DE102011056114B3

DE102011056114B3 - Gebäudeinstallationssystem

Info

Publication number: DE102011056114B3
Application number: DE201110056114
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Schulze-Ardey Thomas; Oliver Brasse
Original assignee: Albrecht Jung GmbH and Co KG
Current assignee: Albrecht Jung GmbH and Co KG
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-12-08

Abstract

Es wird ein Gebäudeinstallationssystem vorgeschlagen, welches hauptsächlich aus einem Netzpotential führenden Netzleitungssystem und einem Kleinspannung führenden Busleitungssystem sowie einer Vielzahl von angeschlossenen Busteilnehmern (Aktoren und Sensoren) besteht. Zu dem Zweck, ein Gebäudeinstallationssystem zu schaffen, bei dem zumindest ein Teil der zum Betrieb und zur datentechnischen Vernetzung der Busteilnehmer notwendigen elektrischen Energie vor Ort durch die Busteilnehmer selbst zur Verfügung gestellt wird, indem nicht elektrische Energie durch zumindest einen Busteilnehmer in elektrische Energie gewandelt wird, steht das Busleitungssystem mit zumindest einem Busteilnehmer in Verbindung, welcher mit zumindest einer Energieumwandlungseinheit und zumindest einer Energiespeichereinheit und/oder Energieeinspeiseeinheit ausgerüstet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Gebäudeinstallationssystem aus.
Derartige Gebäudeinstallationssysteme sind in der Regel dafür vorgesehen, eine Vielzahl von in Gebäuden installierte Busgeräte beziehungsweise Busteilnehmer (Aktoren und Sensoren) wie Lampen, Antriebe, Fühler, Wächter, Taster, Schalter, Dimmer, Steller usw. sowie übergeordnete Steuergeräte einerseits mit der notwendigen Betriebsspannung zu versorgen und andererseits datentechnisch miteinander zu vernetzen. Es sind bereits auch Gebäudeinstallationssysteme bekannt geworden, welche zwei verschiedene Bussysteme aufweisen, wobei dann eintreffende Informationen des ersten Bussystems in übertragbare Befehle des zweiten Bussystems beziehungsweise umgekehrt umgesetzt werden. Bei standardisierten Bussystemen (wie zum Beispiel Konnex/EIB, LON, BACnet) für die Gebäudevernetzung werden die Busgeräte in der Regel mit Leitungen vernetzt, die galvanisch von der Netzspannung (230 Volt) getrennt sind. Die Bussystemspannung beträgt bei diesen Bussystemen üblicherweise 21 bis 31 Volt. In Gebäuden ist somit üblicherweise ein Netzleitungssystem mit einem Netzpotential von 230 Volt und ein Kleinspannung (21–31 Volt) führendes Busleitungssystem installiert.
Durch die DE 10 2006 061 705 A1 ist eine dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechendes Gebäudeinstallationssystem bekannt geworden. Dieses Gebäudeinstallationssystem ist dazu vorgesehen, um eine Vielzahl von in Gebäuden installierte Busgeräte beziehungsweise Busteilnehmer einerseits mit der notwendigen Betriebsspannung zu versorgen und andererseits datentechnisch miteinander zu vernetzen, wozu im Gebäude ein Netzpotential (230 Volt) führendes Netzleitungssystem und ein Kleinspannung (z. B. 21 bis 31 Volt bei KNX) führendes Busleitungssystem installiert sind. Das Busleitungssystem steht mit mehreren Busteilnehmern in Verbindung, wobei zumindest einer der Busteilnehmer mit einer Energieumwandlungseinheit und einer Energiespeichereinheit und/oder einer Energieeinspeiseeinheit ausgerüstet ist.
Zudem ist durch die US 2011/0034120 A1 ein autonomes Klimagerät mit Sensorfunktion bekannt, welches als Einzelgerät oder als Teil einer Klimaanlage eingesetzt werden kann.
Die Inbetriebnahme solcher Gebäudeinstallationen wird in der Regel mit einem PC gestützten Werkzeug (z. B. ETS für Konnex/EIB) vorgenommen. Zur Inbetriebnahme gehört sowohl die Adressierung als auch die Parametrierung der einzelnen Busgeräte beziehungsweise Busteilnehmer. Oftmals gehört auch eine übergeordnete Zentrale zu einer derartigen Gebäudeinstallation, wobei die Zentrale auch als Busteilnehmer anzusehen ist. Ein derartiges Gebäudeinstallationssystem ist durch die DE 10 2005 019 070 A1 bekannt geworden. Hierbei wird die zum Betrieb und zur datentechnischen Vernetzung der Busteilnehmer notwendigen Energie quasi vollständig aus dem die Netzspannung führenden Netzleitungssystem entnommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebäudeinstallationssystem zu schaffen, bei dem zumindest ein Teil der zum Betrieb und zur datentechnischen Vernetzung der Busteilnehmer notwendigen elektrischen Energie vor Ort durch die Busteilnehmer selbst zur Verfügung gestellt wird, indem nicht elektrische Energie durch zumindest einen Busteilnehmer in elektrische Energie gewandelt wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.
Bei einem solchermaßen ausgebildeten Gebäudeinstallationssystem ist besonders vorteilhaft, dass zur Versorgung des Bussystems einfachere, kostengünstige Netzteile zur Anwendung kommen können. Zudem ist vorteilhaft, dass bei Standby Betrieb der Busteilnehmer diese nicht über das, das Netzpotential führende, Netzleitungssystem versorgt werden müssen und durch die ortsnah erzeugte Energie die Reduzierung von Verlustleistung minimiert ist.
