Dom inteligentny daje cały szereg możliwości zarządzania wszystkimi jego systemami i urządzeniami. Szczególnie ważną rolę można tu przypisać systemowi ogrzewania, chłodzenia i wentylacji domu, a także podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Zaawansowane sterowanie systemem grzewczym pozwala uwzględniać szereg czynników zewnętrznych i wewnętrznych dla jego pracy. Można uzależnić reakcje systemu np. od zmian zysków ciepła, obecności mieszkańców w domu, czy jakości powietrza. Jednym ze standardów budynku inteligentnego jest standard komunikacji KNX. W takim układzie może pracować regulator multiMATIC VRC 700. System KNX daje najszersze możliwości zarządzania budynkiem. Szacuje się, że koszty eksploatacyjne domu inteligentnego mogą być niższe nawet o 50% w stosunku do budynków standardowych, gdzie systemy nie współpracują ze sobą.

1. Ogrzewanie w domu inteligentnym – możliwe rozwiązania
 Cechy charakterystyczne domu inteligentnego
 Możliwości inteligentnego sterowania ogrzewaniem i innymi systemami domu
 Integracja automatyki systemu grzewczego z układem domu inteligentnego
Wydanie 1/2017
30.11.2017
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2. 2
Rozwój budownictwa energooszczędnego
 Na przestrzeni lat budynki stawały się coraz bardziej energooszczędne, co było w dużej
mierze zasługą stosowania coraz wyższego standardu izolacji cieplnej. Jednocześnie
potencjał uzyskiwania niskich potrzeb cieplnych tym sposobem, jest coraz niższy. O ile
budynek klasy A potrzebował o 50% mniej ciepła od budynku klasy B, to różnica pomiędzy
budynkami klas A+ i A wynosi mniej bo 40%, a pomiędzy A++ i A+ jeszcze mniej bo 33 %.
Sezonowe zapotrzebowanie ciepła budynku (kWh/m2rok)
Budynki pasywne i niskoenergetyczne
Budynki energooszczędne
Budynki energochłonne

3. 3
Zaawansowane systemy ogrzewania,
chłodzenia, wentylacji i podgrzewu wody
 Za rozwojem technologii budowlanych podążył także intensywny rozwój systemów
ogrzewania, chłodzenia, wentylacji budynków oraz podgrzewania ciepłej wody użytkowej.
Wprowadzenie na rynek kotłów kondensacyjnych, a także pomp ciepła zdecydowanie
zwiększyło efektywność wykorzystania paliw i energii. Nieodzownym elementem systemu
stała się także wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła. Coraz większy jest także udział
energii odnawialnej w bilansie energetycznym budynków, poprzez stosowanie kolektorów
słonecznych czy też paneli fotowoltaicznych.
 Coraz bardziej zwiększanie efektywności energetycznej systemów czy urządzeń zależy
już nie od ich konstrukcji, ale od sterowania ich pracą. W zaawansowanych układach
automatyki leży duży potencjał dla obniżania zużycia paliwa i energii, a tym samym
kosztów eksploatacyjnych budynku.

4. 4
Zwiększenie efektywności systemu
grzewczego dzięki zaawansowanej regulacji
Klasa regulatora: VIII
Premia: 5%
Klasa efektywności:
Efektywność: 97%
Klasa efektywności:
Efektywność: 92%
Kocioł kondensacyjny
Vaillant ecoTEC VC PL 206/5-5
Regulator pogodowy
Vaillant multiMATIC VRC 700 + VR 71
Zestaw: kocioł + regulator
 Według rozporządzenia UE nr 811/2013,
zaawansowany regulator systemu grzewczego
pozwala zwiększyć efektywność nawet o 5%.
 Przykładowo efektywność kotła kondensacyjnego
92%, po zastosowaniu regulatora VIII klasy,
wzrośnie do 97%. Przekładać się to powinno
w praktyce na wyraźnie niższe koszty
ogrzewania domu.
Klasa regulatora: VIII
Premia: 5%

