Постоянно растущие цены на энергию, а также возрастающие законодательные требования все чаще выдвигают на передний план в сознании застройщиков, проектировщиков, собственников и пользователей зданий тему энергетической эффективности зданий. Согласно разработанному Европейской Комиссией плану мероприятий ЕС, наибольший потенциал экономии до 2020 г. (27-30 %) заложен в уже существующих строениях. В данной публикации показаны возможности, которые существуют в области оценки и полного использования потенциала экономии.

В энергетическую эффективность здания вносят вклад многие факторы. Среди прочего сюда можно отнести следующее:

• защита от атмосферных воздействий и солнечной радиации, причем к этому относится также снижение потерь энергии за счет улучшения изоляции;
• продукция, отвечающая запросам на энергию отопления и/или охлаждения;
• эффективное использование в здании внешнего тепла или «имеющегося» холода (например, за счет естественного ночного снижения температуры);
• эффективное, по возможности не сопровождающееся потерями распределение энергии отопления и энергии охлаждения в здании;
• как можно более широкое использование возобновляемых видов энергии или как можно более высокий КПД, также в случае ископаемых видов энергии (в котлах, использующих теплоту сгорания, или низкотемпературных котлах);
• оптимальная настройка/параметризация имеющихся агрегатов ОВК;
• уменьшение потребности агрегатов ОВК в электроэнергии (циркуляционные насосы, вентиляторы и т.д.).

Задача состоит в том, чтобы с минимальными затратами энергии обеспечить максимальный комфорт. Во всех вышеназванных пунктах автоматическое регулирование, прямо или косвенно, играет самую важную роль в обеспечении энергетической эффективности. Техника автоматического регулирования может также применяться и в области «изолирования здания».

Например, для защиты от излучаемого тепла могут применяться противосолнечные козырьки с электронным управлением, которые с помощью автоматического затенения уменьшают затраты энергии на охлаждение здания в условиях сильной солнечной радиации. Оптимально настроенное регулирование может обеспечить значительный потенциал экономии энергии также и во всех других названных областях.

Любой попытке оптимизации энергетической эффективности должна предшествовать оценка потенциала экономии. На графике (рис. 1) европейского исследования [1] представлено сравнение различных типов зданий нежилого фонда в отношении потребления энергии отопления. Даже если в связи с недостаточной информацией из отдельных стран-членов ЕС эти данные не могут претендовать на полноту, все же на основании имеющихся потенциалов можно прийти к определенному заключению: к примеру, отчетливо видно, что в Нидерландах потребность в энергии отопления почти в три раза больше чем в Германии.

Для оценки потенциала экономии в уже существующем здании имеются различные отправные точки.

Например, как показано на рис. 2, с помощью тепловизионных камер можно визуализировать тепловые потери здания, чтобы таким образом прийти к выводу относительно экономии в результате оптимизированной теплоизоляции.

Системы управления зданием (СУЗ), такие как CentraLine Arena, могут помочь в получении конкретных показателей расхода тепла и с помощью нормирования обеспечить их сопоставимость: например, чтобы добиться лучшей сопоставимости расходов на отопление в различные месяцы года, можно на основании показателя дневной температуры сравнить влияние атмосферных условий на стоимость отопления. Запротоколированные системой СУЗ показатели расхода тепла позволяют также провести простое сравнение «до и после»: при этом эффективность мер оптимизации может быть прослежена непосредственно и без каких-либо сомнений. В нижеследующем примере (рис. 3) можно увидеть четкое снижение расхода энергии отопления почти на 30% после выполненной оптимизации.

Собираемые системой СУЗ данные предоставляют важную информацию о потенциале оптимизации в процессе эксплуатации агрегатов, где подключенные системы обеспечивают автоматизацию предварительной обработки и распределения данных, создавая этим основу для принятия решений в квазиреальном масштабе времени. При этом, естественно, используются различные формы анализа, например:

• анализ базисной нагрузки, позволяющий сделать выводы относительно значений потребления для периодов незанятого здания (рис. 4);
• анализ пиковых нагрузок, позволяющий сделать выводы относительно пиков нагрузки, например, у потребителей электроэнергии (рис. 5);
• различные виды тарифного анализа, где на основании данных потребления анализируются последствия изменения тарифа по-ставщиком электроэнергии (рис. 6);
• различные направления сравнительного анализа, например: колебания потребления в различные дни недели или в различных зданиях (рис. 7).

Дистанционный доступ в систему управления зданием (СУЗ) для энергетического управления.

