Теплопостачання майбутнього, Стаття на бізнес-порталі
У якому напрямі галузь теплопостачання розвиватиметься далі?
Ще зовсім нещодавно регульоване споживання тепла та погодна компенсація[1]здавалися в Україні чимось фантастичним, а сьогодні їх використання вже передбачено чинними нормативами. Чимало фахівців задаються резонним питанням: у якому напрямку галузь теплопостачання розвиватиметься далі? У компанії «Данфосс» впевнені, що майбутнє за математичним моделюванням графіків роботи тепломереж та систем опалення будівель на основі прогнозів погоди.
Більше того, фахівці провідного світового виробника енергозберігаючого обладнання стверджують, що така технологія вже є в їхньому розпорядженні і може використовуватися в Україні. Розповісти про неї ми попросили Дмитра Ахременкова, директора департаменту теплової автоматики компанії.
Дмитро, перш ніж говорити про технології, давайте визначимо часові рамки. Майбутнє це коли? Тому що для багатьох у нашій країні майбутнє — це встановлення в будинку теплового пункту або радіаторних терморегуляторів. Адже в нас досі дуже багато будинків опалюється по-радянському, а їх мешканці навіть не завжди уявляють собі, що буває по-іншому.
Це гарне питання. З одного боку, майбутнє це вже зараз. Тому що технологія, про яку йдеться, — чинна, вона застосовується на реальних об'єктах, довела свою ефективність і може використовуватися масово. Тобто початок відліку – сьогоднішній день. З іншого боку, по-справжньому майбутнє настане лише після того, як такі рішення стануть нормою та будуть використовуватись за умовчанням.
Що потрібно, щоб зробити цей перехід? Технологія передбачає використання принципово нових інженерних рішень?
Зовсім ні. Вона є логічним продовженням принципу кількісного регулювання відпустки тепла безпосередньо в місцях споживання. У ході української реформи теплопостачання він повсюдно впроваджується замість якісного, тобто централізованого регулювання, яке застосовувалося в СРСР. І хоча ця реформа ще далека від завершення, ми можемо рухатися далі на тих ділянках, де зараз вже застосовується кількісне та якісно-кількісне регулювання. Тобто ще більше підвищувати ефективність використання тепла та знижувати витрати на опалення.
Що є основою запропонованого вами рішення?
Як я вже казав, чинні нормативи наказують відпускати споживачам тепло з використанням принципу якісно-кількісного регулювання. Це означає, що, крім централізованого регулювання температури, на джерелах повинен бути реалізований механізм управління подачі теплоносія безпосередньо на теплових вводах будівель, виходячи з потреб споживачів. Це передбачено конструкції автоматизованих індивідуальних теплових пунктів або вузлів управління. Автоматика не тільки контролює витрату відповідно до запрограмованого температурного графіка тепломережі, а й коригує його в режимі реального часу за схемою погодної компенсації, тобто на підставі вимірювання вуличної температури повітря погодними датчиками безпосередньо на будівлі. В результаті виходить значна економія, оскільки середня по місту температура може суттєво відрізнятись від температури у різних районах. Навіть особливості розташування конкретних будівель відіграють величезну роль. Нещодавно це питання спеціально досліджували в МДУ, де встановили, що коливання температури в межах одного міста можуть досягати 10 градусів. Мипропонуємо піти ще далі і враховувати не тільки поточну температуру повітря, а й прогноз погоди на найближчі години та дні.
Чи не буде надмірною така точність регулювання? Адже скоригувати режим опалення недовго, коли автоматика встановлена безпосередньо у будівлі.
Тільки на перший погляд, адже будинки бувають різними. Наприклад, якщо ви скоригуєте режим опалення котеджу, то відчуєте ефект приблизно хвилин через десять. Для типового панельного будинку радянської споруди на п'ять-десять поверхів знадобиться близько години чи трохи більше. А якщо ми говоримо про сучасний житловий комплекс, що займає цілий квартал, то повний цикл займе добу. І питання не тільки в комфорті, велика інерція опалювальних систем веде до великих тепловтрат при різких змінах графіка і в моменти пікових навантажень. А щоб згладити їх та змінювати режим теплопостачання плавно, потрібні не тільки поточні виміри з датчиків, а й прогноз погоди, на підставі якого можна побудувати математичну модель та оптимальний графік із мінімальними втратами тепла.