5. 5
DOM
INTELIGENTNY
Jeszcze wyższy standard regulacji
pracy systemów budynku?
 Oprócz rozwoju wysoko zaawansowanych regulatorów dla szeroko pojętych systemów
grzewczych, rozwijane są bardziej złożone układy automatyki. Obejmują one zakresem
regulacji wszystkie lub większość systemów będących na wyposażeniu budynku. Następuje
tu więc integracja i współpraca wielu urządzeń i systemów budynku, który jest wówczas
określany nazwą „Dom inteligentny”, „Budynek inteligentny”, „Smart Home” itp.

6. 6
Dom inteligentny – cechy charakterystyczne
 Dom inteligentny integruje ze sobą jego systemy, w tym ogrzewanie, chłodzenie,
wentylację, podgrzewanie wody użytkowej, oświetlenie, sterowanie żaluzjami, instalację
alarmową itd.. Integracja ma na celu ich współpracę tak aby zwiększyć poziom komfortu
mieszkańców w przypadku domów mieszkalnych. Jednak głównym celem ze względów
ekonomicznych jest zdecydowane zwiększenie efektywności energetycznej budynku.
 Potencjał zwiększenia efektywności i tym
samym obniżenia kosztów eksploatacji budynku
jest bardzo wysoki. Zależnie od stopnia
zaawansowania systemów domu inteligentnego
może (wg normy EN 15232) sięgać nawet 30%,
a w budynkach niemieszkalnych nawet 50%.
 Kluczem do sukcesu jest jak najlepsze
wykorzystanie informacji z wewnątrz i zewnątrz
budynku, a następnie precyzyjne sterowanie
systemami budynku. Trzeba przy tym dokonać
oceny jakie działanie będzie w danych
warunkach najbardziej korzystne pod względem
efektywności energetycznej.

7. 7
Przykładowe porównanie działań
„nieinteligentnych” ( ) i inteligentnych ( )
Wysokie nasłonecznienie i wzrost
temperatury wewnętrznej
Zamknięcie żaluzji
lub rolet zewnętrznych
 zmniejszenie zysków ciepła
od nasłonecznienia (może być
wystarczającą reakcją)
Włączenie klimatyzacji lub
innego układu chłodzenia
 znaczny wzrost zużycia
energii elektrycznej (oprócz
chłodzenia pasywnego)
LUB
Nieobecność (nawet krótka)
mieszkańców w domu
Ograniczanie lub wyłączanie
z pracy oświetlenia, cyrkulacji
wody, wentylacji, itd.
 niższe zużycie energii i ciepła,
dopasowanie pracy do potrzeb
Oświetlenie, wentylacja,
cyrkulacja wody pracują
wg normalnych nastaw
 stałe zużycie energii
elektrycznej, ciepła, chłodu…
LUB
Wysokie nasłonecznienie i za
wysoka temperatura wewnętrzna
Ograniczenie ogrzewania
konkretnego pomieszczenia
 niższe zużycie ciepła, wyższy
komfort cieplny w domu
Większe zyski ciepła
w jednym z pomieszczeń
 wpływ na cały system –
dyskomfort cieplny w innych
pomieszczeniach domu
LUB

8. 8
Przykłady funkcji domu inteligentnego
Przykłady funkcji domu inteligentnego
Dla sterowania podgrzewaniem ciepłej wody
użytkowej oraz ogrzewaniem, chłodzeniem,
wentylacją i oświetleniem pomieszczeń
 Przykłady funkcji domu inteligentnego, których działanie może odgrywać znaczący wpływ
na zużycie energii elektrycznej, ciepła i chłodu, a zarazem na koszty eksploatacji domu