Zudem ist die Entnahme von Energie aus dem Netzleitungssystem deutlich reduziert, was zu einer Entlastung der Umwelt durch geringeren Strombedarf aus konventionellen Energiequellen (Kraftwerken) bei Verwendung eines solchen Gebäudeinstallationssystems führt.
Weiterhin ist besonders vorteilhaft, dass verschiedene nicht elektrische Energiequellen zur Wandlung in elektrische Energie auf einfache Art und Weise herangezogen werden können, um den Verbrauch von konventionell erzeugter Energie zu minimieren.
Zudem ist besonders vorteilhaft, dass die aus nicht elektrischen Energiequellen gewandelte elektrische Energie in einer Energiespeichereinheit zwischengespeichert werden kann, um damit bedarfsgerecht abgerufen werden zu können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Gebäudeinstallationssystems sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand eines in den Zeichnungen näher dargestellten Ausführungsbeispieles sei das erfindungsgemäß Gebäudeinstallationssystem näher erläutert. Dabei zeigen:
1: prinziphaft den Grundaufbau eines solchen Gebäudeinstallationssystems mit zwei Busteilnehmern;
2: prinziphaft einen Busteilnehmer in der Draufsicht;
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht ein solches Gebäudeinstallationssystem im Wesentlichen aus einem Netzpotential führenden Netzleitungssystem N und einem Kleinspannung führenden Busleitungssystem B sowie einer Vielzahl von angeschlossenen Busteilnehmern 1, 2 (Aktoren und Sensoren).
Wie insbesondere aus 1 hervorgeht, steht das Busleitungssystem B im vorliegenden Fall mit einem ersten Busteilnehmer 1 und einem zweiten Busteilnehmer 2 in Verbindung. Selbstverständlich kann eine wesentliche größere Anzahl von Busteilnehmern an ein solches Busleitungssystem B angeschlossen werden. Jeder der beiden Busteilnehmer 1, 2 weist eine Energieumwandlungseinheit 3, eine Energiespeichereinheit 4 und eine Energieeinspeiseeinheit 5 auf. Die Energieumwandlungseinheit 3 ist dafür vorgesehen, nicht elektrische Umgebungsenergie in elektrische Energie zu wandeln. Im vorliegenden Fall ist jeder der beiden Busteilnehmer 1, 2 mit einer Solarzelle 6 als Ausgestaltung einer Energieumwandlungseinheit 3 ausgerüstet, so dass Solar- beziehungsweise Lichtenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Um auf einfache Art und Weise elektrische Energie zwischenspeichern zu können, ist jedes der beiden Busteilnehmer 1, 2 mit einer als Akkumulator ausgeführten Energiespeichereinheit 4 ausgerüstet, so dass die zwischengespeicherte elektrische Energie bei Bedarf vom Busteilnehmer 1, 2 zum Eigenbetrieb abgerufen, und/oder bei Bedarf in das Busleitungssystem Beingespeist werden kann. Zum Einspeisen der elektrischen Energie in das Busleitungssystem B ist eine Energieeinspeiseeinheit 5 vorgesehen, welche auch direkt von der Solarzelle 6 erzeugte Energie unter Umgehung einer Zwischenspeicherung in der Energiespeichereinheit 4 direkt in das Busleitungssystem B einspeisen kann.
Wie des Weiteren insbesondere aus 1 hervorgeht, ist der erste Busteilnehmer 1 als Aktor ausgerüstet und weist zusätzlich zu seinen sonstigen Funktionselementen eine zur Energieumwandlung vorgesehene Solarzelle 6 auf. Hingegen ist der zweite Busteilnehmer 2 derart ausgerüstet, dass ihm hauptsächlich die Aufgabe der Wandlung von nicht elektrischer Umgebungsenergie in elektrische Energie zukommt. Zu diesem Zweck ist der zweite Busteilnehmer 2 mit einer großflächigen Solarzelle 6 ausgerüstet und weist keine manuell zu bedienenden zusätzlichen Funktionselemente auf. Wie vorstehend schon beschrieben, sind wohl sowohl der erste Busteilnehmer 1 als auch der zweite Busteilnehmer 2 mit einer Energieumwandlungseinheit 3, einer Energiespeichereinheit 4 und einer Energieeinspeiseeinheit 5 ausgerüstet.
Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, ist die Solarzelle 6 im mittleren Bereich der dem Raum zugewandten Hauptfläche des ersten Busteilnehmers 1 angeordnet. An beiden Seiten der Solarzelle 6 ist jeweils eine Reihe mit jeweils sieben Betätigungselementen 7 vorgesehen, um bestimmte Funktionen ein- und ausschalten beziehungsweise bedarfsgerecht beeinflussen zu können. Damit zudem bestimmte Funktionen angezeigt werden können, ist die Solarzelle 6 Bestandteil einer Anzeigeeinheit. Der ersten Busteilnehmer 1 ist zudem mit – einer der Einfachheit nicht dargestellten – Energieentnahmeeinrichtung versehen, damit zum Eigenverbrauch bedarfsgerecht gewandelte elektrische Energie aus der Energiespeichereinheit 4 entnommen werden kann.
Es ist somit ein Gebäudeinstallationssystem realisiert, bei dem auf besonders einfache Art und Weise zumindest ein Teil der zum Betrieb und zur datentechnischen Vernetzung der Busteilnehmer 1, 2 notwendigen elektrischen Energie vor Ort durch die Busteilnehmer 1, 2 selbst zur Verfügung gestellt wird, indem nicht elektrische Energie durch zumindest einen Busteilnehmer 1, 2 in elektrische Energie gewandelt wird.

