Підвищення енергоефективності та поліпшення умов стаціонарних пацієнтів за допомогою системи «розумний дім» в лікарні

Abstract

У бакалаврській кваліфікаційній роботі досліджено можливості підвищення енергоефективності лікарняного приміщення за рахунок впровадження системи автоматизації на базі протоколу KNX у поєднанні з охоронною системою Ajax. Об’єктом дослідження обрано сьомий поверх лікарні площею 576 м?, у якому проаналізовано потреби пацієнтів, медичного персоналу та систем життєзабезпечення. У розділі один та два розглянуто структурну схему автоматизованої системи управління освітленням, опаленням, вентиляцією, жалюзі, а також системами безпеки. Досліджено програмне середовище ETS, виконано конфігурацію сценаріїв, групових адрес і зонального керування кліматом. Особливу увагу приділено енергозберігаючим сценаріям для кожного режиму доби та зменшенню впливу людського фактора. У третьому розділі описано застосовані пристрої, способи монтажу, побудову мереж живлення та сигналу, обґрунтовано вибір обладнання. У четвертому розділі проведено розрахунок енергоспоживання до і після впровадження системи, на основі чого визначено потенційну економію до 31% електроенергії, що в грошовому еквіваленті становить понад 126 000 грн на рік. Вартість впровадження системи склала приблизно 1,24 млн грн, а термін окупності – від 10 до 28 років, залежно від інтенсивності використання системи та сценаріїв автоматизації. У розділі “Охорона праці” описано заходи та засоби пожежної безпеки та перспектив модернізації аналогічних об’єктів у медичній сфері. Результати роботи можуть бути використані для впровадження в новобудовах або реконструкції існуючих закладів охорони здоров’я з метою зменшення експлуатаційних витрат, підвищення комфорту та безпеки пацієнтів. Об.єкт дослідження - автоматизована система керування світлом та мікрокліматом у лікарні Предмет дослідження - електричні схеми, контролери, логіка програмування контролерів за стандартом KNX.

This bachelor's qualification thesis explores the possibilities of improving the energy efficiency of a hospital facility through the implementation of an automation system based on the KNX protocol, combined with the Ajax security system. The object of the study is the seventh floor of a hospital with a total area of 576 mІ, where the needs of patients, medical staff, and life-support systems were analyzed. Chapters One and Two examine the structural diagram of the automated control system for lighting, heating, ventilation, shading, and security. The ETS software environment is studied in detail, with the configuration of automation scenarios, group addresses, and zonal climate control performed. Special attention is given to energy-saving scenarios for different times of day and minimizing the impact of the human factor. Chapter Three describes the applied equipment, installation methods, and the structure of the power supply and control networks, as well as the justification for equipment selection. Chapter Four presents a comparison of energy consumption before and after the system implementation, on the basis of which a potential energy savings of up to 31% is identified. This equates to over 126,000 UAH per year. The total cost of implementation is approximately 1.24 million UAH, and the payback period ranges from 10 to 28 years, depending on the intensity of system usage and the complexity of automation scenarios. The section on Occupational Safety outlines fire safety measures and discusses the prospects for modernizing similar healthcare facilities. The results of this work may be applied to new construction or reconstruction of existing healthcare institutions to reduce operational costs and enhance both patient comfort and safety. Object of the study: automated lighting and climate control system in a hospital Subject of the study: electrical diagrams, controllers, and control logic programming based on the KNX standard