Автоматизация Диспетчеризация Отопительных Систем

Системы отопления

Как известно, существующие системы отопления были разработаны десятки лет назад, ориентированы на некие "усредненные" режимы работы, без применения специальных алгоритмов автоматического управления. У любого объекта подключенного к системе ЦО (Центрального отопления) есть типовой узел ИТП (Индивидуальный тепловой пункт) отвечающий за регулировку подачи теплоносителя абонентам.

Современные средства автоматики позволяют за счет незначительной модернизации существующих систем применить энергоэффективные алгоритмы управления и аналитики, и получать экономию ресурсов до 40% не за счет ухудшения качества услуг, а за счет оптимизации и рационального использования самих ресурсов.

Эффективность

Управление зависимое от погодных условий.
Управление температурой подачи теплоносителя в зависимости от времени года и температуры на улице. Это дает возможность исключить ситуации «переотополения» и позволяет управлять расходами.
Использование сценариев работы и календаря.
Использование графиков рабочих и выходных, праздничных дней, рабочего времени пр. Особенно это актуально для учебных заведений, таких как школы и садики.
Возможность дистанционного изменения режимов работы оборудования.
В том числе, для групп объектов, однотипных или, к примеру, территориально обособленных (добавление новых выходных дней, каникул и тп.), что особенно актуально в периоды карантина.
Использование данных прогноза погоды.
Наличие в системе данных о погоде на несколько дней вперед позволяет еще более оптимально управлять расходом ресурсов.

Аналитика

Наличие "умной" автоматики позволяет получить расширенную аналитику
с объектов:

собирать показания приборов учета;
контролировать параметры системы - температуру, давления и т.д. (в том числе с использованием беспроводных автономных датчиков, располагая их в тех местах где это необходимо);
Только имея такие объективные данные, возможности их сравнения, построения различных зависимостей, а также сопоставления объектов между собой, можно проанализировать их энергоэффективность, и принимать какие то решения.

Единая система диспетчеризации

Наличие средств автоматики на объектах подключенных к интернету дает возможность построить единую систему диспетчеризации.

Она позволяет удаленно контролировать сразу все объекты, их эффективность, своевременно выявлять отклонения и неисправности в работе, что в свою очередь, существенно снижает риск аварий с тяжелыми последствиями.
Также, такая система позволяет удаленно диагностировать неисправности, снижает нагрузку на эксплуатационный персонал
(точно известно что и где поломалось).

В целом, система позволяет достичь экономии, путем снижения затрат на обслуживание и накладные расходы. Также, повышает качество предоставляемых услуг (диспетчер узнает о проблемах задолго до звонка недовольных клиентов).

Состав оборудования

Интеграционный контроллер;
3G модем;
Модульу ввода/вывода 7bit Synapse;
Шлюз беспроводных датчиков AirGate;
Датчики температуры и давления;
Эллектрический счетчик Eastron, уз расходмомер - TuF 2000 (опционально);

Предполагается, что система имеет регулируемый клапан подачи теплоносителя (при отсутствии необходимо установить).

Интерфейс для взаимодействия многочисленных элементов системы

Эксперимент эффективности в реальном времени

Добиться энергоэффективности от системы отопления можно разными способами, один из них – правильное регулирование подачи теплоносителя. Иллюстрация процесса на примере обыкновенного жилого дома в г.Киеве.

Энергоэффективность обеспечивается за счет интенсивной циркуляции теплоносителя в системе отопления абонентов благодаря работе циркуляционных насосов, а также точной регулировки подачи (подмеса) теплоносителя из ЦО с контролем температур в помещениях потребителей.

Типичная ситуация:

Объект отапливается за счет подачи теплоносителя от системы центрального отопления (ЦО) и казалось бы, что районная котельная должны была бы соблюдать температурный график, однако этого почему-то не происходит. Температура теплоносителя сильно завышена. (Возможно, это связано с местоположением дома поблизости от котельной или с желанием теплосетей побольше заработать на сбыте тепла)
Перепад давления в системе ЦО обеспечивает слишком медленную циркуляцию теплоносителя в системе абонентов, в результате потребителям на входе системы жарко, а в конце холодно.

Котельная подает 80 °C;
Система управления подает абонентам 55 – 60 °C руководствуясь заложенными алгоритмами;
Энергопотребление до начала эксперимента составляет ~ 120 кВт после кратковременно возрастает до 240 кВт и далее держится на уровне 170 кВт ;
На улице - 8°C;

До начала эксперимента температура у абонентов поддерживалась на уровне 23 °C при подаче теплоносителя на уровне 55 -60 °C;
После отключения регулирования температура в помещениях стала расти и достигла 25 - 26 °C что явно выше чем нужно;
Температура воздуха на улице росла всю ночь и к утру достигла -2°C;
Температура подачи ЦО осталась 80°C;

После включения управления регулятор на час отключил подачу теплоносителя из ЦО из-за перегрева объекта;
Спустя время начал подавать в систему теплоноситель на уровне 50 °C;
Мощность потребления держалась на уровне 100 кВт;
Температура в помещениях пришла к заданной норме 23 °C