1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29765
(51) C05B 15/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1279.1
(22) 30.09.2013
(45) 15.04.2015, бюл. №4
(72) Таткеева Галина Галимзяновна; Сулейманов
Сейдамет Ришадович; Дасаев Рустам Рафаилович;
Мехтиев Али Джаванширович
(73) Таткеева Галина Галимзяновна; Сулейманов
Сейдамет Ришадович; Дасаев Рустам Рафаилович
(56) Бабанова Ю.Б., Лунчер В.А., Потенциал
энергосбережения при использовании системы
управления внутренним освещением//
Светотехника, №5, 2011, с.35
(54) УСТРОЙСТВО РАЦИОНАЛЬНОГО
УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ
АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ
(57) Изобретение относится к электроэнергетике, в
частности к устройствам контроля, учета и
управления энергопотреблением административных
зданий.
Задача изобретения - повышение надежности
системы энергоснабжения административного
здания с вынесением различных функций
управления в отдельные модули для снижения
стоимости.
Устройство рационального управления
энергопотреблением административных зданий,
включающее управляющий блок, выход управления
нагрузкой которого подключен через
коммутационные модули, имеющие дублирующую
линию связи по уже проложенной сети 220 В,
датчики, отличающееся тем, что устройство имеет
модульную конструкцию, которая представляет
собой отдельные подключаемые модули, каждый из
которых управляет нагрузками, такими как системы
пожарной и охранной сигнализации, система
микроклимата и батарея статических
конденсаторов.
Технический результат изобретения заключается
в повышении надежности системы энергоснабжения
административного здания, снижении стоимости
системы управления, за счет модульности
конструкции системы, универсальность, для
подключения к системам здания только
необходимых функций регулирования, а также
снижении затрат на эксплуатацию здания.
(19)KZ(13)A4(11)29765

2. 29765
2
Изобретение относится к электроэнергетике, в
частности к устройствам контроля, учета и управления
энергопотреблением административных зданий.
Известна система управления освещением в
офисном здании, разработанная ООО «НПП «Карза»
(РФ). В состав системы входят: центральный модем,
удаленные модемы, ПК либо пульт управления и
трехфазный объединитель сигнала. Система построена
на базе устройств удаленного управления нагрузками
и сбора информации по сети 0,4 кВ (РФ, Патент
N 2352065, Н04В 3/54, опубл. 10.04.2009).
Центральное устройство позволяет осуществлять
управление освещением по расписанию и
подключается к компьютеру либо снабжается пультом
для ручного управления освещением, а также
контроля текущего состояния. Информация от
центрального модема к удаленным передается по сети
0,4 кВ. Удаленные модемы коммутируют освещение
комнаты, группы комнат, коридора по команде с
центрального модема. Удаленные устройства, наряду с
коммутирующими функциями, выступают в роли
ретрансляторов информационного сигнала по сети 0,4
кВ. (Источник: http://karza.ru/lighting_office/).
Недостатками этой системы являются отсутствие
системы резервирования, невозможность расширения
функционала для управления другими нагрузками;
автономность заключается только за счет временного
программирования.
Прототипом является устройство управления
внутренним электроосвещением Sensa Modular (Thorn,
США). Устройство включает управляющий блок,
который взаимодействует с панелью выбора
программ, датчиками, переключателями и ИК
приёмниками (Ю.Б. Бабанова, В.А. Лунчев, Потенциал
энергосбережения при использовании системы
управления внутренним освещением // Светотехника,
№5, 2011, с.35).
Недостатками этого устройства являются
ограниченность масштабирования системы,
отсутствие систем резервирования и контроля над
работоспособностью системы, невозможно
расширение функционала для управления другими
нагрузками, кроме освещения. Модульность
конструкции заключается лишь в вынесении датчиков
и панели выбора программ в отдельные модули.
Задача изобретения - повышение надежности
системы энергоснабжения административного здания
с вынесением различных функций управления в
отдельные модули для снижения стоимости.
Технический результат изобретения заключается в
повышении надежности системы энергоснабжения
административного здания, снижении стоимости
системы управления, за счет модульности
конструкции системы, универсальность, для
подключения к системам здания только необходимых
функций регулирования, а также снижении затрат на
эксплуатацию здания.
Устройство рационального управления
энергопотреблением административных зданий,
включающее управляющий блок, выход управления
нагрузкой которого подключен через коммутационные
модули, имеющие дублирующую линию связи по уже
проложенной сети 220 В, датчики, отличающееся тем,
что устройство имеет модульную конструкцию,
которая представляет собой отдельные подключаемые
модули, каждый из которых управляет нагрузками,
такими как системы пожарной и охранной
сигнализации, система микроклимата и батарея
статических конденсаторов.
Вышеуказанное достигается тем, что устройство
рационального управления энергопотреблением
административных зданий, содержащее цифровой
управляющий блок, выход управления нагрузкой
которого подключен через коммутационные модули
(пускатели), блок различных подключаемых датчиков,
ведет непрерывный мониторинг за
энергопотреблением и состоянием оборудования.
Модульность конструкции дает возможность
индивидуально комбинировать модули устройства с
учетом только необходимых функций, исключая
неиспользуемое оборудование. При необходимости
можно установить дополнительный модуль к уже
подключенному устройству.
