Dziś jest sobota, 14 grudzień 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8234 -0.7% 1EUR 4.2747 -0.23% 1GBP 5.1292 +1.06%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Seminarium utrzynia ruchu - Wałbrzych 2019
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
IIX edycja Targów Energetycznych ENERGETICS już w listopadzie!
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
19 sierpień 2013.

Okablowanie hybrydowe inteligentnego domu

Okablowanie hybrydowe inteligentnego domu

Powodzie w 2010 roku, jedne z największych i najbardziej tragicznych w ostatnim stuleciu, spowodowały ogromne zniszczenia. Wiele budynków nie nadaje się do dalszej eksploatacji, inne wymagają generalnego remontu. Następstwem tragedii, która dotknęła tysiące powodzian, będzie konieczność wyremontowania zniszczonych budynków lub zbudowania nowych, z czym będzie związane ułożenie wielu kilometrów przewodów elektrycznych. Dla projektantów i instalatorów jest to olbrzymie wyzwanie, a jednocześnie szansa, aby pokrzywdzeni przez los ludzie zamieszkali w nowoczesnych domach, które w przyszłości będzie można wyposażyć w systemy automatyki budynkowej. Aby to było możliwe, trzeba zmienić sposób wykonywania instalacji elektrycznych, gdyż instalacje tradycyjne, które stosowano do tej pory, nie dają takich możliwości. Okablowanie na potrzeby instalacji inteligentnego domu można wykonać za zbliżoną cenę do okablowania na potrzeby instalacji tradycyjnej. Aby jednak zrewolucjonizować sposób wykonywania instalacji elektrycznych, do nowych technologii muszą się przekonać przede wszystkim Ci, którzy będą projektować instalacje oraz Ci, którzy prace instalacyjne będą wykonywać...

Norma SEP (N SEP-E-002:2003) w punkcie 4.6.1. stanowi: "Aby ułatwić w przyszłości założenie instalacji systemowej i zminimalizować ilość prac z tym związanych (np. instalacji w systemie European Instalation Bus, instabus EIB), zaleca się poprowadzenie dodatkowych przewodów szyny sterowniczej lub pustej rury instala- cyjnej przewidzianej na ich założenie." (aktualna nazwa magistrali EIB to magistrala KNX - przyp. autora). Wykonując nowe instalacje nie warto więc powielać przestarzałych rozwiązań, które choć materiałowo są dość tanie, generują jednak duże koszty robocizny i są praktycznie nieskalowalne (poza instalacjami sterowanymi radiowo, którymi w tym artykule nie będziemy się zajmować). Pierwsze pytanie, na które warto sobie odpowiedzieć - dlaczego właśnie magistrala KNX (dawniej nazywana EIB)? Standard KNX jest aktualnie najszerzej wspieranym standardem automatyki małych i średnich budynków. Opis standardu KNX został zatwierdzony jako normy europejskie CENELEC - EN 50090 i CEN - EN 13321, jako norma międzynarodowa ISO/IEC 14543 oraz jako norma chińska - GB/Z 20965.


Rys. 1 Okablowanie tradycyjne uzupełnione o przewód magistrali - wersja 1


Rys. 2 Okablowanie tradycyjne uzupełnione o przewód magistrali - wersja 2

Urządzenia do systemów KNX produkuje ponad sto firm z całego świata. Wszystkie moduły są kontrolowane pod kątem kompatybilności ze stan- dardem, co daje rzadko spoty- kane możliwości współpracy urządzeń produkowanych przez różne firmy. Elementy widoczne dla użytkownika charakteryzują się różnorodnym wzornictwem, które zaspokoi wymagania nawet najwybredniejszych klientów. A oprócz tego dobrze zaprojekto- wany i sprawnie działający system inteligentnego budynku, oparty na urządzeniach KNX, wpłynie na zmniejszenie zużycia energii, której koszty stale rosną. Użytkowanie inteligentnego systemu w standardzie KNX przyczynia się do realnego obniżenia kosztów eksploatacji, co w rezultacie powoduje zwrot poniesionych nakładów na zrealizowanie systemu. Pozostaje do rozstrzygnięcia kwestia, jak wykonać okablowanie dla potrzeb inteligentnego budynku, szczególnie w sytuacji, w której inwestor w trak- cie wykonywania instalacji nie jest zainteresowany nowoczesnymi rozwiązaniami automatyki budynkowej?
Aby rozwiązać ten problem, w firmie ID Electronics przygotowano dla instalatorów założenia Okablowania Hybrydowego Inteligentnego Domu (OHID). W dalszej części artykułu wyjaśniono ideę takiego okablowania.

