Akıllı Evler ve Ev Otomasyonu

Cumhuriyet Üniversitesi Makine Mühendisliği Enerji Tasarrufu ve Uygulamaları dersinde yapmış olduğumuz Akıllı Binalar ve Uygulamaları ile ilgili sunumu sizlerle paylaşıyorum.Sunumda akıllı binaların tanıtımı,tarihçesi,ev otomasyonu,kullanılan yazılımlar,ev aletleri,akıllı binaların avantajları ve dezavantajları,güvenlik sistemi,aydınlatma sistemi,perde ve panjur sistemleri,iklimlendirme sistemi,konfor sistemi,iletişim ve multimedya sistemleri,kar – buz eritme sistemleri ve örnekler yer almaktadır.
Sunumu yapanlar : Gürsel Günacar, Neslihan Acar , Hamiyet Bayram.

NOT : Bu yazı sunumun ilk bölümüdür.Sunumun devamına aşşağıda verilen linklerden ulaşabilirsiniz.

Akıllı Ev Nedir?
Akıllı ev, yaşanan yerdeki cihazların elektronik ortamda bir araya gelip yaşamı kolaylaştırmasıyla oluşur. Yani, binanın içindeki her sistemin birlikte çalışmasının sağladığı akıllı çalışma ortamına akıllı ev diyebiliriz. Akıllı evler, yaşayan bir organizmaya dönüşmüş binalardır. Bu ortamlar otomasyon sistemleri ve sensörleri ile tepkinize karşılık veren sistemler barındırır.

Akıllı Evin Kısa Tarihçesi

  • —“Akılı Ev” fikri ilk olarak 1980’lerin başında ortaya çıktı.
  • —Türkiye’deki ilk uygulama ise 1984 yılında yapılmıştır
  • —İlk uygulamalarda, sıradan her hangi bir fiziksel engeli olmayan insanların ev konforu düşünülmüştü.
  • —Üreticiler, bir sistemi bütününü entegre etmeyi amaçlamamışlardı.Ancak, bireysel olarak kontrol edilebilecek bir çok ürün çeşidi ortaya çıktı(enerji kontrol ünitesi, güvenlik sistemi, ışık kontrolcüleri gibi )
Ev Otomasyonu
  • —Otomasyon; bir sistemin hazırlanan belirli bir senaryoya göre herhangi bir operatöre gerek duymadan istenilen işlemleri gerçekleştirmesi olarak tanımlanabilir.
  • —Ev otomasyonu ise ev teknolojilerinin kişiye özel ihtiyaç ve isteklere göre uygulanmasıdır. Ev otomasyon sistemleri ile birçok komut arka arkaya yerine getirilerek “senaryolandırma” seçeneği sağlanır.
  • —Tüm perdelerin kapanması, ışıkların kısılması, alt katta alarmın devreye girmesi, televizyonun bir saat sonra kapatılması gibi normalde zaman kaybettirecek işlemler tek bir komutla yerine getirilebilir.
Evinizin akıllı olması için evinizde yapmanız gereken değişiklikler

Evinizin “akıllı” hale gelmesi için, belirli standart parçalar içeren hazır sistemler bulunduğu gibi, bu sistemlere, ihtiyaçlarınız doğrultusunda ve bütçenize uygun olarak eklemeler, çıkarmalar yapabilir ya da ilgili firmaların sunduğu geniş ürün yelpazesinden, dilediklerinizi seçebilirsiniz.Hazır sistemlerin çoğu bir ana kontrol kutusu, bir kontrol paneli, çeşitli algılayıcılar, cihaz denetleyicileri, uzaktan kumandalar ve bir telefon modülü içerir.