Устройство рационального управления
энергопотреблением административных зданий
представлено на фигуре.
Устройство рационального управления
энергопотреблением административных зданий
включает главный модуль I, дополнительные
управляющие модули II, датчики III, коммутационные
модули IV и модуль отображения информации и
управления устройством V. В свою очередь, главный
модуль I включает центральный процессор 1,
построенный на основе микроконтроллера, блок
питания 2 и модуль связи с верхним информационным
уровнем 3 для взаимодействия с ПК.
Модулями являются отдельные конструктивные
части устройства, и представляющие собой
независимые электрические устройства:
I - Главный модуль - микроконтроллер с функцией
программирования, к которому подключены 2 - блок
питания, 3 - модуль связи с верхним информационным
уровнем, которые выполнены в едином блоке и
представляют собой единое целое.
II - Дополнительные управляющие модули,
представляют собой отдельные устройства
(микроконтроллер с функцией программирования),
подключаемые к главному модулю I через
электрические разъемы, что позволяет
дополнительным модулям под общим контролем
главного модуля управлять отдельными
дополнительными видами нагрузки (дополнительные
функции управления), которыми являются системы
пожарной и охранной сигнализации, система
микроклимата.
III - Датчики освещенности, присутствия,
температуры, которые подключены к главному
модулю (микроконтроллеру). Также возможно
подключение другого рода датчиков, способных
контролировать как электрические, так и не
электрические параметры. Функционально датчики
предназначены для контроля и измерения.
IV - Коммутационные модули, управление
которыми осуществляется главным модулем
(программируемым микроконтроллером),
конструктивно представляют собой электромагнитный

3. 29765
3
пускатель, где главный модуль или дополнительные
управляющие модули задают необходимые выходные
параметры коммутационным модулям.
Функционально данный модуль предназначен для
электрической коммутации.
V - Модуль отображения информации и
управления устройством, представляет собой единое
целое устройство с жк-дисплеем, светодиодными
индикаторами и кнопками управления.
Функционально предназначен для визуализации
режимов работы, технических параметров и алгоритма
выполняемых операций.
Главный модуль I способен функционировать без
дополнительных модулей II, и при этом управлять
только включением и отключением группы
электросветильников, т.к. это основная статья
электропотребления административных зданий.
Подключение дополнительных управляющих модулей
II расширяет функциональные возможности
устройства в целом, добавляя функции управления
дополнительными видами не силовой электрической
нагрузки в комплексе. Имеется техническая
возможность подключения к главному модулю
энергосберегающего устройства, которое представляет
собой микроконтроллер с функцией контроля и
измерения реактивной мощности, управляющего
секциями батареи статических конденсаторов. Это
необходимо в случае использования люминесцентных
ламп, создающими дополнительно реактивную
нагрузку на электрическую сеть административного
здания.
В соответствии с изложенным, устройство работает
следующим образом. Датчики III включаются в схему
параллельно, с типологией «общая шина».
Обрабатывая информацию, получаемую с датчиков,
управляющий модуль I или II задает выходные
параметры, которые реализуются коммутационными
модулями IV, расположенными непосредственно в
помещениях. Они напрямую управляют выходными
нагрузками VI.
Вся информация выводится либо на модуль
отображения информации V, либо на компьютер
диспетчеру через модуль связи с верхним
информационным уровнем 3. Каждый управляющий
модуль выводит информацию в отдельном окне. Это
позволяет вести учет энергопотребления здания и
проводить анализ потребления в любой промежуток
времени, вести контроль присутствия людей в
помещениях.
Связь между коммутационными IV и
управляющими модулями (I и II) выполнена
одновременно беспроводной и проводной
(дублирующей) по уже проложенной в здании сети
220 В, что даст дополнительную надежность
функционирования системы в целом. В случае
возникновения обрыва линии связи или
преднамеренном воздействии на элементы устройства,
которые могут повлиять на результат измерений,
центральный процессор запоминает место, дату и
характер повреждения или отказа, а обмен
информацией производится по дублирующей линии.
Это позволяет оперативно обнаружить и восстановить
поврежденное локальное устройство и обеспечить
живучесть системы управления энергопотреблением
здания.
Все это позволяет реализовать надежно
работающее устройство рационального управления
энергопотреблением административных зданий,
обеспечивающее обработку сигналов датчиков III,
выдачу управляющих воздействий и передачу
информации на расстояния.
Данная реализация устройства позволила
обеспечить высокую надежность взаимного обмена
информацией, отсутствие фатальных ошибок и сбоев,
вызванных нарушением работы одного из элементов
системы в результате внешнего воздействия,
универсальность, для подключения к различным
системам здания только необходимых функций
регулирования благодаря модульности.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство рационального управления
энергопотреблением административных зданий,
включающее управляющий блок, выход управления
нагрузкой которого подключен через коммутационные
модули, имеющие дублирующую линию связи по уже
проложенной сети 220 В и датчики, отличающееся
тем, что устройство имеет модульную конструкцию,
которая представляет собой отдельные подключаемые
модули, каждый из которых управляет нагрузками,
такими как системы пожарной и охранной
сигнализации, система микроклимата и батарея
статических конденсаторов.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Сакалова