9. 9
Funkcja 1: indywidualne sterowanie
ogrzewaniem w pomieszczeniach
Funkcjonowanie: może być realizowane dzięki sterowanym głowicom termostatycznym przy grzejnikach
lub zaworom sterującymi pętlami ogrzewania podłogowego. Sterowanie może być realizowane zależnie
od czujnika temperatury pomieszczenia, a także nastaw przedziałów czasowych w ciągu dnia, czy
tygodnia zależnych od sposobu użytkowania pomieszczenia. W instalacjach typu KNX znajdują
zastosowanie wielofunkcyjne włączniki oświetlenia i innych urządzeń domowych, w których wbudowane
są czujniki temperatury. Dzięki temu możliwy jest indywidualny pomiar temperatury i jej regulacja.
Korzyści: automatyczne dostosowywanie temperatury pomieszczeń do sposobu ich użytkowania
(sypialnia, łazienka, pralnia, pokój dzienny, itd.). W wysokim stopniu można wykorzystać zyski ciepła
w danym pomieszczeniu (nasłonecznienie, urządzenia domowe, ludzie) dla obniżenia jego potrzeb
cieplnych. Tym samym można obniżyć całkowite koszty ogrzewania domu i podnieść komfort cieplny.
Indywidualna regulacja temperatury
jest możliwa dzięki wbudowanym
czujnikom temperatury
Zawory z siłownikami na pętlach
ogrzewania podłogowego pozwalają
na regulację wydajności grzewczej
Centralny panel sterujący służy do
nastaw temperatury pomieszczeń oraz
podglądu pracy sekcji grzewczych

10. 10
Funkcja 2: sterowanie pracą wentylacji
mechanicznej z odzyskiem ciepła
Funkcjonowanie: może być realizowane z uwzględnieniem szeregu czynników wewnętrznych oraz
zewnętrznych. Podstawowe nastawy mogą dotyczyć wydajności centrali wentylacyjnej w danych porach
doby. Do wykorzystania pozostają jednak czujniki obecności mieszkańców w budynku, czy też czujnik
zawartości CO2 będący wskaźnikiem jakości powietrza wewnętrznego. Wydajność centrali powinna być
także skoordynowana z temperaturą zewnętrzną i ewentualną funkcją chłodzenia powietrzem.
Przykładowo przy bardzo niskiej temperaturze zewnętrznej, wydajność centrali może być obniżana.
Ważną rolę pełni sterowanie pracą bypassu (obejścia) na podstawie porównywania temperatury
zewnętrznej i wewnętrznej w budynku, co pozwala na podniesienie komfortu cieplnego niskim kosztem.
Korzyści: automatyczne dostosowywanie wydajności centrali wentylacyjnej do sposobu użytkowania
domu oraz warunków zewnętrznych. Możliwe podniesienie komfortu przy obniżeniu kosztów eksploatacji.
Panel sterujący systemu KNX może
posłużyć do wprowadzania nastaw
pracy rekuperatora
Pracę wentylacji mechanicznej można
uzależniać także od otwierania okien
(czujniki otwarcia)
Zaawansowaną funkcją sterowania
pracą rekuperatora daje zastosowanie
czujnika zawartości CO2 w powietrzu

11. 11
Funkcja 3: sterowanie pracą pompy
cyrkulacyjnej ciepłej wody użytkowej
Funkcjonowanie: może być realizowane dzięki czujnikom ruchu pozwalając rejestrować obecność
mieszkańców w domu z uwzględnieniem nastaw przedziałów czasowych w ciągu dnia, czy tygodnia.
Do wykorzystania są także wykorzystać przyciski wielofunkcyjne w pomieszczeniach dla manualnego
włączania pracy pompy cyrkulacyjnej CWU. Pompa może być też włączana z uwzględnieniem odczytu
czujnika temperatury zamontowanego w odległym miejscu instalacji wody użytkowej.
Korzyści: przy odpowiednich nastawach znaczące obniżenie kosztów podgrzewania ciepłej wody
użytkowej poprzez redukcję strat ciepła z układzie jej cyrkulacji. Ściślejsze dostosowanie pracy pompy
cyrkulacyjnej do potrzeb mieszkańców i sposobu użytkowania domu, w porównaniu do standardowo
stosowanych czasowych nastaw przedziałów pracy pompy. Jednocześnie podniesienie poziomu komfortu
dzięki zapewnieniu wymaganej temperatury ciepłej wody w okresach jej wykorzystywania.
Nastawy pracy pompy cyrkulacyjnej
wody użytkowej można określić
w głównym panelu instalacji
Włączanie pompy cyrkulacyjnej można
w prosty sposób realizować przyciskiem
po zaprogramowaniu takiej funkcji
Praca pompy cyrkulacyjnej może
być uzależniona od obecności
mieszkańców w domu (czujniki ruchu)

