Енергиен мениджмънт в офис сгради

По данни на EUROSTAT крайната енергоемкост на всички сектори в България все още е два пъти по-голяма от средната за страните от ЕС, макар че в това отношение вече има законодателен напредък.Един от основните консуматори на енергия у нас е сградният фонд, който е с изключително лоши енергийни характеристики. Не липсват разбира се и добри практики и вече реализирани обекти, в които още на проектен етап този въпроса за енергийната ефективност е решенен.
В този материал ще се спрем на стъпките, които да са необходими да се предприемат във вече построени сгради. Към момента има доста програми за подобряването на енергийната ефективност на сградите. Това се постига чрез саниране, подмяна на инсталации и внедряване на енергиен мениджмънт.

Една от основните причини за високата енергоемкост на сградите е слабата информираност на мениджмънта управляващ сградите относно възможностите за използване на практически мерки за пестене на енергия и липсата на капацитет у управителите на обществените сгради за ефективен енергиен мениджмънт и качествено управление на енергийните потоци. Освен това, в повечето случаи измерването на енергийните потоци се извършва само на входа на сградата и не се проследява, кои са основните консуматори на енергия, от къде произтича високото потребление и къде има възможност за внедряване на технологии спестяване на енергия.

Според направени проучвания, чрез въвеждането на енергийни мониторингови системи (ЕМС) в сгради, в които са въведени мерки за енергийна ефективност (санирани сгради, сгради с инсталирани възобновяеми енергийни технологии, т.н.) ще се спести над 392 тона CO2/годишно.

ЕМС позволява да се контролира разходването на енергия, така че с минимални ресурси да се осигурява необходимия температурен комфорт и да се осигури осветеност на сградите според нормите. Въвеждането на интелигентни системи за мониторинг на енергийното потребление в офис и обществени сгради ще допринесе и за спазване и въвеждане на международният стандарт ISO 50001, който поставя изискване да се разработят и поддържат системи, чрез които се определя кои са основните консуматори на енергия и се дефинират цели за намаляване на консумацията чрез оптимизиране на сградното енергопотреблението.

Професионално направения енергиен мениджмънт на офис и обществени сгради бива предхождан от енергиен мониторинг. Той представлява процес на събиране и анализиране на енергийната консумация с цел идентифициране на слабостите и загубите и извършване на промени в енергийното потребление във времето, както и изпълнение на препоръки за повишаване на енергийната ефективност.

Системи за мониторинг
Общото между системите за мониторинг са уеб базираните системи, които могат да събират и преобразуват стойностите на газ, ел. енергия, топлина и гориво – в един централен сървър. Такива системи дават възможности на собствениците на сградите в кратък срок да изследват и установят въздействието и ефективността на разходите на всички енергоефективни мерки, които ще се изпълняват. Системата може да алармира когато установи ненужно потребление на енергия. Или може да изключва захранването на определени ниско приоритетни консуматори. ЕМС контролират различните енергийни възли като - отоплителна система, система за битова гореща вода, вентилационна система, осветителна система, офис оборудване, кухненско оборудване и друго специализирано оборудване.

Управлението на консумацията на енергия е основано на наблюдението, че всяка енергийна консумация която сградата реализира е резултат от множеството ежедневни дейности осъществявани вътре в сградата. Системата за енергиен мониторинг има за цел да организира консумацията на енергия по оптимален начин без това да се намалява комфорта на ползване на помещенията. Комфорта на обитаване в повечето случаи е нормативно установен за сградите общинска и публична собственост. Контрола е по-строг в ясли, детски градини и училища. Системата за енергиен мениджмънт (СЕМ) играе основна роля в управлението на консумацията на енергия на сградата. Управлението обаче не се осъществява само от СЕМ, тези дейности могат се осъществяват напълно независимо и от персонала работещ в сградата.

Система за енергиен мениджмънт
Първа стъпка за изграждането на система за енергиен мениджмънт е създаването на план за действие. Това трябва да бъде точен и конкретен документ който да обуслови цели дейности и отговорни лица за изпълнението им.

Планът трябва определи целите и дейностите за постигането им, както и лицата отговорни за изпълнението. Също така трябва да се определи базова линия на потреблението на сградата. Базовата линия се определя от предварително направен доклад за обследване за енергийна ефективност. Важно е да се изисква от фирмата провеждаща обследването за енергийна ефективност да предложи и мерки за енергиен мониторинг, мерки за използване на ВЕИ, пасивни архитектурни мерки за енергийна ефективност, енергоефективни уреди, смяна на горивната база, подновяване или подмяна на абонатни станции и др. Това е важно да бъде изискано защото в повечето случаи фирмите, извършващи обследване се задоволяват с предлагане на мерки, които са икономически изгодни и покриват минималните изисквания. Но по този начин не се отчита възможността за поставени по високи цели за енергийна ефективност.

