Интелигентни сградни ВиК технологии

Ако умният дом има интелигентни щори, спускащи се автоматично при силно слънце, защо да няма и умна водопроводна система, пускаща приятно топла вода точно когато ръцете ни са изцапани и се чудим как да „врътнем кранчето“ без докосване? В разговорите за интелигентния дом фокусът най-често пада върху потреблението на енергията. Ала боравенето с водните ресурси остава по-встрани от вниманието. 

Текст: списание Строители

Смарт - технологиите за управление на водата в дома имат смисъл най-малко поради две причини. Пестенето на животворната течност е най-очевидният аргумент. Не по-малко значима обаче е превенцията от течове и наводнения. Ремонтът на дома заради непредвидено изтичане на вода може да струва десетки хиляди левове - къртене на стени, смяна на тръби, труд на водопроводчици, възстановяване, мазилки, бои, подмяна на паркети, пране и сушене на килими, подмяна на мебели.

Умните водомери

Едно от най-популярните изобретения в сферата на интелигентното управление на водата в дома са умните водомери. В своя първоначален вид те представляваха устройства, които се прикрепват към тръбопровода близо до входната точка на водоподаването. Чрез различни технологии тези уреди измерват скоростта на движение на флуида, за да изчисляват колко вода е преминала през главния водопровод. Данните се подават през локалната безжична (wi-Fi) мрежа към смартфон-приложение. То визуализира потреблението на вода. Това позволява числово и графично онагледяване на тенденциите в потреблението: по кое време от денонощието и от седмицата се използва най-много вода. 

Подобна информация не предпазва от непредвидени течове и аварии. Нейната стойност касае по-скоро случаите на отсъствие от дома: ако семейството отсъства, то може да да бъде информирано за неочаквано потребление на вода в празния дом. Това би могло да има две обяснения – или има теч, или е налице чуждо присъствие в къщата.  По-съвременните умни водомери не само четат потреблението на водата, но и могат да я спрат. За целта те имат вграден спирателен кран. Монтират се като част от водопровода.

Макар да са по-скъпи, те са по-желани, защото стойността им е нищожна в сравнение с тази на щетите от домашна ВиК авария.  Бидейки част от тръбопровода, тези умни водомери позволяват и допълнителни функции. Така например те могат да правят тест за потенциални течове из дома. За целта автоматично спират водата чрез спирателния кран и измерват налягането в останалата част от тръбите.  При регистриране на изменение на налягането те алармират собственика.

Информацията се изпраща на смартфона. Обикновено тестът се провежда в рамките на няколко минути, на равен интервал, например веднъж в денонощието (през нощта). Чрез смартфон-приложението може и „ръчно“ да се нареди тест по всяко време.  Съществена особеност на умните водомери със спирателен кран е нуждата от постоянно електрозахранване. Това означава, че е най-добре още при изграждането на дома да бъде осигурена съответната инфраструктура. 

Сензори за наводнение 

Сензорите за наводнение са сред най-популярните „джаджи“ за умната ВиК система в дома. Представляват малки уреди, които се поставят на пода; в долната си част разполагат с две метални пластини, насочени надолу. Захранвани от батерии или от електропреносната мрежа, устройствата постоянно измерват електропроводимостта на околната среда. Ако по пода се разлее вода и двете метални пластини се окажат в контакт с течността, проводимостта се променя. Тогава уредът веднага сигнализира, като изпраща известие до смартфона на потребителя. 

Захранваните от електропреносната мрежа уреди най-често са дребни, колкото едра монета или бисквита. Захранваните от батерия са малко по-големи. Най-често се поставят в непосредствена близост до пералните и миялните машини, бойлерите, в мокрите помещения. Така е, защото практиката показва, че най-честите „обичайни“ течове в дома са резултат от остарели маркучи и меки връзки, осигуряващи водоподаването на въпросните уреди. Позиционирането възможно най-близо до източника на потенциален теч помага да се намалят щетите, които биха възникнали. Все по-често производителите на подобни устройства обръщат внимание на техния външен вид. Стремежът е към постигане на елегантен и „изчистен“ дизайн, вписващ се лесно в интериора. 

Умни смесители

Умните смесители за вода са навярно най-познатата „смарт“ технология за управление на водата. Всички сме ги виждали по летища и други обществени места: те имат малък сензор, който „вижда“ кога има ръце под чешмата. Обикновено това е инфрачервен датчик. Докато има обект под чешмата, струята тече.  По-нова версия, предназначена за дома, са смесителите, които имат и малък дисплей, показващ дебита и температурата на водата в конкретния момент. За такова удобство има два варианта: смесители с вградени сензори и дисплеи или инсталационни комплекти за монтаж на датчиците към вече съществуващите смесители.

