Nhà tự động hóa thông minh

Trong nhà, các thiết bị và thiết bị có thể được điều khiển tự động và từ xa. Điều khiển tự động có thể bật hoặc tắt thiết bị, hoặc điều chỉnh cài đặt vận hành vào những thời điểm định trước, chúng có thể được kích hoạt tại chỗ hoặc từ xa, họ có thể điều chỉnh hoạt động của thiết bị để đáp ứng với những thay đổi, chẳng hạn như nhiệt độ, trong môi trường gia đình.

Những ngôi nhà sử dụng các kỹ thuật này, cũng có thể tích hợp truyền thông băng thông rộng, đôi khi được gọi là nhà thông minh hoặc nhà thông minh.

Nhà tự động hóa có thể là tập trung và có thể lập trình, hoặc bao gồm các cảm biến và điều khiển phi tập trung và biệt lập. Các hệ thống bao gồm từ các điều khiển điện tử có thể lập trình phức tạp cho các thiết bị chiếu sáng, sưởi ấm, làm mát và giải trí bằng cách sử dụng dây đặc biệt hoặc không dây, đến chỉ một số hệ thống tự động, biệt lập, chẳng hạn như cảm biến chuyển động để điều khiển đèn.

Hệ thống tự động hóa chỉ có thể cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng cho ngôi nhà của bạn nếu chúng được thiết kế cho mục đích này.

Các hệ thống tự động sử dụng năng lượng, vì vậy chúng chỉ tiết kiệm năng lượng nếu chúng tiết kiệm nhiều năng lượng hơn mức chúng sử dụng. Chúng thường đắt tiền, vì vậy hãy dành một thời gian đáng kể để ‘trả lại’ khoản tiết kiệm từ việc giảm chi phí năng lượng.

NHỮNG ƯU TIÊN TRONG THIẾT KẾ NHÀ THÔNG MINH

Ưu tiên hàng đầu của bạn là thiết kế một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng và lắp đặt các thiết bị và ánh sáng hiệu quả năng lượng cao. Sau đó, thiết kế hệ thống tự động hóa gia đình để giảm thời gian thiết bị sử dụng năng lượng hoạt động hoặc nhu cầu vận hành thiết bị.

Ưu tiên hàng đầu của bạn là thiết kế một ngôi nhà tiết kiệm năng lượng và lắp đặt các thiết bị và ánh sáng hiệu quả năng lượng cao.

Các hệ thống tự động sử dụng tín hiệu điện để bật hoặc tắt thiết bị – thường là đèn, động cơ hoặc thiết bị sưởi / làm mát. Đèn có thể được bật hoặc tắt theo yêu cầu hoặc dựa trên bộ hẹn giờ hoặc cảm biến.

Động cơ có thể mở và đóng rèm, cửa sổ và lỗ thông hơi, họ vận hành quạt, bộ giảm chấn, van và máy bơm. Các van và bộ giảm chấn có thể cho phép nước hoặc không khí lưu thông dưới tác động của quạt và máy bơm.

Động cơ và các thiết bị sưởi / làm mát có thể được kích hoạt bằng bộ hẹn giờ, cảm biến hoặc bộ điều nhiệt. Rơ le là công tắc phức tạp hơn có thể kích hoạt bất kỳ thiết bị điện hoặc điện tử nào. Máy tính hoặc bộ điều khiển cụ thể có thể tự động hóa tất cả các thiết bị này.

Chiến lược quản lý năng lượng tự động hóa tại nhà

Kiểm soát hệ thống sưởi và làm mát

Một hệ thống tự động hóa được thiết kế tốt có thể:

Cải thiện hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động và làm mát thụ động thông qua điều khiển rèm, mái hiên, cửa sổ, lỗ thông hơi và quạt điều khiển máy sưởi và máy điều hòa không khí để chúng chỉ được sử dụng khi và ở nơi cần thiết và để đạt được nhiệt độ mong muốn.
Trước khi xem xét các lựa chọn tự động hóa, hãy đảm bảo rằng ngôi nhà của bạn được thiết kế để sử dụng tốt nhất năng lượng mặt trời và hệ thống thông gió tự nhiên để sưởi ấm và làm mát thụ động.

