Řízení osvětlení s LED světelnými zdroji systémem KNX

Typografie
  • Smaller Small Medium Big Bigger
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

V minulosti ještě ne tak příliš vzdálené vyplývalo ze statistik, že např. v oblasti obytných budov se na spotřebě elektrické energie velmi výrazně podílí provoz osvětlení.

To později vedlo k tomu, aby se v širokém měřítku nasazovaly energeticky úspornější (tedy účinnější) světelné zdroje. Ke snižování spotřeby se přecházelo od klasických žárovek k energeticky méně náročným zdrojům – k tzv. úsporným žárovkám – umožňujícím přímou náhradu žárovek ve stávajících svítidlech. Jednalo se o jednopaticové zářivky s vestavěnými elektronickými předřadníky. Ty byly k dispozici jak v levnějších provedeních určených pouze pro spínání anebo v dražších konstrukčních variantách dovolujících i stmívání.

Další přelom nastal před několika málo lety, s přechodem k ještě energeticky účinnějším, a tedy i úspornějším světelným zdrojům – LED. Jenže i přes snížení spotřeby elektrické energie nebývá často dosahováno významných finančních úspor. Vždyť dodavatelé neustále zvyšují ceny energie, naposledy např. zavedením stálých poplatků za jmenovitou velikost hlavního jističe. Nakonec stejně nezbývá než se snažit o co nejefektivnější provoz všech elektrických ale i neelektrických spotřebičů, tedy využívat energii co nejlépe – jen tehdy, tam a v takovém množství, kdy, kde a kolik je právě zapotřebí. K tomu napomáhají především systémové elektrické instalace, v jejichž čele stojí jediný celosvětově normalizovaný systém KNX.
Jakým způsobem byl dříve řízen provoz osvětlení v kancelářích a dalších místnostech v různých typech budov? Jednalo se o manuální ovládání. Přitom zhusta docházelo k určitým extrémům. Na jedné straně se na plný výkon svítilo po celou pracovní dobu i v případech, kdy v místnosti byl dostatek přirozeného světla. Nebylo vůbec výjimkou ponechávat osvětlení v zapnutém stavu i po skončení pracovní doby, někdy i přes celý víkend. To tedy představovalo značné plýtvání elektrickou energií.

rizeni osvetleni knx 2020 1
Druhým mezním případem bylo vypínání osvětlení již při nepatrném množství přirozeného světla v místnosti, i když pro práci by bylo zapotřebí dosáhnout vyšší hladiny osvětlení. Tyto problémy byly postupně odstraňovány zaváděním řízení na stálou osvětlenost, navíc s vazbou na přítomnost osob. Samozřejmě, že k tomu již byly vždy potřebné systémy vybavené elektronickými prvky, tedy řízení provozu vyžadující již výrazně dražší prvky než předtím používané klasické elektromechanické spínače. Ale úspory elektrické energie vzniklé využíváním takovéhoto způsobu řízení osvětlení dokázaly uhradit vyšší pořizovací náklady během relativně krátké doby.
KNX systém v letošním roce slaví již 30 let od svého zavedení. Mnohaleté zkušenosti ukázaly, že tento systém je skutečně vysoce spolehlivý a je schopen řídit všechny funkce, jimiž jsou objekty vybavovány. Vycházíme-li z poznatků z provozu nejstarších KNX instalací, realizovaných před téměř třemi desítkami let, lze skutečně prohlásit, že životnost těchto instalací musí značně převyšovat zmíněných 30 let. Jak je to možné? Všechny KNX komponenty podléhají povinnému přezkušování podle norem řady ČSN EN 50090 kladoucích náročné požadavky na tyto prvky. A s rozvojem techniky jsou i tyto normy doplňovány o další části, definující např. zabezpečenou komunikaci či využívání v IoT apod. To znamená, že novější výrobky splňují stále více požadavků na spolehlivé fungování v instalacích při řízení provozu prakticky všech funkcí využívaných nejen v budovách pro bydlení, ale i v objektech státní správy, komerčních, školských, zdravotnických apod.
I přesto, že pro osvětlování se využívají svítidla vybavená energeticky úspornými světelnými zdroji, má značný význam dávat prostor systémovému řízení osvětlení – svítit vždy jen v potřebné míře a tam, kde je to nezbytné. Důležité je proto zajistit co nejužší spolupráci s řízením celé řady dalších funkcí (vytápění, klimatizace, stínění atd.), což je nezbytné pro skutečně optimální spotřebu energie. Je tedy potřebné široké nasazení samočinných řídicích systémů.
Je důležité si uvědomit, že do úspor je nutné nejdříve investovat. Výše investic samozřejmě nezávisí pouze na požadované návratnosti vynaložených prostředků, ale také na očekávané úrovni komfortu.
Systémová elektrická instalace KNX je spolehlivým komplexním systémem pro řízení všech funkcí v budovách. Montážně jednoduché systémové KNX elektrické instalace s výraznou úsporou silových vodičů dokáží ovládat i monitorovat rozmanité funkce, které jsou pro provoz budovy požadovány. Stavebnicový, důsledně decentralizovaný systém přístrojů vzájemně komunikujících po dvoužilové stíněné instalační sběrnici šetří investorům značné prostředky. Uživatelům přináší významné úspory provozních nákladů, a to i ve srovnání s dosud běžným nasazením i těch nejdokonalejších lokálních řídicích systémů. Je to z toho důvodu, že některé z těchto lokálních systémů nejsou schopny zajistit účinnou kooperaci při řízení různých typů funkcí a tím výsledně výrazně snížit spotřebu energie ve srovnání s klasickým pojetím – tedy při použití vzájemně nespolupracujících dílčích řídicích systémů. Mnohé funkce lze výhodně řídit ve spolupráci se snímači přítomnosti.

rizeni osvetleni knx 2020 2

Jak řídit funkce s vazbou na přítomnost

Pro účinné pokrytí celé plochy i ve větších místnostech je nutné použití i několika snímačů přítomnosti, jak je naznačeno na obr. 1. Jak ale je možné parametrizovat způsob řízení osvětlení ve společném prostoru s více snímači? Vše závisí na požadavcích uživatele a také na schopnosti systémových integrátorů. Nejznámějším a také běžně používaným řízením osvětlení se snímači pohybu či přítomnosti je nastavení aplikace s jedním snímačem ve funkci „Master“ a ostatních pak v podřízené funkci „Slave“. V reakci na pohyb všechny snímače odesílají zapínací příkazy, ale pouze snímač „Master“ může odeslat příkaz k vypnutí. To nastane pouze tehdy, když v místnosti již žádný ze snímačů nezaznamenává žádný pohyb – místnost je opuštěná.
Je však ale možné s využitím logických vazeb upravit řízení osvětlení ve velké místnosti obsazené jen podstatně nižším počtem pracujících osob než při běžném provozu. Tehdy je zbytečné, aby naplno svítila všechna svítidla. Postačí, když je osvětlena jen ta část, v níž je to zapotřebí pro řádné osvětlení využívaných pracovišť. V ostatních částech místnosti postačí jen tlumené osvětlení. Tento způsob řízení ale na druhou stranu vyžaduje rozdělení osvětlovací soustavy do několika vzájemně nezávisle řízených sekcí – regulačních smyček.
Když již v KNX instalaci používáme snímače přítomnosti, pak je velmi snadné jejich nasazení i pro řízení dalších funkcí. Protože jejich aplikační programy to umožňují. Závislosti na přítomnosti osob se mohou běžně nastavit např. k přepínání mezi komfortním a úsporným režimem topení (chlazení). Takto lze zajistit významnou přídavnou úsporu energií pro výrobu tepla, a to oproti jinak dokonale regulovaným soustavám určeným ale k nezávislému řízení, bez možnosti spolupráce s jinými systémy.
V komerčních a podobných budovách je dodávka tepla běžně regulována podle časových programů. Takže pro dobu dlouhodobé nepřítomnosti (dovolená apod.) lze nastavit co nejúspornější režim činnosti – teplo bude do daných místností dodáváno jen pro udržování vhodně nastavené nižší teploty. Ovšem pro pravidelně opakovaný způsob využívání místností je nastaveno řízení teploty v pohotovostním režimu (teplota lišící se např. jen o 2 až 3 K od komfortní teploty). Teprve při příchodu do místnosti snímač přítomnosti dává příkaz k přepnutí do komfortního režimu. Po odchodu, po nastaveném časovém zpoždění, pak opět odesílá telegram s příkazem k přepnutí do úsporného režimu.
V komerčních a podobných objektech jsou montovány venkovní žaluzie pro zamezení oslňování osob uvnitř místností přímým slunečním světlem. Proto je důležité, aby se lamely natáčely automaticky tak, aby tento požadavek byl splněn v každém okamžiku. Současně ovšem je nezbytné, aby lamely byly natočeny tak, aby do vnitřního prostoru bylo odráženo co nejvíce přirozeného světla. Tak se sníží energetické nároky na vnitřní osvětlení, ale také na vytápění či chlazení.
Na řízení provozu žaluzií se však mohou podílet i snímače přítomnosti. Jakmile je místnost opuštěna, žaluzie budou řízeny jiným způsobem, samozřejmě ještě ve spolupráci s řízením vytápění a klimatizace.
V zimním období na osluněné straně objektu budou žaluzie plně vytaženy, aby sluneční teplo mohlo být plně využito pro snížení nároků na vytápění. V letním období pak za téže situace budou žaluzie plně spuštěny, aby veškeré sluneční teplo dopadající do oken bylo odráženo do venkovního prostoru.
Běžnými jsou také vazby na elektronický zabezpečovací systém (EZS), který je často tvořen přístroji nezávislými na KNX instalaci. Bez jakéhokoli rizika je možné zajistit spolupráci přístrojů EZS a KNX pro zvýšení efektivity celé instalace a současně pro snížení celkových nákladů. Tak například pro doplnění informací o pohybech osob v objektu lze využívat snímače pohybu a přítomnosti i v době, kdy jejich činnost je zablokována vestavěným snímačem osvětlení (celková osvětlenost je natolik vysoká, že není zapotřebí uvádět do činnosti jimi řízené světelné okruhy). Přesto tyto přístroje podávají informace o pohybech osob. Anebo obráceně, snímače pohybu pro systém EZS mohou současně ovládat vybrané okruhy osvětlení.
Budeme-li tedy řídit osvětlení v objektu, je důležité zajistit i spolupráci snímačů přítomnosti s ovládáním celé řady dalších funkcí. A to všechno dokonale zvládne právě KNX systémová (inteligentní) instalace.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cerven 2020

ElektroPrůmysl.cz, červen 2020

Číslo je zaměřené na identifikační systémy, trafostanice, transformátory a zabezpečovací techniku.

Najdete nás na Facebooku

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.

Zajímavé odkazy

TERMOKAMERY.cz – novinky a akční ceny! Vyberte si termokameru přesně dle Vašeho požadavku. Technické poradenství, profesionální přístup, prodej, odborná školení, servis a kalibrace. Vyžádejte si předvedení termokamer zdarma přímo ve vaší firmě!
VOLTWORLD.cz - Svět měřicí techniky! Internetový obchod s kvalitní měřicí technikou osvědčených světových značek. Akční ceny, výhodné sady, půjčovna, servis, kalibrace, školení a semináře.
Nová barva, snadná identifikace! NKT představila barevnou identifikaci instalačních kabelů NKT instal PLUS CYKY-J a CYKYLo-J 3 x 1,5 mm2 modrým pruhem a 3 x 2,5 mm2 zeleným pruhem.
Bezplatný odběr časopisu
Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.