Należy jednak rozpocząć od odpowiedzi na podstawowe pytanie: jak przystosować tradycyjną instalację elektry- czną, aby możliwe było zainstalowanie systemu automatyki budynkowej. Norma SEP daje lakoniczną odpowiedź: należy dołożyć do instalacji elektrycznej dodatkowy przewód magistrali KNX/EIB. Schematy przedstawione na rysunkach 1 i 2 wariantowo pokazują sposób, w jaki można poprowadzić przewód magistralowy. W wersji pierwszej zamiana na instalację KNX jest bardzo prosta. Aktory (wyrobniki) skonstruo- wane tak, aby można je było zamontować w puszkach elektrycznych, zastępują styki tradycyjnych łączników.


Rys. 3 Moduły

Na rys. 3 pokazano przykładowe urządzenia KNX/EIB różnych firm, przystosowane do montażu w puszkach instalacyjnych. Takie rozwiązanie jest wygodne, gdy w danym pomieszczeniu jest niewiele sterowanych obwodów elektrycznych, a obwody ściemniane mają niedużą moc (najczęściej do ok. 210W/VA). W tej samej puszce można zainstalować również sensory (czujniki). Trzeba przy tym pamiętać o zasadach bez- piecznego odizolowania ob- wodów 230VAC oraz 29VDC SELV. Należy stosować tzw. puszki pogłębione np. z prze- grodą izolacyjną lub puszki z do- datkową kieszenią na urządze- nia elektroniczne (rys. 4).


Rys.4 Puszki podtynkowe do osadzania urządzeń elektronicznych


Rys. 5 Moduł KNX w puszce łączników tradycyjnej instalacji elektrycznej
Na rys. 5 pokazano przykładowe podłączenie sen- sora/aktora z dwoma wejściami binarnymi i dwoma wyjściami. Schemat przedstawiony na rys. 2 różni się poprowadzeniem przewodu magistrali KNX/EIB również poprzez puszki instalacyjne rozgałęźne. Takie rozwiązanie daje instalatorowi możliwość umieszczania aktorów także w tych puszkach. O ile montując moduły w puszkach łączników nie trzeba wykonywać żadnych dodatkowych przełączeń przewodów, o tyle przy łączeniu w puszkach rozgałęźnych, należy wykonać nowe krosowania żył. Dlaczego więc, mimo swojej prostoty, takie rozwiązania są stosowane głównie w instalacjach modernizowanych oraz czasami w instalacjach oferowanych przez deweloperów?

Jest sześć podstawowych powodów:

Jest sześć podstawowych powodów:

? przy większej liczbie obwodów sterowanych trudno jest znaleźć miejsce do "schowania" modułów podtynkowych,
? rozwiązanie wyposażone w aktory podtynkowe jest droższe od porównywalnego z modułami montowanymi w rozdzielnicach,
? aktory podtynkowe mają większe ograniczenia mocy w porównaniu z modułami montowanymi na szynie,
? do rozdzielnic produkuje się większą gamę modułów KNX,
? dźwięk przełączania styków, który nieodłącznie jest związany z pracą przekaźników, łatwiej można wygłuszyć i oddalić od domowników, jeżeli urządzenia zostaną zainstalowane w rozdzielnicy,
? w przypadku modułów podtynkowych dźwięk przełączania styków przekaźnika użytkownik lokalizuje w okolicach łącznika (aktor w puszce łącznika - łatwiej akceptowalne) lub puszki rozgałęźnej w ścianie (aktor w puszce rozgałęźnej - trudniej akceptowalne).
Deweloper za naklejkę "KNX-Ready" (parafrazując znaczek HD-Ready z telewizora) niewiele dopłaca, jednak drastycznie ogranicza możliwości przyszłego właściciela inteligentnego domu czy mieszkania (narażając go przy tym na większe koszty realizacji systemu inteligentnego budynku, domu czy mieszkania).
Jak zatem należy postąpić, aby już na wstępie nie ograniczać możliwości, jakie daje instalacja ma- gistralowa? Jedno z rozwiązań zaproponowali instalatorzy. W sytuacji, w której klient w czasie remontu planuje wykonanie w przyszłości instalacji inteligentnego budynku, proponują zrealizowanie nieznacznie zmodyfikowanej instalacji magistralowej. Przewody zasilające odbiorniki są układane w gwiazdę, tak jak standardowo się to wykonuje przy realizowaniu instalacji z urządzeniami KNX montowanymi w roz- dzielnicy, zaś przewód magistralowy zamiast być ułożony w tzw. pętli otwartej (opisanej dalej), jest również układany w gwiazdę do każdego pomieszczenia. Uproszczony schemat takiej wersji okablowania pokazano na rys. 6. Instalację ma- gistralową (cztero żyłową w ekranie) można wykorzystać do sterowania trzech różnych prze- łączników bistabilnych, podobnie jak wykorzystuje się je w obwodach korytarzowych czy schodowych.
Ponieważ niewszystkie przewody stosowanedo wykonywania instalacji inteligentnych posiadają certyfikat Stowarzyszenia KNX, (którego jednym z wymogów jest odporność na pracę ciągłą pod napięciem 250VAC) sugeruje się, aby dla bez- pieczeństwa stosować przełączniki bistabilne sterowane napięciem 24V. Zaletą takiego typu instalacji jest łatwość zrealizowania na jej bazie systemu inteligentnego budynku, domu czy mieszkania, wadą zaś? konieczność stosowania przycisków jako łączników. Użytkownik musi się przyzwyczaić do uży- wania przycisków do załączania i wyłączania oświetlenia - naciska, światło się zapala, naciska ponownie, światło gaśnie.
A co ze ściemnianiem? Ściemnianie jest możliwe ale pod warunkiem, że napięcie pracy przewodu magistralowego wynosi 250VAC.
Cena takiej instalacji jest zbliżona do ceny typowej instalacji KNX. W trakcie realizowania instalacji inteligentnej, rozdzielnice wyposaża się w odpowiednie moduły aktorów (wyrobników) i sensorów (czujników), przystosowane do montażu na szynie. Na rys. 7 przedstawiono wykorzystanie instalacji ze schematu pokazanego na rys. 6 do zrealizowania instalacji inteligentnego budynku.