12. 12
Funkcja 4: sterowanie oświetleniem
wewnętrznym i zewnętrznym budynku
Funkcjonowanie: jedna z podstawowych funkcji wykorzystywanych w budynku inteligentnym.
Wykorzystuje się zwykle nastawy czasowe, ale także czujniki nasłonecznienia dla włączania oświetlenia
zewnętrznego, czy wewnętrznego wg preferencji mieszkańców. Wygodę daje włączanie oświetlenia
zależnie od czujnika ruchu w pomieszczeniu (szczególnie dotyczy to ciągów komunikacyjnych oraz
pomieszczeń gospodarczych). Oświetlenie zewnętrzne można włączać i wyłączać zależnie od czujnika
zmierzchu oraz czujnika ruchu (mogą być zintegrowane w jednym urządzeniu).
Korzyści: przy odpowiednich nastawach obniżenie zużycia energii elektrycznej i zwiększenie komfortu
mieszkańców przy zastosowaniu automatycznego włączania/wyłączania oświetlenia. Niektóre materiały
producentów systemów sterowania oświetleniem podają wartość obniżenia zużycie energii na jego
potrzeby nawet o 40÷50%.
Czujnik dla sterowania oświetlenia
może wykrywać kierunek ruchu
oraz poziom natężenia światła
Oświetlenie zewnętrzne (także
wewnętrzne np. w wiatrołapie) można
włączać od czujnika ruchu i zmierzchu
Włączanie i wyłączanie oświetlenia
zewnętrznego zależnie od zmroku to
wygoda i obniżenie kosztów eksploatacji

13. 13
Funkcja 5: sterowanie układem chłodzenia
budynku
Funkcjonowanie: może być realizowane z użyciem szeregu urządzeń oraz z uwzględnieniem wielu
czynników wewnętrznych i zewnętrznych. Przede wszystkim wykorzystuje się czujniki temperatury na
zewnątrz i wewnątrz budynku, ale także czujnik nasłonecznienia. Sterowanie chłodzeniem poza
włączaniem samego systemu (chłodzenia płaszczyznowego lub powietrzem wentylacyjnym) może
wpływać na zamykanie i otwieranie rolet, czy żaluzji w pomieszczeniach. Skutecznym i tanim sposobem
chłodzenia będzie otwarcie bypassu w centrali wentylacyjnej i bezpośredni nawiew chłodnego powietrza.
Korzyści: przy odpowiednich nastawach można wyraźnie obniżyć koszty chłodzenia domu i podnieść
komfort cieplny sterując indywidualnie pracą rolet i żaluzji w pomieszczeniach. Chłodzenie może
następować na zasadzie ustawienia priorytetów pracy (najpierw żaluzje i rolety, następnie bypass
i w razie potrzeby chłodzenie pasywne lub aktywne budynku).
Istotną rolę stanowi sterowanie
żaluzjami i roletami zmniejszając
zyski od nasłonecznienia
Możliwe jest włączanie trybu chłodzenia
w pompie ciepła czy też innego systemu
chłodzenia np. powietrzem wentylacyjnym
Panel sterujący systemu pozwala
uzależnić pracę układu chłodzenia
np. od szybkości zmian temperatur

14. 14
Funkcja 6: sterowanie pracą i ustawieniem
rolet oraz żaluzji zewnętrznych
Funkcjonowanie: rolety oraz żaluzje pełnią bardzo ważną rolę w budynku inteligentnym poza kwestią
poczucia komfortu mieszkańców. Sterowanie ich ustawieniem w wysokim stopniu wspomaga pracę
systemu ogrzewania i chłodzenia poszczególnych pomieszczeń. Mogą być sterowane czasowo, ale
przede wszystkim zależnie od czujnika nasłonecznienia i temperatury wewnętrznej oraz zewnętrznej.
Latem będą skutecznie obniżać zyski ciepła podnosząc komfort i zmniejszając koszty chłodzenia.
Z kolei zimą mogą wpływać na zwiększanie zysków ciepła przy sprzyjającym nasłonecznieniu.
Korzyści: przy odpowiednich nastawach można obniżyć koszty ogrzewania oraz chłodzenia domu,
wyraźnie podnosząc komfort cieplny zimą i latem. Zastosowanie rolet i żaluzji pozwala również obniżyć
koszty inwestycyjne po stronie układu chłodzenia. Wymagana będzie mniejsza moc układu chłodzenia,
co pozwala zastosować np. układ chłodzenia naturalnego (pasywnego) o bardzo niskim koszcie pracy.
Sterowanie żaluzjami i roletami
zmniejsza zyski ciepła latem
i zwiększa je w sezonie grzewczym
Wykorzystanie czujnika temperatury
pomieszczenia pozwala na indywidualne
sterowanie żaluzjami i roletami
Szersza funkcjonalność sterowania
żaluzjami i roletami będzie uzyskana
dzięki stacji pogodowej

15. 15
PODSUMOWANIE – wybrane elementy
wykorzystywane w domu inteligentnym
Włącznik manualny Zaprogramowanie dowolnej funkcji włączania/wyłączania urządzenia podłączonego
do sieci budynku inteligentnego
Czujnik ruchu Włączanie oświetlenia oraz detekcja obecności mieszkańców w domu dla sterowania
pracy pompy cyrkulacyjnej wody użytkowej, wentylacji mechanicznej, itp.
Czujnik temperatury
wewnętrznej
Indywidualne sterowanie pracą ogrzewania oraz chłodzenia pomieszczenia
(pod warunkiem zastosowania miejscowej regulacji wydajności systemu
grzania/chłodzenia), sterowanie ustawieniem rolet i żaluzji zewnętrznych
Czujnik nasłonecznienia Sterowanie układem chłodzenia budynku, ustawieniem rolet i żaluzji zależnie od np.
kierunku świata padania promieniowania słonecznego na budynek (zarówno latem dla
ochrony przed nasłonecznieniem, jak i zimą dla zwiększania zysków ciepła).
Włączanie i wyłączanie oświetlenia zewnętrznego (także wewnętrznego)
Czujnik temperatury
zewnętrznej
Sterowanie ogrzewaniem i chłodzeniem pomieszczenia, sterowanie wydajnością
centrali wentylacyjnej, ustawieniem rolet i żaluzji
Czujnik wilgotności Ocena jakości powietrza wewnętrznego i sterowanie wydajnością centrali
wentylacyjnej. Sterowanie układem chłodzenia pomieszczeń
Czujnik zawartości CO2 Ocena jakości powietrza wewnętrznego i sterowanie wydajności centrali wentylacyjnej
(wzrost zawartości CO2 przy większej liczbie osób)
Czujnik prędkości wiatru Sterowanie ustawieniem rolet i żaluzji, zamykanie markizy tarasowej
Czujnik deszczu Sterowanie ustawieniem rolet i żaluzji (ochrona przed zabrudzeniem okien) itp.
Zegar czasowy Przedziały czasowe dla ogrzewania pomieszczeń, wentylacji i podgrzewania ciepłej
wody użytkowej. Zamykanie i otwieranie żaluzji i rolet, itp.