Як це відбувається на практиці?
Це програмна хмарна технологія, розроблена фінською компанією Leanheat. По суті, це програмне забезпечення дозволяє в автоматичному режимі оптимізувати роботу мережі теплопостачання. Одна з його головних переваг полягає в тому, що воно не прив'язане до якогось конкретного обладнання, тому може використовуватися в будь-яких системах, де є теплова автоматика. Оптимізація досягається шляхом систематичних вимірювань температури повітря в приміщеннях, де встановлюються спеціальні датчики, а також у вигляді прогнозу погоди. На підставі цих даних будується математична модель теплової мережі, що дозволяє прогнозувати потребу в теплімайбутній період. Відповідно до цієї моделі відбувається автоматичне дистанційне коригування графіка подачі тепла.
Математична модель конкретної тепломережі має бути побудована завчасно та завантажена в систему?
Ні, програма робить це автоматично без участі людини. Вона аналізує дані, що надходять з датчиків усередині будівлі, та зіставляє їх із даними вуличних датчиків. Таким чином, будується температурна карта будівлі в кожний момент часу, а по динаміці зовнішніх і внутрішніх температур можна побудувати модель для кожного приміщення і обчислити такі його характеристики, як, наприклад, здатність конструкцій, що захищають проводити і накопичувати тепло. Тобто враховується навіть здатність будівлі працювати як акумулятор тепла. Таким чином, вдається згладити пікові навантаження, при необхідності почати прогрівання приміщень заздалегідь, а в інших випадках - завчасно відключити його, щоб уникнути перетопу і не марнувати енергію.
У яких масштабах може використовуватися таке рішення?
Практично у будь-яких. Система дозволяє задавати індивідуальний графік опалення для кожного окремого приміщення в будівлі, за умови, що вся система його теплопостачання підключена до хмари Leanheat. Можна використовувати і на рівні комплексу будівель, кварталу, мікрорайону чи всієї тепломережі.
Що для цього потрібно?
Нічого, за умови, що на об'єктах мережі або в будівлі використовуються технології регульованого споживання тепла та встановлені автоматизовані теплові пункти. Тобто треба, щоб було чим керувати. Там, де ще застосовуються гідроелеватори та ручні засувки, звичайно, нічого не вийде.
Як це рішення інтегроване з продукцією "Данфосс", зокрема з блочнимитепловими пунктами та вузлами управління?
Компанія Danfoss у 2016 році придбала пакет акцій Leanheat і таким чином стала учасником цього проекту. Відповідно ми можемо запропонувати комплексні рішення на його основі. Це стосується як нового будівництва, так і тих об'єктів, де наша теплова автоматика була встановлена раніше, а також до будівель, в яких вона застосовується в рамках капітального ремонту. Ми також готові працювати з об'єктами теплопостачання, на яких встановлено обладнання інших виробників.
Питання, яке обов'язково зацікавить читачів: а які ресурси використовуються для прогнозування погоди? Навряд чи компанія має власні метеостанції у кількості, що дозволяє будувати точні прогнозы.
Власні та не потрібні. У кожній країні є різні метеослужби, крім того, є низка глобальних сервісів, які мають власні супутники та надають високоточні дані, які використовуються системою. Причому береться не одне джерело, а відразу кілька, щоб отримати найточнішу картину.
На словах все дуже гарно. А як на практиці, чи є приклади використання, якою є ефективність?
В Україні поки немає, а от за кордоном система працює. Наприклад, одним із її партнерів є великий фінський енергохолдинг Fortum, який, до речі, має значні генеруючі потужності і в нашій країні. Один із конкретних прикладів використання — близько 15 тисяч апартаментів на території Фінляндії. Ефективність – додатково 15–20% економії тепла. Це плюс до тієї економії, що забезпечує стандартний набір теплової автоматики з погодною компенсацією. Тобто якщо ми в Україні кажемо, що сьогодні наші комплексні рішення для ЖКГ дають у середньому 30% економії, то разом ізLeanheat це буде у середньому вже 40%. Погодьтеся, непоганий реальний результат для віртуального рішення.
[1]Погода компенсація (погозалежне регулювання) - узгодження режиму подачі тепла в систему опалення будівлі з коливаннями вуличної температури. Дозволяє точніше керувати роботою системи опалення, кінцевих об'єктів теплопостачання, що неможливо реалізувати на рівні тепломережі.