня около 20% уже установленных и 80% устанавливаемых «распределителей тепла» в Германии основаны на радиоуправлении. Благодаря радиоуправляемым «распределителям тепла» нет необходимости иметь доступ в помещение для считывания показаний. Это снижает расходы на администрирование, снижает ошибки.

Огромный рынок:

• количество «распределителей тепла» в Германии составляет 31 млн. устройств (классических испарителей и радиоустройств, 2006).
• 6,2 млн. «распределителей тепла» в настоящее время радиоуправляемые (в предыдущем году - 5,1 млн. Источник - Techem).

Сегодня «распределители тепла» EnOcean работают на тепловых генераторах, которые в будущем заменят несколько миллионов батареек питания.

Радио датчики уменьшают потребление горячей воды.

На втором месте в плане потребления энергии в доме стоит горячая вода. Наиболее значительное потребление горячей воды в доме относится к личной гигиене (ванна и душ). Душ требует приблизительно 60-120 литров горячей воды, ванна примерно в три раза больше. Интеллектуальные радио датчики EnOcean с управлением температурой и соплами делают душ более комфортным, и поможет уменьшить количество используемой горячей воды.

Интеллектуальные эко здания стали реальностью благодаря Альянсу EnOcean.

Важно сделать "CleanTech" информацию доступной для инвесторов, обслуживающих инженерных и жилищных компаний, так как проведение исследований отнимает много времени и в повседневной жизни для владельцев дома часто невозможно. Это препятствие приводит к отсутствию тендеров на инновационные технологии для новых зданий и реконструкцию старых, в результате используются только традиционные технологии и потенциал энергосбережения не реализуется в полной мере.

Беспроводные устройства EnOcean используется во всем мире известными производителями продуктов в своих системных решениях для интеллектуальных, энергосберегающих зданий. Альянс EnOcean является консорциумом независимых системных интеграторов и ведущих производителей в области автоматизации зданий. Сильный, международный альянс обеспечивает потенциал энергосбережения и ценовые преимущества для более широкого и эффективного внедрения технологии EnOcean .

Интеллектуальные экологичные здания становятся реальностью!

Armin Anders, с сайта www.enocean.com