На пазара вече се предлагат и смесители с управление чрез гласови команди. Те се свързват към дигиталните домашни асистенти. Желани са по същата причина, поради която и тези с IR сензор – потребителят може да пусне и спре водата безконтактно. В някои случаи тези умни смесители са способни и на допълнителни умения: например да им се нареди да налеят половин литър топла вода. Когато след подобно нареждане потребителят поднесе съд под чешмата, в нея се излива точно желаното количество.  Най-модерните интелигентни смесители разчитат на жестово регулиране, например махване с ръка наляво за топла вода (и надясно – за студена), нагоре – за спиране на водата (съответно надолу за пускането й). Подобни смесители дори нямат регулиращ лост, защото се контролират изцяло с жестове. 

Умни душове

Стремежът към комфорт прави все по-популярни дигитализираните душове. Те разполагат с цифров термостат в душ-кабината. Температурата и силата на струята се управляват от отделен контролен блок, който може да бъде разположен в или извън душ-кабината. 

Едно от основните предимства на смарт-душовете е, че предлагат невероятно лесен монтаж, както и несравним контрол върху температурата на водата. Вграденият термостат има грижата да се смесват толкова топла и студена вода, колкото е нужно, за да може потребителят да се къпе при еднаква температура през цялото време.

Повечето смарт-душове позволяват на потребителя да програмира предварително перфектната температура за душ, но не само. Благодарение на дистанционното пускане обитателят може да влезе под душа известно време след потичането на водата. Контролният блок прави възможно всеки член на домакинството да програмира, запази и прилага свои собствени предпочитани настройки за температура и сила на струята при къпане. Дори един и същи потребител може да има различни програми, например за бързо измиване сутрин или пък за мързелив и продължителен горещ неделен душ. 

Умната отводнителна система

Обитателите на жилища с мазе или изба обичайно разчитат на помпа за отводняване в случай на навлизане на вода в най-ниско разположеното помещение. Умната отводнителна помпа не е новост. Тя поддържа постоянна връзка с безжичната мрежа и изпраща нотификации за своята работа и текущото си състояние. В най-елементарния случай тя следва да даде индикация, когато е започнала и когато е спряла работа. Има и модели, които чрез вградени сензори следят за здравето на компонентите си.

Подобна машина може да алармира, ако някоя от частите й е на път да се увреди, ако е износена и се нуждае от подмяна.  Интелигентната отводнителна помпа дава спокойствие на обитателите, особено в периодите, когато не са в дома си. Наред с това интелигентната отводнителна помпа може да използва акумулаторно захранване, за да се справя с прииждащата вода дори в случай, че електрозахванването спре. 

Датчици за замръзване 

Подобно на сензорите за наводнение, датчиците за замръзване са малки устройства, които стоят тихо и ненатрапчиво до тръбите и постоянно измерват температурата на повърхността, с която имат контакт. Тяхната задача е да сигнализират, ако температурата спадне близо до нула. 

Датчиците за замръзване на тръбите са обект на интерес за стопани на къщи и сгради с наличие на външен водопровод, например за обслужване на градина, басейн, външна чешма или шадраван. Използват се и за складове, гаражи и други места, където има ВиК инфраструктура и риск зимният студ да доведе до замръзване. 

Недостатък на повечето устройства е, че все пак изискват някаква форма на външна намеса – когато регистрират опасно ниска температура, някой трябва да отиде на място и да отвори или затвори спирателните кранове.  Някои от по-новите модели апарати имат функция за подгряване. Те се свързват към малък електрически реотан, който обгръща тръбата в частта, която е изложена на студ. 

Смарт-тоалетната

И водата в тоалетната може да се управлява интелигентно. Добре познат е механизмът на т. нар. фотоклетка за автоматично промиване. Помощник в дома могат да бъдат и датчиците за преливане. Те се монтират в тоалетната чиния и се свързват към резервоара за вода. Промиването се блокира автоматично, ако е налице запушване на канала или бавно оттичане. Подобен механизъм е желан от семействата с малки деца, при които има риск от попадане на необичайни предмети в канала и неговото задръстване. 

Рециклиране на сивата вода

Хората, които се стремят към пестене на вода, постоянно търсят начини да оползотворяват т. нар. сива вода. Тоалетната пък е отговорна за около 30% от потреблението на вода в домакинството. Тези два фактора обясняват защо голяма част от усилията за рециклиране на сивата са насочени към тоалетното казанче. Водата от душа, банята и пералнята обичайно е подходяща за промиване на тоалетна. 

Прилагането на системата изисква използването на резервоари за сивата вода. Приложението на интелигентните технологии тук най-често се свързва с полагането на сензори и автоматичното известяване, когато резервоарът е почти пълен. Тъй като в общия случай постъпващата в него вода се филтрира, интелигентната система би могла да включва и изпращане на известия при нужда от подмяна на филтрите. 