16. 16
Integracja systemu grzewczego w układzie
automatyki domu inteligentnego
 System ogrzewania, chłodzenia, wentylacji oraz podgrzewania wody użytkowej będzie
stanowił jeden z elementów całego układu automatyki domu inteligentnego. Dzięki temu
będą następowały określone reakcje szeroko pojętego systemu grzewczego na zmiany
czynników wewnętrznych i zewnętrznych. Odbywać się to może we współpracy
z innymi elementami wyposażenia domu (np. z żaluzjami czy roletami zewnętrznymi,
czujnikami ruchu, temperatury, wilgotności, itd.).
eBUS Adapter + KNX Bramka

17. 17
Osprzęt dla integracji automatyki systemu
grzewczego z systemem KNX
 Regulator Vaillant multiMATIC VRC 700 zarządzający pracą źródła ciepła i systemu
grzewczego może być włączony w układ automatyki domu inteligentnego wykonany
w standardzie komunikacyjnym KNX (dawniej EIB). Systemy KNX posiadają bardzo
szerokie możliwości zarządzania pracą budynków. Na rynku cały szereg urządzeń
(np. z segmentu RTV/AGD) jest wykonywany zgodnie z tym standardem, pozwalając
na integrację z automatyką domu inteligentnego.
 Na podobnej zasadzie możliwe jest podłączenie regulatora multiMATIC VRC 700 do
systemu KNX za pomocą dodatkowego wyposażenia: Adaptera eBUS oraz Bramki KNX.

18. 18
Funkcje systemu grzewczego realizowane
w systemie KNX
 Do podstawowych możliwości automatyki domu inteligentnego we współpracy
z regulatorem multiMATIC VRC 700 należą m.in.:
o Zmiany trybów pracy i zadanych temperatur
dla 3 stref grzewczych i wody użytkowej
o Zmiany trybów pracy wentylacji mechanicznej
o Włączenie/wyłączenie chłodzenia budynku
(dla pomp ciepła)
o Informacje o stanie systemu grzewczego
i jego ewentualnych awariach
o Informacje o uzysku energii z instalacji solarnej
bądź dolnego źródła pompy ciepła
o Informacje o zużyciu energii elektrycznej przez
pompę ciepła lub gazu przez kocioł ecoTEC
exlusive (wartość w kWh)
 Te i inne możliwości w przypadku domu inteligentnego mogą być uruchamiane zależnie
od określonych sytuacji. Mogą być częścią działań podejmowanych przez automatykę
budynku, mogą również powodować dalsze jej reakcje.

19. 19
Wpływ sterowania ogrzewaniem w domu
inteligentnym na koszty ogrzewania
 System sterowania ogrzewaniem, wentylacją oraz
podgrzewaniem wody użytkowej w domu inteligentnym,
pozwala dostosować ich pracę bardziej precyzyjnie do
potrzeb mieszkańców. Dotyczy to zarówno lokalizacji jak
i czasu. Można w większym stopniu decydować np.
o temperaturze w poszczególnych pomieszczeniach
i czasie jej występowania na określonym poziomie.
 Możliwe jest też wykorzystanie w większym stopniu
warunków sprzyjających ograniczaniu zużycia ciepła,
a więc zysków ciepła zewnętrznych (nasłonecznienie),
czy też wewnętrznych (ludzie, czynności takie jak
gotowanie prasowanie, itd.).
Źródło: [1] „Wpływ sterowania ogrzewaniem w instalacji KNX na energooszczędność
budynku”, R.Radajewski, A.Kamińska. Rynek Instalacyjny 12/2008
-25%
 Szacuje się (wg. źródła [1]), że obniżenie zużycia
ciepła i zarazem kosztów z tym związanych może
wynosić w domu inteligentnym 25%. Często podaje
się także wyższe wartości nawet rzędu 40%.

20. Chłodzenie
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
Ogrzewanie
Energia odnawialna
Kotły gazowe
Kotły olejowe
Pompy ciepła
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji