Топлоснабдяването на бъдещето, статия в Бизнес портала
В каква посока ще се развива отоплителната индустрия?
Доскоро регулираното потребление на топлина и метеорологичната компенсация[1] изглеждаха нещо фантастично в България, но днес използването им вече е предписано от действащите разпоредби. Много експерти задават разумен въпрос: в каква посока ще се развива по-нататък индустрията за топлоснабдяване? Danfoss вярва, чебъдещето е в математическото моделиране на работните графици на отоплителните мрежи и сградните отоплителни системи въз основа на метеорологичните прогнози.
Нещо повече, експерти от водещия световен производител на енергоспестяваща техника твърдят, че такава технология вече е на тяхно разположение и може да се използва и в България. Помолихме Дмитрий Ахременков, директор на отдела за термична автоматизация на компанията, да говори за това.
Дмитрий, преди да говорим за технология, нека да определим времевата рамка. Бъдещето е кога? Защото за мнозина в нашата страна бъдещето е инсталирането на отоплителна точка или дори радиаторни термостати в къщата. В края на краищата все още имаме много сгради, отоплявани по съветски начин, а жителите им дори не винаги си представят какво се случва по различен начин.
Това е добър въпрос. От една страна, бъдещето е сега. Тъй като въпросната технология е работеща, използва се върху реални обекти, доказала е своята ефективност и може да се използва в голям мащаб. Тоест началото на обратното броене е днес. От друга страна, истинското бъдеще ще дойде едва след като подобни решения станат норма и се използват по подразбиране.
Какво е необходимо за извършване на този преход? Технологията включва използването на фундаментално ново инженерстворешения?
Въобще не. Това е логично продължение на принципа на количествено регулиране на топлоснабдяването директно в точките на потребление. В хода на реформата на българското топлоснабдяване повсеместно се въвежда то вместо висококачественото, тоест централизирано регулиране, използвано в СССР. И въпреки че тази реформа все още не е завършена, можем да продължим напред в онези области, където вече се прилага количествено и качествено-количествено регулиране. Тоест допълнително да се увеличи ефективността на използването на топлина и да се намалят разходите за отопление.
Каква е основата на предложеното от вас решение?
Както вече казах, действащите разпоредби предписват отпускането на топлинна енергия на потребителите на принципа на качествено-количественото регулиране. Това означава, че в допълнение към централизирания контрол на температурата, източниците трябва да прилагат механизъм за контролиране на подаването на охлаждаща течност директно към топлинните входове на сградите, въз основа на нуждите на потребителите. Това е предвидено при проектирането на автоматизирани индивидуални топлинни точки или контролни блокове. Автоматиката не само контролира потока в съответствие с програмирания температурен график на отоплителната система, но също така го коригира в реално време според схемата за компенсация на времето, т.е. въз основа на измервания на температурата на външния въздух от сензори за времето директно на сградата. Резултатът е значителна икономия, тъй като средната температура в даден град може да варира значително от температурата в различните райони. Дори особеностите на местоположението на конкретни сгради играят огромна роля. Не толкова отдавна този въпрос беше специално проучен в Московския държавен университет, където беше установено, че температурните колебания в рамките на един град могат да достигнат 10степени. Предлагаме да отидем още по-далеч и да вземем предвид не само текущата температура на въздуха, но и прогнозата за времето за следващите часове и дни.
Такава точност на регулиране няма ли да е прекомерна? В края на краищата, настройката на режима на отопление не отнема много време, когато автоматизацията е инсталирана директно в сградата.
Само на пръв поглед, защото сградите са различни. Например, ако регулирате режима на отопление на вилата, ще усетите ефекта след около десет минути. За типична съветска панелна къща от пет до десет етажа ще отнеме около час или малко повече. И ако говорим за модерен жилищен комплекс, който заема цял блок, тогава пълен цикъл ще отнеме един ден. И въпросът не е само в комфорта, голямата инертност на отоплителните системи води до големи топлинни загуби при резки промени в графика и по време на пикови натоварвания. И за да ги изгладим и плавно да променим режима на топлоснабдяване, се нуждаем не само от текущи измервания от сензори, но и от прогноза за времето, въз основа на която можете да изградите математически модел и оптимален график с минимални топлинни загуби.
Как работи това на практика?
Това е облачно базирана софтуерна технология, разработена от финландската компания Leanheat. Всъщност този софтуер ви позволява автоматично да оптимизирате работата на топлоснабдителната мрежа. Едно от основните му предимства е, че не е обвързано с конкретно оборудване, поради което може да се използва във всякакви системи, където има налична термична автоматизация. Оптимизацията се постига чрез систематични измервания на температурата на въздуха в помещенията, където са монтирани специални сензори, както и чрез отчитане на прогнозата за времето. Въз основа на тези данни се изгражда математически модел на отоплителната мрежа, който дава възможност за прогнозиранетърсене на топлина в бъдеще. В съответствие с този модел се извършва автоматично дистанционно регулиране на графика за подаване на топлина.
Трябва ли предварително да се изгради математически модел на конкретна топлопреносна мрежа и да се зареди в системата?
Не, програмата прави това автоматично, без човешка намеса. Той анализира данните, идващи от сензорите вътре в сградата, и ги сравнява с данните от външните сензори. По този начин се изгражда температурна карта на сградата във всеки момент от време и според динамиката на външните и вътрешните температури е възможно да се изгради модел за всяко помещение и да се изчислят неговите характеристики, като например способността на ограждащите конструкции на сградата да провеждат и акумулират топлина. Тоест дори се взема предвид способността на сградата да работи като топлоакумулатор. По този начин е възможно да се изгладят пиковите натоварвания, ако е необходимо, да започнете отоплението на помещенията предварително, а в други случаи да го изключите предварително, за да избегнете „прегряване“ и да не губите енергия.
В какъв мащаб може да се използва такова решение?
Почти във всяка. Системата ви позволява да зададете индивидуален график за отопление за всяка отделна стая в сградата, при условие че цялата й система за топлоснабдяване е свързана към облака Leanheat. Може да се използва и на ниво комплекс от сгради, квартал, микрорайон или цялата отоплителна мрежа.
Какво е необходимо за това?
Нищо, при условие че в мрежовите съоръжения или в сградата се използват технологии за контролирано потребление на топлина и са инсталирани автоматизирани топлинни точки. Тоест, трябва да имате какво да управлявате. Там, където все още се използват хидравлични асансьори и ръчни вентили, разбира се, нищо няма да работи.
Как това решение е интегрирано с продуктите на Danfoss, впо-специално с блокови топлинни точки и контролни модули?
Danfoss придоби дял в Leanheat през 2016 г. и така стана участник в този проект. Съответно можем да предложим комплексни решения на негова основа. Това важи както за ново строителство, така и за тези обекти, в които нашата термоавтоматика е инсталирана по-рано, както и за сгради, в които тя се използва като част от основен ремонт. Имаме готовност да работим и с топлоснабдителни обекти, където е инсталирано оборудване от други производители.
Въпрос, който със сигурност ще заинтересува читателите: какви ресурси се използват за прогнозиране на времето? Малко вероятно е компанията да разполага със собствени метеорологични станции в количество, което позволява да се изграждат точни прогнози.
Собствен и ненужен. Всяка страна има различни метеорологични служби, освен това има редица глобални услуги, които имат свои собствени сателити и предоставят изключително точни данни, които се използват от системата. Освен това не се взема един източник, а няколко наведнъж, за да се получи най-точната картина.
С думи всичко е много красиво. Но как на практика, има ли примери за употреба, каква е ефективността?
В България още не, но в чужбина системата работи. Например, един от неговите партньори е големият финландски енергиен холдинг Fortum, който между другото притежава значителни производствени мощности и у нас. Един от конкретните примери за използване са около 15 хиляди апартамента във Финландия. Ефективност - допълнителни 15-20% икономия на топлина. Това е плюс към спестяванията, осигурени от стандартния комплект термоавтоматика с компенсация за времето. Тоест, ако ние в България кажем, че днес нашите интегрирани решения за жилищно-комунални услуги осигуряват средно 30%спестявания, то заедно с Leanheat ще бъде средно 40%. Съгласете се, добър реален резултат за виртуално решение.
[1] Компенсация на времето (pogozavisimy Регулиране) - координиране на режима на подаване на топлина към отоплителната система на сградата с колебанията на външната температура. Позволява ви да контролирате по-точно работата на отоплителната система, крайните обекти на топлоснабдяване, които не могат да бъдат изпълнени на ниво отоплителната мрежа.