Сензори за съдържанието на водата 

С грижа за здравето и благоденствието си все повече хора внимават и с каква вода боравят. Затова набират популярност сензорите за измерване на състава на водата. По пътя към дома тя минава през различни резервоари и тръбопроводи, където се сдобива с най-различни желани или нежелани добавки: като се започне от хлор за дезинфекциране и ръжда от стари тръбопроводи и се стигне до неочаквани добавки, попаднали инцидентно. 

Сензорите за състава на водата могат да засекат наличието на вредни вещества в чешмяната вода. Обичайно те измерват параметри като твърдост, концентрация на кислород, хлор, мътност, наличие на водорасли, органични вещества, разтворени твърди субстанции. Монтират се като част от водопровода, най-добре в началото му – там, където водата постъпва в дома. При регистриране на „събитие“, например отклонение от обичайния състав, могат да изпратят известие чрез смартфон-приложение или като съобщение до предварително зададен електронен адрес. 

Този вид сензори тепърва ще набират популярност. Не само здравето е причина за това. В последните две години рязко нарасна рискът от хакерски атаки към ВиК дружества. В момента най-голямата заплаха в кибернетичния свят са нападенията, свързани с изнудване или искане на откуп. Инфраструктурните дружества и в частност ВиК все по-често са на прицел за подобни атаки. Уви, съвсем реалистичен вече е страховитият сценарий, при който хакер превзема контролните системи на ВиК дружество и пуска отрова в питейната вода. Достатъчно той е да освободи свръхдоза дезинфектант, за да натрови цели села и градове. 

Умна система за дъждовна вода 

Все по-често еднофамилните къщи имат и система за събиране на дъждовната вода. Нейното поддържане също може да се облекчи чрез някои технологии.  Външен сензор за дъждовна вода може да регистрира кога вали дъжд, а дори и да измерва колко време вали и какъв обем вода се събира. Подобни системи обичайно натрупват исторически данни за валежите и, с течение на времето, дори позволяват сравнимост с предходни периоди. 

В по-интелигентния вариант умната система за управление на събраната дъждовна вода може да бъде свързана с клапан на резервоара и да се интегрира с приложенията за прогноза за времето. При предстоящ дъжд, ако резервоарите са пълни, системата може автоматично да отвори клапана, за да се освободи известна част от наличната вода, така че резервоарът да може да поеме новопостъпващата течност. 

Тенденции и прeдизвикатества

Като цяло повечето решения за интелигентно управление на водата в дома разчитат на съществуващите Wi-Fi мрежи за комуникацията си с потребителските устройства. С навлизането на т. нар. интернет на нещата технологиите за свързаност стават по-разнообразни. Наред с по-традиционните протоколи като Zigbee и BLE се появяват по-нови като LoRa, Sigfox, NB-IoT. 

Това допълнително усложнява проблема със съвместимостта на технологиите за умно управление на водата в дома, с тяхната интеграция. Наличието на смарт-водомер и интелигентна система за управление на сивата вода почти във всички случаи изисква инсталирането на различни приложения на потребителския смартфон, всяко с различен интерфейс, отделни нотификации. 

Някои профилирани производители се стремят да предложат възможно по-пълна гама от устройства за интелигентно управление на водата в дома. В тези случаи безспорно предимство е единната конзола за управление – борави се с едно приложение. Неудобството обаче е, че това прави потребителя зависим от един производител и неговите капризи. Ако доставчикът реши да прекрати дадена продуктова линия, това принуждава потребителя да търси друго решение от друг бранд. 

Предварителното планиране на смарт-управлението на водните ресурси още на етапа на проектирането и изграждането на дома със сигурност може да спести на потребителите голяма част от главоболията с интеграцията. За разработчиците на подобни обекти пък това означава значителна добавена стойност към цената на имотите, които предлагат.

Очаквания 

Бъдещето на смарт-технологиите за управление на водата в сградите и в дома изглежда много обещаващо. С развитието на интернет на нещата (IoT), възможностите за свързаност и автоматизация на домашните системи продължават да се разширяват. Това включва и управлението на водата, което играе важна роля за оптимизиране на консумацията, намаляване на разходите и подобряване на устойчивостта на водните ресурси.

Също така, смарт-технологиите за управление на водата могат да бъдат интегрирани в съществуващите инфраструктури и системи за водоснабдяване и канализация. Това може да допринесе за по-добрия мониторинг и управлението на водните ресурси, както и за намаляване на загубите и за по-ефективна обработка на отпадъчните води. У нас също има голям потенциал за развитие на смарт-технологиите за управление на водата. С тяхна помощ можем да спомогнем за решаването специфичните предизвикателства, с които се срещаме в областта на водоснабдяването и управлението на водните ресурси, като например влошаване на качеството на водата, загуби от течове и неефективно използване на вода.