Akıllı Evlerde Kullanılan Yazılımların Genel Özellikleri

  • —Gerçek zamanlı çalışabilme.
  • —Esneklik.
  • —Hızlı yazılım geliştirebilme.
  • —Kolayca ve hızlıca yeni özellikler ekleyebilme, çıkarabilme, değiştirebilme.
  • —Kolayca yapay zeka kısımlarını, algoritmalarını değiştirebilme
  • —Donanımdan bağımsız olma.
  • —Çok sayıda sensör çeşidiyle çalışabilme.
Akıllı Evlerdede Kullanılan Ev Aletleri ve İşlevleri
  • —Televizyon: İzlenilen programa ve mekânın büyüklüğüne göre renk dağılımını ve sesi ayarlar.
  • —Buzdolabı: Mevsim farklarına ve kullanım alışkanlıklarına göre soğutma ve dondurma seviyelerini otomatik olarak ayarlar.
  • —Çamaşır makinesi: Çamaşır türü, miktarı ve kirlilik oranına göre yıkama ve kurutma stratejisini belirler.
  • —Bulaşık makinesi: Bulaşık miktarına ve kirlilik oranına göre yıkama ve parlatma stratejilerini belirler.
  • —Ocak: Pişirilecek malzemeyi en kısa sürede ve minimum enerji sarfiyatıyla pişirir ayrıca pişirilen ürünlerin yanmasını ve taşmasını önler.
  • —Elektrikli süpürge: Süpürülecek zemine ve toz miktarına göre enerji sarfiyatını ve motorun emiş gücünü ayarlar.
  • —Klima: Ortam sıcaklığına göre gerekli soğutmayı ve enerji tasarrufunu otomatik olarak yapar. Ayrıca ilk çalıştırmalardan gereksiz enerji harcamalarını engeller.
  • —Nemlendirme: Ortamın nem ihtiyacına göre otomatik olarak nem ayarı yapar.
  • —Duş: Suyun sıcaklığını belirlediğiniz seviyede tutarak su sıcaklığındaki değişiklerden etkilenmemenizi sağlar.
Akıllı Ev’in Avantajları :
  • —Güvenlik sağlar.
  • —Konfor sağlar.
  • —Zaman ve enerji tasarrufu sağlar.
  • —Fiziksel veya zihinsel rahatsızlık yaşayan insanların hayatını kolaylaştırır.
  • —Sorumlulukları azaltır
Akıllı Ev’in Dezvantajları :
  • —Uzaktan erişimle sisteme dâhil olunma ihtimali, bizim kontrolümüzde olan evimizin kontrolünün, başkalarına geçmesine sebep olabilir.
  • —Sistemin kontrolünde oluşabilecek aksaklıklar beklenmedik sonuçlar doğurabilir. (Örneğin, nem sensorunun hasar görmesi ile bahçeniz gereğinden fazla sulanabilir ya da susuz kalabilir.)
  • İnsanı tembelliğe itip daha monoton bir hayat yaşamasına sebep olabilir.
  • —Güvenlik ve emniyetin artırılmasına yönelik olması,
  • —Konfora yönelik olması,
  • —Basitlik ve kullanım kolaylığı olması,
  • —Enerji tasarrufuna yönelik sistemler olması ve
  • —Fiziksel engelli insanlara yönelik sistemler olması beklenmektedir.
—Akıllı Evlerden Beklentiler
  • —Güvenlik ve emniyetin artırılmasına yönelik olması,
  • —Konfora yönelik olması,
  • —Basitlik ve kullanım kolaylığı olması,
  • —Enerji tasarrufuna yönelik sistemler olması ve
  • —Fiziksel engelli insanlara yönelik sistemler olması beklenmektedir.
Ev Otomasyonu ile Enerji Tasarrufu Sağlama

Enerji giderlerini arttıran ve gereksiz enerji tüketimine neden olan en büyük etkenler :

  • —Gereksiz yere açık bırakılan ışıklar,
  • —Kısa süreler için hızlı ısıtma ve soğutma sağlamak için, yüksek seviyelerde çalıştırılan ısıtma ve soğutma sistemleri,
  • —Evin kullanılmayan bölgelerinin ısıtılması,
  • —Gün ışığından gerektiği kadar faydalanamama,
  • —Çamaşır ve bulaşık makinesi gibi fazla elektrik tüketen cihazların akıllı sayaçlarla uyumlu olarak, indirimli saatlerde çalıştırılması,

Isıtma sistemlerinin otomasyonla denetimi bir evin ısı enerjisi tüketimini %10, gereksiz ışıkların söndürülmesi, yakılan ışıkların %90 parlaklıkta yakılması, cihazların ucuz tarife zamanlarına göre programlanması gibi yöntemler ise elektrik enerjisi tüketimini %30’a varan oranda azaltabilir.