Rys.6 Okablowanie zalecane dla KNX, wykorzystane do sterowania przekażników bistabilnych


Rys.7 Okablowanie zalecane dla KNX

Na rys. 8 zaprezentowano zestaw przykładowych urządzeń, które mogą być montowane na szynach DIN w rozdzielnicy. Wybór urządzeń montowanych na szynę jest bardzo szeroki i bardzo często nadchodzą informacje o coraz to nowszych i ciekawszych rozwiązaniach.


Rys. 8 Przykładowe moduły KNX/EIB do montażu w rozdzielnicy

A co najważniejsze - certyfikat Stowarzyszenia KNX gwarantuje współpracę urządzeń pochodzących od róż- nych producentów. I to naprawdę działa!

Ten krótki przegląd różnych sposobów okablowania obiektów, które dopiero w przyszłości mają zostać uzupełnione o inteligentne systemy wykazał, że stosując każde z powyższych rozwiązań trzeba zaakceptować nawet daleko idące kompromisy. Potrzeba zaprojekto- wania instalacji, która w momencie odbioru umożliwi zainstalowanie tradycyjnych łączników a w przyszłości umożliwi przejście na system inteligentnego budynku, bez niepotrzebnych ograniczeń, które wykazują typy okablowania pokazane na rysunkach 1, 2 i 6, stała się powodem przyjęcia w IDE standardu Okablowania Hybrydowego Inteligentnego Domu (OHID).

Obiektem, w którym konieczne było wykorzystanie OHID, okazał się budynek, którego właściciel nie był zainteresowany zastosowaniem "inteligencji" w zakresie oświetlenia (oprócz salonu i sypialni), natomiast od razu zażyczył sobie zastosowania systemu KNX do stero- wania ogrzewaniem i klimatyzacją oraz roletami.Na czym polega idea tego okablowania? Opierając się na praktyce projektowania założono, że przeciętne pomieszczenie nie wymaga więcej niż trzech obwodów świetlnych. Z tego wynika, że pomieszczenie można połą- czyć z rozdzielnicą przewo- dem pięciożyłowym i wtedy każdy obwód może zostać wysterowany z roz-dzielnicy. Jeśli potrzeba mniej obwo- dów, to można zastosować przewód czterożyłowy (2 obwody sterowane) lub trzy- żyłowy (1 obwód sterowany). Przewody z rozdzielnicy prowadzi się bezpośrednio do puszki łączników w po- mieszczeniu, bez przechodzenia przez puszki rozgałęźne. Łączenie obwodów oświetleniowych następuje w puszce łączników, skąd przewody prowadzi się bezpośrednio do poszczególnych odbiorników oświetlenia (z reguły przewodami trzy lub czterożyłowymi). Schematy okablowania hybrydowego pokazano na rysunkach 9 i 10.