Sử dụng bộ điều nhiệt hoặc cảm biến nhiệt độ trong các phòng khác nhau để kiểm soát hệ thống sưởi và làm mát. Được đặt ở vị trí thích hợp, chúng cùng với bộ hẹn giờ để điều khiển các thiết bị sưởi / làm mát, có thể giảm đáng kể việc sử dụng năng lượng, ngay cả khi không sử dụng hệ thống tự động.

Hệ thống tự động hóa gia đình có thể được thiết kế để tiết kiệm năng lượng.

Phân tích nhu cầu sưởi ấm / làm mát của bạn và cách quản lý chúng. Hãy tự hỏi bản thân: những phòng nào cần được sưởi ấm / làm mát, khi nào và ở nhiệt độ nào? Nhằm mục đích sưởi ấm / làm mát các khu vực sinh hoạt khi mọi người ở nhà nhưng chỉ sưởi ấm / làm mát phòng ngủ vào ban đêm và vào sáng sớm khi họ có người ở.

Phòng ngủ không cần thiết phải ấm áp hay mát mẻ như khu vực sinh hoạt để có thể thoải mái ngủ. Không sưởi ấm hoặc làm mát các khu vực như hội trường và phòng giặt, và sử dụng hệ thống sưởi thích hợp cho các mục đích, ví dụ như máy sưởi bức xạ ở các khu vực thông gió.

Lập kế hoạch cho hệ thống tự động hóa của bạn. Xem xét cách đóng và mở rèm, mái hiên, cửa sổ và lỗ thông hơi có thể hỗ trợ sưởi ấm thụ động, làm mát và chiếu sáng tự nhiên. Khám phá cách bật và tắt quạt và bộ chuyển nhiệt có thể giảm nhu cầu làm mát hoặc sưởi ấm.

Cấu hình nhiệt độ được lên kế hoạch và suy nghĩ kỹ lưỡng có thể giảm thiểu năng lượng được sử dụng trong máy sưởi và máy điều hòa không khí / máy làm mát. Xem xét nhiệt độ của ngôi nhà thay đổi như thế nào và trong khoảng thời gian nào, trước khi nó đạt đến nhiệt độ cuối cùng. Cũng nên xem xét khi cần sưởi ấm hoặc làm mát.

Kiểm soát nước nóng

Tự động hóa hệ thống nước nóng để nó có thể được bật và tắt theo yêu cầu, ví dụ như tắt khi đi nghỉ, bật lại ngay trước khi bạn trở về. Hệ thống năng lượng mặt trời có thể được điều khiển để chúng không yêu cầu sử dụng bộ tăng áp phụ trong những tháng mùa hè – và bộ điều khiển được ghi đè trong thời gian năng lượng mặt trời kém vào mùa hè hoặc khi nhu cầu tăng lên.

Điều khiển ánh sáng

Tự động hóa đèn thông qua cảm biến chuyển động và bộ hẹn giờ hoặc các hệ thống tập trung phức tạp hơn để chúng chỉ hoạt động khi cần thiết và tự tắt khi phòng trống.

Sử dụng cảm biến chuyển động để bật đèn bên ngoài khi cần hoặc đèn khi vào nhà, thay vì để đèn sáng.
Sử dụng cảm biến chuyển động để bật đèn bên ngoài thay vì để đèn sáng.
Cảm biến chuyển động tắt đèn khi không có chuyển động trong phòng.

Sử dụng cảm biến chuyển động, cảm biến ánh sáng và điều khiển thời gian để tắt đèn phòng khi không còn cần thiết, ví dụ: sau năm phút nếu không phát hiện thấy chuyển động. Ưu tiên cho những phòng thường bật đèn không cần thiết, như phòng tắm, phòng đựng thức ăn và nhà vệ sinh. Tuy nhiên, hãy cẩn thận – năm phút không hoạt động trước TV không phải là điều bất thường và bạn có thể không muốn tất cả đèn tắt khi đó!

Thiết bị và kiểm soát thiết bị

Chỉ sử dụng các điều khiển để vận hành các thiết bị và gia dụng khi chúng cần thiết.

Điều khiển từ xa và điều khiển hẹn giờ của các thiết bị, từ máy pha cà phê đến rạp hát tại nhà đến spa, có thể tiết kiệm năng lượng nếu các thiết bị có thể được tắt khi không cần thiết.

Nhưng lưu ý không bật thiết bị tự động hoặc vào thời gian đặt trước – có thể tiêu tốn nhiều năng lượng hơn nếu thiết bị không cần hoạt động.

Tự động hóa điều khiển thiết bị để giảm thời gian hoạt động đặc biệt hữu ích nếu các thiết bị thường sử dụng nguồn điện dự phòng khi chúng không hoạt động, chẳng hạn như dàn âm thanh nổi, TV, DVD và thiết bị văn phòng tại nhà.

Nó cũng hữu ích khi nhu cầu về thiết bị hoạt động khác nhau, chẳng hạn như đối với máy bơm hồ bơi, trong đó giờ hoạt động hàng ngày có thể phù hợp với mùa.

Bộ điều khiển điện dự phòng là bảng điện thông minh tự động tắt thiết bị khi không được sử dụng.

Giám sát năng lượng

Hệ thống tự động hóa gia đình có thể giám sát tổng mức sử dụng năng lượng của ngôi nhà hoặc thậm chí các mạch điện hoặc thiết bị riêng lẻ. Dòng điện được đo bằng một thiết bị đo (có thể có chi phí khá thấp) trên bảng đồng hồ, và được chuyển đổi thành công suất và năng lượng tiêu thụ.

Thông tin này được truyền không dây tới bộ phận hiển thị bên trong hoặc trực tiếp đến bộ điều khiển tự động hóa. Tùy thuộc vào hệ thống được lắp đặt, người dùng có thể xem công suất, năng lượng, chi phí và lượng phát thải khí nhà kính ước tính liên quan đến toàn bộ ngôi nhà.

Hệ thống có thể được định cấu hình để đo năng lượng tái tạo được tạo ra bởi hệ thống quang điện hoặc máy phát điện gió và cho biết lượng điện đã được xuất vào lưới điện. Người dùng cũng có thể xem thông tin này theo thời gian thực, hoặc xem tình hình sử dụng của tuần hoặc tháng trước.

Màn hình cũng có thể hiển thị các phép đo môi trường hoặc các phép đo khác, chẳng hạn như nhiệt độ bên ngoài / bên trong và nhiệt độ nước nóng. Hệ thống giám sát năng lượng đơn giản rất giống với màn hình trong nhà.

Hệ thống tự động hóa gia đình có thể giám sát tổng mức sử dụng năng lượng của ngôi nhà hoặc thậm chí các mạch điện hoặc thiết bị riêng lẻ.

Thiết bị tự động hóa, cảm biến và điều khiển

Hệ thống tự động hóa gia đình hoạt động bằng cách quản lý năng lượng điện của thiết bị được điều khiển tự động. Mức độ ‘thông minh’ và cách nó được phân phối giữa các yếu tố của hệ thống tự động hóa gia đình thay đổi tùy theo thiết kế và nhà sản xuất.

Việc điều khiển có thể được thực hiện bằng các cảm biến, bộ định thời và bộ xử lý biệt lập được nhúng trong các công tắc và rơ le. Điều khiển tập trung có thể được thực hiện thông qua các cảm biến được nối mạng liên kết với bộ điều khiển hoặc máy tính, sau đó vận hành hệ thống điện của thiết bị trong toàn bộ ngôi nhà.

Hoạt động của các thiết bị phức tạp hơn như máy sưởi trung tâm, máy điều hòa không khí hoặc rạp hát gia đình cũng có thể được đặt dưới sự kiểm soát của hệ thống tự động hóa, nhưng với các thiết bị được điều khiển thông minh hơn. Cẩn thận để đảm bảo các hướng dẫn của bộ điều khiển không tạo ra xung đột, ví dụ như các khu vực sưởi ấm được làm mát bằng máy điều hòa không khí.

Thiết bị tự động hóa có khả năng bao gồm bất kỳ thiết bị hoặc máy móc nào trong nhà mà hoạt động của nó được điều khiển thông qua nguồn điện, ví dụ:

Hệ thống nước nóng
Đồ gia dụng
Giải trí gia đình, văn phòng tại nhà và các thiết bị điện tử khác
thắp sáng
Hệ thống sưởi và làm mát / điều hòa không khí
Quạt và máy bơm không khí / bộ chuyển nhiệt
Cửa sổ, cửa chớp và mái hiên có năng lượng
Lỗ thông hơi được cấp điện và cửa sổ mở
Máy bơm nước, máy bơm hồ bơi và spa
Cửa nhà để xe
Hệ thống an ninh
Cảm biến chuyển động, cảm biến ánh sáng và cảm biến nhiệt độ có thể được tích hợp vào hệ thống tự động hóa.

Ngôi nhà và hệ thống chiếu sáng, thiết bị và hệ thống của nó có thể được kiểm soát bằng:

Bộ điều khiển tại chỗ, có thể là thiết bị độc quyền đặc biệt, thường được kích hoạt bằng màn hình cảm ứng hoặc máy tính bảng / máy tính
Bộ điều khiển từ xa, cho phép điều khiển thiết bị bên ngoài nhà hoặc ở khoảng cách xa trong nhà thường bằng điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng
Cảm biến vận hành thiết bị gia đình để phản ứng với những thay đổi trong môi trường gia đình, chẳng hạn như sự hiện diện của người cư ngụ hoặc thay đổi nhiệt độ bên ngoài.

Cửa kính - cửa cuốn đóng mở tự động — Cửa kính – cửa cuốn đóng mở tự động

Hệ thống tự động hóa và thiết kế

Có rất nhiều hệ thống tự động hóa đa dạng và hầu hết đều yêu cầu một chuyên gia thiết kế và lắp đặt. Các gói hoàn chỉnh từ các nhà sản xuất cung cấp phần cứng và phần mềm cho điều khiển trung tâm và từ xa.

Một số nhà cung cấp thúc đẩy trải nghiệm tự làm nhiều hơn bằng cách sử dụng truyền thông không dây để kết nối bộ điều khiển và cảm biến, nhưng hầu như tất cả các hệ thống đều yêu cầu nhà thầu điện đã đăng ký lắp đặt thiết bị.

Hệ thống không dây phù hợp hơn để lắp đặt trong các ngôi nhà hiện có, vì chúng không yêu cầu sử dụng dây điều khiển cho mỗi công tắc hoặc cảm biến. Một số hệ thống sử dụng hệ thống cáp điện để gửi tín hiệu điều khiển.

Mức tiêu thụ năng lượng của các hệ thống tự động hóa gia đình làm tăng thêm tải điện dự phòng của ngôi nhà. Trong các hệ thống có dây, các cảm biến, công tắc và đơn vị đo lường thường được cấp nguồn tập trung.

Các hệ thống này chỉ có một hoặc hai bộ nguồn cung cấp năng lượng cho tất cả các đơn vị trong hệ thống; hệ thống không có dây có nguồn điện riêng cho từng thiết bị. Tuy nhiên, mức tiêu thụ điện năng của hệ thống không dây cũng có thể rất thấp, tùy thuộc vào nhà sản xuất.

Người lắp đặt hoặc nhà cung cấp của bạn phải có thể tính toán mức tiêu thụ điện năng tổng thể của hệ thống tự động hóa, thường nằm trong khoảng 20–100W.

Kiểm tra mức tiêu thụ năng lượng của các hệ thống tự động hóa gia đình trước khi mua.

Nhiều tải điện dự phòng khác trong hệ thống tự động hóa gia đình có vẻ không rõ ràng, bao gồm cả việc sử dụng điện năng của thiết bị âm thanh hoặc hệ thống an ninh. Tải điện dự phòng của chúng có thể rất đáng kể, ví dụ như một bộ khuếch đại âm thanh đa phòng có thể tiêu thụ một mình 50–100W. Xem xét cẩn thận thiết kế của hệ thống và các thành phần để giảm thiểu việc sử dụng điện năng.

Tự động hóa và nhu cầu điện

Trong tương lai gần, các hệ thống tự động hóa gia đình có thể được liên kết với các tiện ích điện theo một số cách. Tiện ích có thể thông báo các biến động về giá điện với đồng hồ đo điện ‘thông minh’, giao diện với bộ điều khiển tự động hóa nhà.

Các chủ nhà sau đó có thể lập trình các thiết bị để giảm điện năng, tiết kiệm năng lượng hoặc tắt hoàn toàn trong thời kỳ giá cao.

Ngoài ra, các chủ hộ có thể ký hợp đồng cung cấp cho phép nhà cung cấp điện gửi tín hiệu đến thiết bị được điều khiển bởi hệ thống tự động hóa gia đình (chẳng hạn như máy điều hòa không khí) để tắt một số thiết bị trong thời gian ngắn.

Chủ hộ có thể chọn tham gia và nhận được giá điện thấp hơn hoặc các ưu đãi tài chính khác như một sự đánh đổi để cho phép nhà cung cấp điện có quyền kiểm soát này.

Nguồn: Sưu tầm.