Tasarlanan Yeşil Binanın Konstrüktif Yapısı ve Özelikleri

Bina, Balıkesir ilinde villa tipinde örnek bir konut olarak tasarlanmıştır. Model resmi şekil 1’de görülmektedir. Tasarlanan yapı, modern mimari tarzla yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanan çevreye duyarlı enerji etkin bir tasarım anlayışı ortak paydasında şekillenmiştir.Binada yalıtım, yağmur suyu toplama sistemi, enerji depolama sistemleri, ısı pompası, PV/T, rüzgâr türbini, doğal havalandırma, aşırı güneş ışınımını önlemek için aktif ve pasif sistemler kullanılmıştır.

Şekil 1. Tasarımlanan binanın kesit şeması

a) Çatı sistemi dizaynı: İki çatı düzlem çizgisi arasındaki açıklıktan rüzgarın hareketiyle hava akımı oluşmakta ve çatının soğuması sağlanmaktadır. Bu sayede yazın çatı katlarında aşırı ısınma sorunu büyük oranda ortadan kaldırılmıştır. Kanat şeklindeki üst çatı yapısı ayrıca direk güneş ışınlarını tutarak aşağıdaki çatıya bir gölgeleme görevi de oluşturmaktadır.

b) Gölgeleme: Yaz uygulamaları için bina dış kabuğu ile cam yüzeyi arasındaki sera etkisini azaltmak için, güneş ışınlarını yansıtan beyaz renkli stor perde sistemi ile bina dış duvarlarındaki ısı kazancı azaltılmaktadır.

c) Trombe duvarı uygulaması: Sistemde dış cephe cam ile kaplandığı için cama yapışık olan duvarlarda tromp duvarı sisteminden yararlandı. Dışarıdan bakıldığında dış cephenin büyük bir bölümü cam olarak görünmektedir. Ancak iç kısma girildiğinde duvar yapısının yarı yarıya cama yapışık şekilde trombe duvarı ve çift camlı sistemden oluştuğu görülmektedir. Trombe duvarı sistemiyle hem camlı olan dış kısımdaki ısı transferi büyük oranda azaltılmış, hem de ek ısı kazancı sağlanacaktır. Duvarın direk güneş ışığı gören kısmına iki yönlü panjur sistemi yerleştirilmiştir. Bu panjur sisteminin bir yüzeyinde siyah kaplama diğer yüzeyi ise yansıtıcı özelliği olan bir sistemden oluşmaktadır. Otomatik bir sistem sayesinde kışın panjurun siyah kısmı güneş ışığını absorbe ederek ısınmaya katkı sağlayacaktır. Yazın ise diğer yüzeyi çevrilerek gelen güneş ışınlarını yansıtarak ısınmayı azaltacaktır.

                   Şekil 2. Trombe Duvarı uygulaması

d) Yağmur suyu toplama sistemi : Çatının V şeklindeki yapısı sayesinde yağmur suları kolaylıkla merkezde toplanabilmektedir. Merkezde toplanan yağmur suyu binanın dışından görülmeyecek şekilde bir boru sistemiyle bodrum kattaki depoya iletilmekte ve değişik amaçlarda (bahçe sulama, banyo, temizlik vb.) kullanılacaktır. Yağış sularının kullanılabilmesi için çatı örtü malzemeleri kansorejen madde içermeyen malzemelerden seçilmiştir.

e) Sıcak ve soğuk enerji depolanması: Akşam rüzgar türbininden sağlanacak olan elektrik, serpantin yöntemiyle buz depolama (Şekil 3) sisteminden kullanılacak ve gündüz soğutma ihtiyacının bir kısmı bu sistemle karşılanacaktır. Sistem çoğunlukla pik yükler oluştuğunda devreye girecektir. Sıcak su ise PV/T panellerinden sağlanarak bir yalıtımlı bir depo sisteminde depolanacaktır.

 

—

Şekil 3. Serpantinli enerji (buz) depolama sistemi
f) Değişken açılı PV/T sistemi: PV/T sisteminin güneş ışınlarına bağlı olarak otomasyon sistemi vasıtası ile ayarlanabilir değişken açıda tasarlanması mümkündür.

Akıllı Binaları Anlatan Bir Video

Akıllı Binalar Sunum 1 : http://bilgitara.com/akilli-evler-ve-ev-otomasyonu/
Akıllı Binalar Sunum 2 : http://bilgitara.com/akilli-ev-sistemleri/
Akıllı Binalar Sunum 3 : http://bilgitara.com/turkiye-ve-dunyada-akilli-binalar/

2 Yorum

Yorum Ekle

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Facebook Sayfamızı Beğenin

Bilim ve Teknolojiden Uzak Kalmayın