Claims

Gebäudeinstallationssystem, vorgesehen, um eine Vielzahl von in Gebäuden installierte Busgeräte und/oder Busteilnehmer (1, 2) (Aktoren und Sensoren) einerseits mit der notwendigen Betriebsspannung zu versorgen und andererseits datentechnisch miteinander zu vernetzen, wozu im Gebäude ein Netzpotential (230 Volt) führendes Netzleitungssystem (N) und ein Kleinspannung (z. B. 21 bis 31 Volt bei KNX) führendes Busleitungssystem (B) installiert sind, wobei das Busleitungssystem (B) mit zumindest einem Busteilnehmer (1, 2) in Verbindung steht, welcher mit zumindest einer Energieumwandlungseinheit (3) und zumindest einer Energiespeichereinheit (4) und/oder Energieeinspeiseeinheit (5) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Busteilnehmer (1, 2) mit einer Energieeinspeiseeinheit (5) ausgerüstet ist, mittels der gewandelte elektrische Energie direkt in das Busleitungssystem (B) eingespeist wird, und dass die Einspeisung der gewandelten elektrischen Energie in das Busleitungssystem (B) zumindest zum Teil aus der, im Busteilnehmer (1, 2) vorhandenen, Energiespeichereinheit (4) erfolgt.
Gebäudeinstallationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter Busteilnehmer (2) mit dem Busleitungssystem (B) in Verbindung steht, welcher zur Energieumwandlung sowie zur Energiespeicherung und/oder Energieeinspeisung vorgesehen ist.
Gebäudeinstallationssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Busteilnehmer (1) mit dem Busleitungssystem (B) in Verbindung steht, welcher zur Erfüllung von als Aktor und/oder Sensor vorgesehenen Funktionen dient und der zusätzlich mit zumindest einer Energieumwandlungseinheit (3) und zumindest einer Energiespeichereinheit (4) und/oder einer Energieeinspeiseeinheit (5) ausgerüstet ist.
Gebäudeinstallationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Energieumwandlungseinheit (3) nicht elektrische Umgebungsenergie in elektrische Energie wandelt.
Gebäudeinstallationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Energieumwandlungseinheit (3) mechanische Energie in elektrische Energie wandelt.
Gebäudeinstallationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Energieumwandlungseinheit (3) in Lichtstrahlung vorliegende nicht elektrische Umgebungsenergie in elektrische Energie wandelt.
Gebäudeinstallationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Energieumwandlungseinheit (3) durch Luftdruckunterschiede entstehende, nicht elektrische Umgebungsenergie in elektrische Energie wandelt.
Gebäudeinstallationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Busteilnehmer (1, 2) zum Eigenverbrauch mit einer Energieentnahmeeinrichtung zur Entnahme der in der Energiespeichereinheit (4) gespeicherten, gewandelten elektrischen Energie versehen ist.