Основните критерии, на които трябва да отговаря една система
При изграждането на системата в нея трябва да бъдат заложени мониторингови, контролни, управляващи и оптимизационни опции. При сградния мониторинг системата трябва да контролира и отчита постоянно и в реално време, с цел осигуряване на правилно функциониране на инсталациите, изпълнение на навременна сервизна намеса и, не на последно място, намаляване на енергийните разходи. Контролните опции на системата трябва да обхващат управление на охладителната инсталация, отоплителната инсталация, осветлението и други консуматори на електроенергия (кухненски уреди, компютри и др.). Системата трябва да има за цел осигуряване на по-висока енергийна ефективност, но да запази комфорта на обитаваната сграда. Сред базовата опция трябва да се настроят основни параметри на микроклимата в сградата което улеснява параметризирането и избиране на различните режими.

Трансфера на данни от СЕМ към външен сървър може да се осъществява чрез няколко наложили се комуникационни протоколи като Profibus, C-bus, SOAP (Simple Object Access Protocol), XML (Extensible Markup Language), BacNet (Building Automation and Control Networks), Lon, Modbus, ZigBee и други. Използването на подобен тип стандартни протоколи улеснява структурирането на системата и прави възможно включването на средства за контрол и управление, както и полеви прибори от различни производители. Друго предимство е възможността за централизирано автоматично управление.

Интелигентното управление на отделните сградни инсталации трябва да се базира на предварително въведени режими на работа (дневни, седмични, дори месечни). Информацията, събрана от датчиците, трябва да се предава на контролер, който да сравнява текущите стойности на следените променливи с предварително въведени базови стойности и изпраща управляващи сигнали към съответните изпълнителни механизми. По този начин се очаква да се постигне оптимална работа на отоплението и осветлението с оглед поддържане на комфортен микроклимат при минимален разход на енергия. Така например, осветлението в отделните помещения би могло да се включва или изключва от съответната подсистема в зависимост от програмиран дневен режим.

За контрол и управление на отоплителната инсталация могат да се използват различни средства, сред които температурни датчици, топломер, вентили и други. Управлението на топлоподаването да се осъществява на базата на предварително зададен времеви режим, отоплението и/или производството на битова гореща вода се изключват и включват, следвайки програмиран дневен, седмичен или друг режим. Също така да се осъществява и управление съобразно температурата в помещенията и външната температура, основано на показанията на различни видове сензори. Системата трябва да може да прави мониторинг на потреблението на студена вода. Целта е да могат да се откриват навреме течове.

Системата за енергиен мениджмънт представлява отворена система за надграждане. Но за ефективната работа на системата е много важно да бъде съставено правилно задание.

В съставянето на заданието трябва да участват широк набор от специалисти като например – инженер ОВК, електроинженер, инженер автоматизация на процесите, компютърен специалист. Работата на този екип е да определи в техническо отношение разпределянето на консуматорите по групи на управление, точките за измерване на консумацията на енергия както и точките за измерване на технически параметри които оказват влияние върху консумацията на енергия (представителни места за вътрешна и външна температура, влажност, съдържание на въглероден двуокис във въздуха, осветеност и др.). Трябва да бъдат определени точките за поставяне на контролиращи уреди и начина на управление на цялата система (дистанционно, от назначен персонал, външен изпълнител и др.)

При първоначално изграждане на система за енергиен мениджмънт е добре да се започне с основните групи консуматори. Причина за това е, че повечето отоплителни и електрически системи в обществени сгради са морално остарели и ако се предвидят много интервенции върху тях са възможни нови технически проблеми. Не трябва да се допуска СЕМ да създава нови проблеми, защото по тази начин се разваля доверието в системата което оказва неблагоприятен ефект и дори е възможно да бъде отхвърлена от ръководството на съответната сграда. Поради тази причина се препоръчва поетапно навлизане на СЕМ в обществени сгради. Първоначалното изграждане на СЕМ трябва да включва управление на основни енергийни потоци като входящата вода на първичният кръг на топлообменника в случай, че сградата се отоплява с централизирано топлоснабдяване.

В случай че сградата се отоплява от котел (газов, нафтов, пелетен), трябва да има управление на изходящата и входящата вода. Друго важно условие е управлението на потоците по вертикалните тръбопроводи и управлението на консумацията на електроенергия на големи групи консуматори (кухненски блок, осветление и др.). Също много важно макар и без пряка връзка с енергийната ефективност е управление на разхода на питейна вода;

Това са основните параметри, които трябва да бъдат контролирани в една сграда. Чрез регулацията на тези параметри се постига икономия на енергоносители без да се нарушава вътрешният топлинен комфорт. С работата по този начин СЕМ постига до 80% от пълните възможности на една пълноценна и всеобхватна СЕМ. Така изградената система управлява сравнително малко на брой клапани и прекъсвачи, което улеснява обслужващият персонал. По този начина персонала ще се обучи сравнително бързо и без особени сътресения СЕМ ще бъде въведена. На следващи етапи при надграждането на системата е възможно да се усложни значително и същевременно да се повиши ефективността на СЕМ. Но на този следващ етап техническият персонал ще има изграден капацитет за работа със системата. Това ще улесни въвеждането и управлението на по-сложната СЕМ. Благодарение на постигнатите резултати ръководството на сградата ще бъде мотивирано да надгради система за енергиен мениджмънт.