Wykonywanie połączeń w puszce łączników zwalnia instalatora od dużo bardziej skomplikowanego i praco- chłonnego łączenia przewodów w pośrednich puszkach połączeniowych (z reguły umieszczanych pod sufitem), zmniejszając tym samym koszt robocizny. A przy okazji znikają ze ścian niezbyt eleganckie dekle puszek. W przypadku prostych instalacji (np. układania okablo- wania tylko do oświetlenia górnego) można dociągnąć przewód do puszki łączników, tam go zapętlić,


Rys.9 Okablowanie hybrydowe, bez wykorzystania urządzeń automatyki budynku


Rys. 10 Okablowanie hybrydowe inteligentnego domu

Wszystkie podłączenia następują w puszce łączników i są bardzo proste. Do puszki łączników dochodzi również przewód magistralowy, prowadzony najczęściej w tzw. pętli otwartej. Takie ułożenie przewodu polega na tym, że przewód magistrali (KNX bus - 2x2x0,8) jest wyprowadzony z rozdzielnicy, następnie prowadzony od puszki do puszki a na końcu wraca do rozdzielnicy. W rozdzielnicy jest podłączony tylko z jednej strony. W wypadku uszkodzenia przewodu np. przerwania ciągłości żył, można uratować instalację, podłączając odciętą część magistrali z "drugiej" strony.

Z założenia Okablowanie Hybrydowe Inteligentnego Domu jest rozwiązaniem pasującym do instalacji tradycyjnych i instalacji inteligentnych KNX/EIB. Wykonywanie połączeń w puszce łączników zwalnia instalatora od dużo bardziej skomplikowanego i praco- chłonnego łączenia przewodów w pośrednich puszkach połączeniowych (z reguły umieszczanych pod sufitem), zmniejszając tym samym koszt robocizny. A przy okazji znikają ze ścian niezbyt eleganckie dekle puszek. W przypadku prostych instalacji (np. układania okablo- wania tylko do oświetlenia górnego) można dociągnąć przewód do puszki łączników, tam go zapętlić, a następnie poprowadzić do punktu świetlnego. Wówczas, jeśli instalacja będzie wykorzystywana do załączania z rozdzielnicy, np. poprzez aktory (wyrobniki) KNX lub przełączniki bistabilne, nie trzeba będzie w ogóle przecinać i łączyć przewodów w puszkach łączników.

Jeżeli OHID przygotowuje się jako okablowanie deweloperskie, to przyszły użytkownik otrzymuje okablowane maksymalnie 3 obwody, z możliwością sterowania z rozdzielnicy (stosując przewód 5 żyłowy, oprócz żył neutralnej - N i ochronnej - PE, pozostają trzy obwody, które mogą być sterowane przez urządzenia zamontowane w rozdzielnicy). A co wtedy, gdy użytkownik będzie potrzebował np. cztery obwody sterowane?


Rys. 11 Moduł KNX w puszcze łączników hybrydowej instalacji elektrycznej
Wówczas z rozdzielnicy będą sterowane tylko dwa obwo- dy, do sterowania dwóch pozostałych należy zastosować np. dwuobwodowy moduł KNX, instalowany w puszce łączników. Takie rozwiązanie pokazano na rys. 11. Dla uproszczenia rysunku nie pokazano dwóch żył sterowa- nych z rozdzielnicy, krosowanych bezpośrednio do od- biorników oświetlenia. Jeśli potrzebne będzie więcej obwodów sterowanych, wówczas należy dołożyć kolejny podtynkowy aktor (wyrobnik) KNX, uzyskując np. załączanie dwóch następnych obwodów sterowanych. Do sterowania oświetleniem dużych salonów często wymaga się większej liczby obwodów. Ale takie pomieszczenia z reguły mają zaprojektowane więcej miejsc, w których montowane są łączniki oświetlenia. Daje to możliwość uzyskania dodatkowych obwodów sterowanych z roz- dzielnicy. Projektant instalacji elektrycznych bez problemu poradzi sobie z takim zadaniem, uzupełniając instalację tradycyjną np. o przełączniki bistabilne do sterowania oświetleniem z wielu miejsc (jak to pokazano na rys. 6)

Mamy nadzieję, że przybliżenie idei okablowania hybrydowego, stosowanego z powodzeniem przez współpracujących z firmą IDE projektantów i instala- torów elektrycznych, pokazało interesujące możliwości wykonywania okablowania nowych i remontowanych budynków, które (z korzyścią dla przyszłego użytkow- nika) mogą być wykorzystywane przy realizacji instalacji tradycyjnych, inteligentnych lub mieszanych. Mamy również nadzieję, że do tych rozwiązań przekonają się także deweloperzy.
Dziękujemy serdecznie Panu Andrzejowi Dubrawskiemu z firmy Tema, z którym konsultowano niektóre z przed- stawionych rozwiązań.
Andrzej Tomczak
ID Electronics
Elektroinstalator 9/2010

Źródło: ID Electronics Sp. z o. o.
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl