TRÅDLÖST | 18 apr 2016

Sparar med trådlös automation

Trådlösa sensornätverk för reglering av inomhusklimat förväntas bli allt vanligare. Tekniken kan bidra med minst 15 procents energibesparing, visar ett projekt på KTH i Stockholm.

I ett studentlaboratorium på Kungliga Tekniska högskolan i Stockholm pågår sedan två år tillbaka ett experiment med trådlös fastighetsautomation. På väggarna uppe under taket och på laboratoriets elstolpar sitter tio små, blå dosor. Det är sensorer som samlar in information om temperaturen på väggarna och i inneluften, lufttryck och -fuktighet, koldioxidhalt och ljusstyrka.

Vid dörren registrerar två fotoelektriska sensorer hur många personer som passerar in och ut ur rummet. På byggnadens yttervägg finns ytterligare sensorer som ger löpande information om utomhustemperatur- och luftfuktighet. Data samlas även in från väderprognoser och en lokal väderstation.

I laboratoriets ena hörn fångar en USB-ansluten antenn på en PC upp radiosignaler från sensorerna. Signalerna bearbetas av datorn och presenteras i ett Scada-system.

– Det vi vill göra här är att utveckla och testa nya kontrollstrategier för inomhusklimat och energianvändning i byggnader, säger Marco Molinari, postdokforskare vid Access Linnaeus Centre på KTH.

Det trådlösa sensornätverket är tänkt att komplettera traditionella system för styrning av inomhusklimat. Till att börja med blir största nyttan i befintliga hus som inte har någon annan klimatstyrning, förutspår Marco Molinari.

Liknande forskarstudier på befintliga byggnader i Schweiz och Tjeckien visar att bättre kontrollstrategier kan leda till energibesparingar på uppemot 28 procent. Enligt ett scenario utarbetat av EU kan trådlös reglering bidra till mellan fem och tjugo procents energibesparing i en byggnad.

Det är ändå svårt att generalisera, menar Marco Molinari, eftersom energianvändningen kan bero på så många olika faktorer. Byggnadens konstruktion, valet av värme- och ventilationssystem, klimatzon med mera spelar också in. Samtidigt visar hans forskargrupps resultat att den trådlösa styrningen av innetemperatur, ventilation och belysning i KTH-labbet minskat energianvändningen med cirka 15 procent.

Att trådlösa sensornätverk är på frammarsch inom fastighetsautomationen bekräftas från flera håll. Företaget Nordomatic har gjort installationer i både kontors- och bostadshus.

– Internet-of-things-trenden gör att det kommer att finnas fler och fler nätverk i husen att hänga på. Trådlöst ger många effektiviseringsmöjligheter och är helt klart en ekonomisk lösning, säger Robert Rennel, vice VD hos Nordomatic.

Han tror också att trådlös fastighetsautomation först kommer att bidra med energieffektivisering i befintliga hus. På sikt kommer det även att bli vanligare i nybyggda fastigheter.

– Att dra kablar är dyrt och det tar tid att programmera kommunikationsprotokollen – och tid kostar pengar, säger Robert Rennel.

Även vid installation av trådlös styrning och övervakning gäller det dock att tänka till ordentligt, så att det inte blir för komplicerat och ingenjörsinsatsen för stor, tillägger Rennel.

Den största nackdelen med trådlösa sensorer i dag är batterierna som behöver bytas regelbundet. Visserligen är elbehovet lågt när en sensor bara behöver sända information ett par gånger per dag, men fler underhållsfria lösningar är önskvärda.

Seniorforskaren Joakim Eriksson vid forskningsinstitutet Sics i Kista berättar att det finns sensorer som får el från små solceller. Sensorerna skulle också kunna få el ur värme från rör, eller anslutas till elnätet.

Joakim Eriksson förutspår även han att trådlös automation kommer att bli allt vanligare i nybyggda hus. Drivkraften är ekonomi och tidsbesparing.

– Jag deltog i ett projekt i ett stort kontor i Stockholm där man satte in ett system med runt 1 000 trådlösa sensorer för temperatur, fukt och el. Hela installationen gick på några timmar, säger Joakim Eriksson.

Nya standarder (kommunikationsprotokoll) bidrar också till att trådlös fastighetsautomation blir vanligare. Förra året lanserades en ny, öppen IP-standard för trådlöst kallad Thread. Sedan tidigare finns exempelvis ZigBee, Wireless M-Bus (Meter-Bus), Bluetooth och Wi-Fi. De två sista har för liten räckvidd för att passa i större nätverk, men en ny version av Bluetooth med större räckvidd är på väg. Det finns också egenutvecklade protokoll som Wavenis och Z-Wave, som ingår i färdiga produktpaket.

Enligt Joakim Eriksson är det ännu så länge gott om radioutrymme för trådlös styrning i de flesta fastigheter. Men det finns alltid risk för störningar om man installerar många sensorer i stora nätverk.

– Det finns risker att ta hänsyn till. Samtidigt överväger fördelarna helt klart nackdelarna, säger han.

Marie Granmar, ur Energi & Miljö nr 1-2/2016 sid 28-29.