Для получения данных, необходимых для энергетического менеджмента, от локально инсталлированной системы СУЗ, должна существовать возможность дистанционного доступа: с помощью дистанционного доступа данные потребления могут считываться из различных объектов, а затем анализироваться с целью оценки принятия необходимых мер оптимизации или проверки эффективности проведенных мероприятий.

Дистанционный доступ в систему управления зданием (СУЗ) для активной оптимизации в процессе эксплуатации.

Системы СУЗ, такие как CentraLine Arena, обеспечивают не только сбор данных, но и, при наличии соответствующих полномочий, активное вмешательство в регулирование любых компонентов агрегатов: от котла до регулятора, установленного в помещении. Тем самым, оптимизирующие воздействия могут производиться сервис-партнером без необходимости выезда к месту нахождения агрегата. Настройки программы выдержек времени или параметров регулирования могут корректироваться в процессе эксплуатации в соответствии с изменившимися условиями. Потенциал экономии в результате оптимально настроенного регулирования при этом чрезвычайно велик: «В новом проекте здания на Укермаркштрассе в городе Эберсвальде, неподалеку от Берлина, нам удалось добиться 25 процентов экономии расходов на энергию. Этот потенциал экономии был реализован только благодаря новой оптимально настроенной системе регулирования CentraLine. В самом же здании не предпринимались никакие изменения. В качестве сервис-партнера CentraLine мы постоянно контролируем объекты недвижимости и обеспечиваем неизменно оптимальный режим работы агрегатов. Необходимым условием при этом является дистанционный доступ ко всем данным агрегатов в том виде, как он предлагается CentraLine Arena», — сообщает Марко Райнике из R&T Gebaudean- lagentechnik GmbH.

Плохо настроенные регуляторы приводят не только к уменьшению экономии энергии. Если регулятор слишком медленно «ползет» к своему целевому значению, то это негативно сказывается также на комфорте: установленное заданное значение достигается слишком поздно или не достигается вообще. Если регулятор работает в режиме колебаний, то это приводит не только к уменьшению экономии энергии, но и к сокращению срока службы компонентов агрегатов: «танцующие танго» вентили (или их приводы) не только потребляют больше электроэнергии, но и подвергаются повышенным механическим нагрузкам, что сокращает срок службы оборудования.

С помощью специальных функций СУЗ возможна быстрая корректировка неправильно настроенных параметров регулирования и соответствующая корректировка настроек непосредственно из офиса сервис-партнера.

Выводы
Энергетически эффективная и, таким образом, экономная эксплуатация установок является «циклом регулирования» (рис. 8), в котором системы управления зданием (СУЗ) играют центральную роль:

1. Сначала должны быть собраны данные потребления энергии и другие эксплуатационные данные агрегата с тем, чтобы обеспечить принятие решений, исходящих из реальной ситуации. Роль системы СУЗ при этом выходит за рамки чистого сбора данных. В большинстве случаев она действует также как промежуточное запоминающее устройство, в котором сохраняются и агрегируются данные, а также как «распределитель данных» для предоставления желаемых данных различным пользователям через дистанционный доступ. Этими пользователями могут быть, как люди (например, сервис-партнеры), так и компьютеры, производящие дальнейшую обработку данных.
2. Исходные данные обрабатываются (автоматически или вручную) для того, чтобы обеспечить качественную и количественную оценку потенциала оптимизации. Автоматическая обработка при этом может производиться самой системой СУЗ или подключенной специализированной системой энергетического менеджмента. Поскольку инструмент анализа должен использоваться различными пользователями, здесь также желательно обеспечить дистанционный доступ, например, через браузер Интернета.
3. Если по результатам обработки данных была установлена потребность в оптимизации, то она может быть выполнена непосредственно через дистанционный доступ СУЗ с использованием браузера, исключая при этом необходимость выезда на объект.
4. Результаты выполненной оптимизации, естественно, обязательно подлежат проверке. Для этого СУЗ должна снова собрать и проанализировать данные, сравнивая их с предыдущим состоянием.

Резюмируя вышесказанное можно констатировать, что системы СУЗ играют центральную роль при оценке и оптимизации энергетической эффективное™. Возможность дистанционного доступа — не только для операторов, но и для специализированных систем дальнейшей обработки данных — делает возможным централизованное управление зданиями. Специализированные сервис-партнеры могут при этом оказывать помощь в деле постоянной оптимизации энергетических потребностей зданий.

К большому удовлетворению пользователя при этом обеспечивается не только повышение эффективности затрат, но также и безотказная эксплуатация.

Автор: Михаэль РАДЕР, менеджер по маркетингу продукции CentraLine с/о Honeywell GmbH