LoRaWAN: energistyrning av kontorsbyggnader

Innehållsförteckning

I en skola, en kontorsbyggnad eller en butik beror energiförbrukningen också på hur utrustningen används. Är en radiator påslagen under stängningstiderna? Stämmer den uppmätta temperaturen överens med den förväntade komfortnivån? Hålls samma inställda temperatur i ett tomt rum hela dagen?

Med LoRaWAN går det att lägga till mätpunkter och radiostyrda reglage till en befintlig anläggning. Tillsammans med en lämplig styrdator och övervakningssystem bidrar sensorerna, den termostatstyrda ventilen och Enless Wireless-gatewayen till en mer precis energistyrning, samtidigt som behovet av kommunikationskabeldragning minimeras.

Från förbrukningsövervakning till styrning av utrustningen

Energiövervakningen används för att övervaka byggnadens drift: mäta förbrukningen, övervaka temperaturerna och upptäcka avvikelser. Styrsystemet använder denna information för att reglera utrustningen utifrån de boendes behov och de regler som fastställts av fastighetsförvaltaren.

Denna skillnad avgör projektets uppbyggnad. En temperaturkurva kan avslöja överhettning. För att korrigera detta automatiskt krävs även en styrkomponent och en reglerlogik. I ett fastighetsautomationssystem levererar givarna mätvärdena, ställdonen verkställer kommandona och styrsystemet samordnar anläggningens drift.

Trådlös teknik underlättar installationen av dessa punkter i befintliga byggnader, där det skulle vara besvärligt att dra nya kommunikationskablar. Systemintegratören kan börja med de prioriterade områdena och sedan utöka systemet efter att ha verifierat de första användningsområdena.

Uppgifter som är till hjälp för att bättre förvalta en kontorsfastighet

Rumstemperaturen gör det möjligt att jämföra de faktiska förhållandena med inställningarna och närvaro-tiderna. Den lilla temperatur- och fuktgivaren TX T&H MINI 600-050 överför dessa mätvärden till fastighetsstyrsystemet i ett diskret format som passar bra i kontor och klassrum.

Valet av placering är lika viktigt som valet av givare. En mätning nära en radiator eller i direkt solljus kan vara föga representativ för det utrymme där man vistas. Att placera en rumstemperaturgivare på en lämplig plats underlättar tolkningen av avvikelser och justeringen av regleringen.

TX LIGHT PIR T&H 600-062 kombinerar närvarodetektering med dags-/nattljus, temperatur och luftfuktighet. Informationen från enheten kan användas som underlag för närvaroregler i fastighetsstyrsystemet. TX WINDOW 600-065 överför å sin sida information om förändringar i dörrars och fönsters tillstånd.

Integratören kan därmed ställa in en sänkning av inställningsvärdet efter en period av frånvaro eller vid en längre öppningstid. Dessa scenarier måste ta hänsyn till en fördröjning och komfortkrav: avsaknaden av rörelse räcker inte alltid för att dra slutsatsen att ett rum är tomt.

TX CO₂ T&H AMB 600-053 mäter CO₂, temperatur och luftfuktighet. I ett mötesrum eller ett klassrum ger dessa uppgifter en mer fullständig bild av inomhusmiljön.

När ventilationssystemet och dess gränssnitt tillåter det kan byggnadsautomationssystemet utnyttja CO₂-värdet för att anpassa driften. Sensorn levererar ett mätvärde; ventilationsstyrningen och tillhörande regler måste fortfarande integreras i projektet. Ett CO₂-mätvärde utgör inte i sig en fullständig bedömning av luftkvaliteten.

TX PULSE 600-036 räknar impulserna från kompatibla mätare med potentialfri kontakt eller öppen kollektor och överför sedan mätvärdena via radio. Den gör det möjligt att använda befintliga mätare utan att behöva förlänga deras kommunikationsförbindelse till styrenheten.

Övervakningssystemet omvandlar sedan dessa värden till förbrukning utifrån mätarens impulsvikt. Genom att jämföra dessa uppgifter med tidsscheman och temperaturer kan driftansvarig identifiera förbrukning utanför de tider då lokalen är i bruk och följa effekten av sina inställningar.

Styra vattenradiatorer med en termostatventil som använder LoRaWAN

Den termostatstyrda ventilen Enless TX VALVE 600-060 tar emot kommandon från fastighetsautomationssystemet för att styra vattenburen värme. Den erbjuder två regleringslägen, samt ett sommarläge.

I temperaturläget skickar byggnadsautomationssystemet ett inställningsvärde och ventilen använder sin interna algoritm för att justera öppningsgraden. På så sätt kan integratören överlåta regleringen av radiatorn till ventilen och låta styrenheten sköta hanteringen av tidsscheman och inställningsvärden.

I läget ”Motorposition” styr GTB direkt en öppningsprocent. Den interna regleringsalgoritmen används då inte: integratorn definierar styrlogiken i GTB.

Enless-dokumentationen beskriver även hur man kan använda en temperatur från en extern givare som referensvärde för regleringen. Denna möjlighet är användbar när mätningen måste utföras på avstånd från radiatorn; det kräver att överföringen av denna temperatur till ventilen konfigureras.

TX VALVE fungerar enligt LoRaWAN klass A. Den tar emot kommandon under de mottagningsfönster som följer efter dess sändningar. Sändningsintervallet måste därför väljas utifrån önskad reaktionsförmåga och förväntad drifttid. Ett kommando från GTB ska inte betraktas som omedelbart.

För att förbereda integreringen, läs vår artikel ”Integrera en LoRaWAN-termostatventil i fastighetsstyrsystemet” samt installations- och konfigurationsguiden för TX VALVE.

En lokal arkitektur med Enless LoRaWAN-gateway

LoRaWAN-gatewayen Enless RX LORAWAN 500-602 har en inbyggd LoRaWAN-nätverksserver, även kallad LNS. Den samlar in radiomeddelanden och gör data tillgängliga för styrenheten eller övervakningssystemet via Modbus RTU/TCP eller BACnet IP/MS/TP. Stöd för BACnet-läget dokumenteras från och med firmwareversion 1.3.1.

Enless LoRaWAN-sensorer har inbyggd avkodning. Sensorer från tredje part kan också integreras med hjälp av lämpliga kodekar och mappning. Den angivna kapaciteten uppgår till 500 sensorer; vid dimensioneringen måste man även ta hänsyn till radiotrafiken och projektets styrbehov.

I denna arkitektur sköter gatewayen kommunikationen mellan radioutrustningen och fastighetsstyrsystemet. Scheman, övergripande scenarier, driftslarm och loggning måste hanteras av lämpliga funktioner i styrsystemet eller övervakningssystemet.

Ett privat LoRaWAN-nätverk gör det möjligt att välja placering för radioinfrastrukturen och bygga upp en lokal anläggning. Tack vare den inbyggda LNS-enheten i Enless-gatewayen kan datainsamling och avkodning ske på plats, utan abonnemang hos en LoRaWAN-operatör.

För att upprätthålla styrningen vid ett internetavbrott måste även styrlogiken fungera lokalt. En gateway installerad i byggnaden räcker inte om regleringsbesluten är beroende av en fjärrtjänst. Övervakningen kan ske lokalt eller kompletteras med en fjärrtjänst, beroende på driftsbehoven.

Ett drivet nätverk är fortfarande ett intressant alternativ för vissa projekt inom fjärravläsning. Valet beror på täckningen inomhus, villkoren för åtkomst till data, nödvändiga kommandon uppifrån och underhållskrav.

Exempel på styrning i en skola

Låt oss ta en skola som är utrustad med vattenburen värme och en styrenhet som kan kommunicera med Enless-gatewayen. Systemintegratören installerar TX VALVE-ventiler på de kompatibla radiatorerna, rumstemperaturgivare i klassrummen och, efter behov, närvarosensorer eller öppningssensorer.

Styrenheten använder ett schema som skiljer mellan skoltid, kvällar, helger och lov. Den skickar ut en anpassad inställning för varje zon. Ett rum som är tomt under en längre tid kan få en tillfällig sänkning av temperaturen, medan en längre öppettid kan utlösa en specifik regel.

Vid återgången till normal drift måste man ta hänsyn till leveranstiden för beställningar och lokalernas termiska tröghet. Övervakningssystemet registrerar temperaturer och förbrukning så att driftansvarig kan anpassa tidpunkterna för återuppstart.

Detta är ett exempel på en arkitektur som ska utformas och konfigureras av systemintegratören. De beskrivna scenarierna utgör inte förkonfigurerade automatiseringsfunktioner i Enless-gatewayen.

Förbereda driftsättningen och kontrollera resultaten

Innan installationen påbörjas bör du kartlägga områdena, befintlig utrustning, tillgängliga gränssnitt och mätpunkter. När det gäller radiatorer bör du kontrollera att ventilhusen är mekaniskt kompatibla och att nödvändiga adaptrar finns. För tillverkarspecifik VVS-utrustning bör du identifiera de specifika gränssnitten: en LoRaWAN-anslutning ersätter inte tillverkarens eget protokoll.

Kontrollera därefter radiotäckningen under verkliga förhållanden i byggnaden, särskilt i teknikutrymmen och bakom större hinder. Antalet sensorer, deras mätintervall och mängden kommandon måste utvärderas tillsammans.

Vid idrifttagningen ska du testa en kommando- och svarssekvens från början till slut, den tillgängliga statusåterkopplingen samt systemets beteende vid kommunikationsavbrott. Dokumentera reservlösningar och de åtgärder som krävs för underhåll.

Jämför slutligen energiförbrukningen över jämförbara tidsperioder, med hänsyn till väderförhållanden och beläggning. Besparingarna beror på byggnaden, dess ursprungliga skick och de inställningar som faktiskt tillämpas; de måste mätas på plats.

BACS-förordningen och förordningen om tjänstesektorn

BACS-dekretet reglerar installationen av automatiserings- och styrsystem i berörda tjänstebyggnader. För befintliga byggnader föreskriver tidsplanen bland annat en tidsfrist till den 1 januari 2025 för anläggningar över 290 kW och till den 1 januari 2030 för anläggningar över 70 kW, med särskilda bestämmelser för nybyggnationer, renoveringar och undantag. Projektets exakta omfattning måste kontrolleras i den officiella BACS-guiden från januari 2026.

Programmet ”Éco Énergie Tertiaire” riktar sig framför allt till byggnader eller byggnadskomplex med en sammanlagd yta på minst 1 000 m² för tjänsteverksamhet. Det ställer krav på energiförbrukningsmål och årlig uppföljning via OPERAT.

Enless-produkterna tillhandahåller användbara verktyg för mätning, kommunikation och styrning i samband med dessa åtgärder. Överensstämmelsen bedöms utifrån hela anläggningen och de funktioner som faktiskt används. Den beror inte enbart på valet av sensorer eller en gateway.

Förbered ditt projekt med Enless Wireless

Vill du lägga till mätfunktioner i ett befintligt fastighetsstyrsystem eller styra vattenburen värme via radio? Kontakta Enless Wireless och ange byggnadstyp, vilken utrustning som ska anslutas samt protokollen för din styrenhet. Vårt team kan då hjälpa dig att hitta de produkter och tekniska resurser som passar just din systemarkitektur.

Är du redo att gå ut i etern?

Kontakta vårt säljteam för mer information om Enless-produkterna

Se även:

Prenumerera på nyhetsbrevet