VGF szaklap

Épületgépészet

Mi az a KNX?

2017. április 3. | Guszt Péter |  845 | |

Mi az a KNX?

A KNX (korábbi nevén KONNEX, illetve EIB) immáron több mint 25 éves múltra tekint vissza. A KNX-et a ’90-es évek elején azzal a céllal hozták létre, hogy az épületen belüli alapvető szabályozási funkciókat – világítás-, redőnyvezérlés, valamint hűtés-, fűtés- és légtechnikai szabályozás – egy közös platformra hozzák. Ha ugyanis ezen szabályozó készülékek azonos nyelvet beszélnek, úgy lehetőség van az összehangolt működésükre.

Az Európából induló, de mára már világszabvánnyá nőtt kezdeményezés sikeresnek mondható, a KNX szövetség (KNX Association) 405 tagot számlál, és a dinamikus fejlődés jele, hogy csak az elmúlt évben több mint 100 taggal bővült. Jelenleg tehát 405 olyan gyártó van világszerte, amely KNX kommunikációval gyárt készülékeket. Fontos megjegyezni, hogy a KNX szövetség gyártófüggetlen szervezet, ugyanúgy, ahogy a KNX, mint kommunikációs szabvány, szintén nem köthető egy konkrét gyártóhoz.

Miért jó a KNX?

A fent említett alapvető épületautomatizálási feladatokat kezelhetők önállóan is, például a világításunkat és a motoros redőnyöket működtethetjük hagyományos villanyszereléssel kábelezett kapcsolókkal, a fűtésünket szabályozhatjuk egyszerű szobatermosztáttal is, viszont ha a rendszerünk meghalad egy bizonyos bonyolultságot, valamint szeretnénk központilag kezelni és felügyelni, esetleg némi intelligenciát hozzáadni, akkor egy KNX rendszer telepítése lehet a legjobb megoldás. Az alábbiakban bemutatok egy-egy példát az intelligens működésre.

Napkövető redőnymozgatás – hogyan működik?

Az épületünk tetején elhelyezett időjárásállomás beépített GPS vevője detektálja az épületünk pontos helyét, automatikusan kiszámítja például 8 homlokzatra vetítve minden időpontban a napsugarak beesési szögét, és a redőnymozgató aktorokon keresztül a lamellákat a napsugarakra merőlegesen dönti, az épületen kívül tartva ezáltal a direkt napsütést, és beengedve a számunkra hasznos szórt fényt (1. ábra bal oldala). Ily módon a direkt napsütés mellett a hő sem jut be az épületbe, amivel nyáron a hűtési energiát minimalizálni tudjuk, úgy, hogy a lehető legtöbb természetes fényt is beengedjük, ezáltal a mesterséges fényre szánt villamos energiát is optimalizáljuk.

1. ábra: Napkövető redőnymozgatás. 1 Direkt napfény teljes visszaverődése, 2 Szórt fény aránya, 3 A direkt napfény maximális mélysége az ablaktól.

A direkt napsütés beengedésének további hátránya a szemre káros becsillanások léte – a monitoron megcsillanó fény különösen gyorsan rontja a szemünket. A napkövető redőnymozgatással mindezeket kiszűrhetjük, illetve a redőny vagy zsaluzia aljának mozgatásával szintén automatikusan beállíthatjuk, hogy a direkt napsugárzás legfeljebb az ablaktól milyen távolságra jusson be az adott helyiségbe. Ez jellemzően irodákban az ablakhoz legközelebbi asztal lapjának pozíciója (1. ábra, középen).

Konstansfény-szabályozás – miért jó?

Az iménti példához kapcsolódva, a napkövető redőnymozgatás által maximális mennyiségű szórt fény érkezik a helyiségünkbe, ehhez már csak a szükséges minimális mennyiségű mesterséges fényt kell hozzáadnunk, hogy elérjük a kívánt lux-értéket például a nappalinkban, vagy irodaépület esetén az íróasztalon. A mennyezeten elhelyezett fényérzékelőt hívjuk segítségül a feladat megoldására, mely a lámpákat a megfelelő fényerőre dimmeli a KNX aktorokon, vagy például az elterjedt DALI (Digital Addressable Lighting Interface) világítási szabványhoz kapcsolódva (2. ábra). Emellett mozgást és jelenlétet is figyel, mely információkat nemcsak a lámpák vezérlésénél használhatunk fel, hanem a KNX egységes kommunikáció adta lehetőségét kihasználva a fűtésünket is automatikusan csökkentett vagy pre-komfort módba állíthatjuk távollét esetén.

2. ábra: Konstansfény-szabályozás. Daylight: természetes fény, Artificial light: mesterséges fény.

Hogyan segíthet a gépészeti szabályozásban a KNX?

A KNX rendszerek hűtés/fűtés-szabályozási megoldásai sok esetben csak az egyedi helyiségszabályozásig terjednek, az osztó-gyűjtőkre szerelt termoelektromos szelepmozgatók nyitásán-zárásán keresztül. A hőközponti szabályozást ritkán, vagy csak alapvető logikákkal képesek megoldani. Léteznek azonban kiváló megoldások is a piacon.

Az egyik gyártó szabályozócsaládjának tagjai KNX kommunikációval rendelkeznek, és telepítés során a gyárilag programozott és tesztelt HVAC alkalmazások közül az adott feladatnak megfelelőt kell kiválasztanunk. Külön típusok gondoskodnak például a kazánok kaszkád üzemben történő, megfelelő működéséről, a hőközponti fűtésszabályozás (időjárásfüggő keverőszelepes körök, használati melegvíz-készítés stb.) összehangolásáról, illetve a légtechnikai rendszer optimális működéséről. A helyiségekben elhelyezett, akár egy villanykapcsoló-keretbe építhető kompakt hőmérséklet-, páratartalom- és légminőség-érzékelő által mért értékek KNX kábelen keresztül a hőközponti szabályozókhoz is eljutnak, melyek alapján pontosan kiszámításra kerül, hogy mekkora mennyiségű hő előállítására vagy friss levegő bejuttatására van szükség. Ezen felül a korábban említett időjárásállomás által mért értékeket is felhasználják, a külső hőmérséklet mellett figyelembe veszik például a napsütés erősségét is, erősen napos idő esetén tovább korrigálnak az előremenő víz hőmérsékletén.

EN15232

Amennyiben a fentiek szerint megvalósítjuk az adott épületben az egyedi helyiségenkénti hőmérsékletszabályozást, és a rendszer az egyedi hő-, illetve hűtési igényeket eljuttatja a hőtermelőhöz, valamint a hűtőgéphez, akkor megteremtettük az alapjait annak, hogy az épületünk automatikája akár „A” kategóriát érjen el az EN15232 szabvány szerint. Ezzel a megoldással jelentős üzemeltetési költséget lehet megtakarítani, ami évek alatt a beruházási költségek többszöröse lenne.

Kábelezés, programozás

A KNX rendszer kiépítésekor a kábelezés szempontjából igen könnyű dolgunk lesz. A hagyományos villanyszereléssel vagy egyéb csillagpontosan kábelezendő szabályozórendszerekkel összehasonlítva jóval kisebb a kábelezési igény. A készülékeket elegendő sorban vagy fa struktúra szerint felfűzni a KNX kábelre (az előírt topológiát figyelembe véve). Miután megtörtént a kábelezés, az ún. ETS szoftver segítségével kelthetjük életre a rendszerünket, mely feladatot jellemzően a KNX telepítő szakemberek szokták elvégezni a megrendelői igényeknek megfelelően. Az ETS szoftver szintén gyártófüggetlen, de gyakran a végfelhasználók számára is elérhetők olyan készülékek, amiket könnyedén, ETS nélkül is, számítógépre telepített ingyenes alkalmazással vagy interneten keresztül saját igényeinkre szabhatunk.

KNX kábel

A KNX további jellemzője, hogy a telepítés után is rugalmasan módosíthatjuk például a kapcsolók, beltéri kezelőegységek funkcióit, illetve hogy ezen kezelőfelületekhez éppen melyik lámpa vagy redőny működését rendeljük hozzá, ezt ugyanis elegendő az ETS szoftveren beállítani, a kábelezésen már nem kell változtatnunk.  

Távoli elérés PC-n, tableten, telefonon keresztül

Épületünk távelérése egyre gyakoribb igény. Nemcsak a helyiségek hőmérsékletének, redőnyeink vagy a riasztórendszerünk, kameráink állapotáról kaphatunk pontos adatokat például a telefonunkon keresztül, ezen felül teljes körű beavatkozásra is lehetőségünk van. Egy gombnyomással a telefonunkon távollétbe állíthatjuk az épületet, élesítve ezzel a riasztónkat, lekapcsolva a lámpákat, melyek akár az esti órákban automatikusan jelenlétet szimulálhatnak. Érkezésünk előtt magasabbra állíthatjuk a fűtésünket, téli időben indíthatjuk a rámpafűtést a garázsunk feljáróján.

A saját komfortunk mellett a biztonságos működés érdekében például a hőközponti rendszerünk felügyeletét rábízhatjuk a karbantartó partnerünkre interneten keresztül, aki kiszállási díj nélkül időben értesítést kap az esetlegesen fellépő hibákról, vagy a tervszerű karbantartásokról (például légkezelő szűrőcseréjének szükségességéről), és még azelőtt kijavíthatja a hibákat, hogy azok komolyabban befolyásolnák az épületünk működését. Rendszeresen kiértékelhetjük az automatikánk hatékonyságát, figyelemmel követhetjük a villamos, hőenergia- és vízfogyasztásainkat.

Összefoglalás

A KNX egy olyan alacsony kábelezési igényű rendszer, amely stabil alapját képezheti lakóépületek, kereskedelmi, irodai létesítmények épületautomatikájának. Manapság számtalan gateway-en keresztül is bővíthetünk például rádiófrekvenciás kiegészítőkkel, internetes alkalmazásokkal, audio-video rendszerrel, NFC megoldásokkal, illetve a KNX akár egy meglévő épületfelügyeleti rendszer alrendszereként is integrálható.

Aki tehát egy ilyen rendszer mellett dönt, egy kiforrott, gyártófüggetlen, rugalmas rendszert kap, és több mint 400 gyártó termékei közül választhatja ki minden egyes alkalmazáshoz a megfelelő készüléket.