Optymalizacja zużycia ciepła bez inwestycji – poradnik

Optymalizacja zużycia ciepła  konfiguracja regulatorów Samson Trovis, Danfoss, Siemens itp.

Optymalizacja zużycia ciepła z jaką się spotykamy zazwyczaj jest związana z kosztami inwestycji w system zarządzania energią, „inteligentne” regulatory itp. A co jeśli z sterowników i urządzeń tych co mamy możemy coś wycisnąć bez ponoszenia kosztów?

Okazuje się w praktyce, że z naszych systemów zarządzania energią cieplną budynku i sterownika węzła cieplnego prostym sposobem można sporo wycisnąć oszczędności bez ponoszenia kosztów.  Często zastaje nastawy w systemie zarządzania energią cieplną i sterownikach, które nie ma mają nic wspólnego z efektywnością energetyczną. Same poprawne nastawy automatyki węzła dostosowanego do pory roku i charakterystyki budynku dają odczuwalne oszczędności w energii cieplnej i elektrycznej. Oczywiście wspomniany system zarządzania energią czy inteligentny regulator bardzo pomaga w oszczędzaniu energii cieplnej (od 10 do 30% oszczędności). Lecz optymalizacja zużycia ciepła może również być zrealizowana przy wykorzystaniu sprzętu, który już mamy na budynku z niewiele gorszym, efektem. Na końcu artykułu są linki do bardzo prostych praktycznych 2 video poradników optymalizacji sterowników węzłów cieplnych sterowanych przez najpopularniejsze w Polsce sterowniki Samson Trovis.

Nastawy sterowników a Obsługa Techniczna

Oczywiście prawie wszystkie firmy konserwujące budynki w swoich prospektach zapewniają jak to super-oszczędne eksploatują instalację. Jak czyta się te frazesy to można odnieś wrażenie, że dzięki tym firmą lepiej się nie da, że budynki prawie energii nie będą zużywać. Prawie perpetuum mobile jeszcze trochę i wypiszą, że budynek będzie bardziej ekologiczny od puszczy białowieskiej… patrząc na to od kuchni potwierdzam, że „papier” wszystko przyjmie a rzeczywistość jest zgoła inna od „korpo-gatki”.  Jeżeli chodzi węzły ciepła, układy grzewcze, zazwyczaj są nastawione przez konserwatorów według 3 schematów:

1. „Bezpieczne” czy „ostrożne” nastawy, czyli bez zagłębienia się w charakter budynku ustawiono tak by było zawsze bardzo ciepło i nikt czasem czegoś konserwatorowi nie zarzucił. Przeważnie wtedy są węzły są ręcznie ustawione w tryb dzienny pełnej mocy a ciepło ma być dostępne 24h nawet do 18- 20 stopni zewnątrz lub nawet 24h/365 dni w roku.
2. „Na pałę byle działało” lub „ustawienia fabryczne sterowników” czyli nastawy bez jakiekolwiek ładu. Przepraszam za użyte kolokwializmy, ale jak widzę branże od zaplecza i jakie nastawy sterowników zastaję… to nie jest to przesadą.
3. Tak jak należy przez dobrego Fachowca który skonfiguruje sterownik  indywidualnie w zależności  od potrzeb budynku/użytkownika

Podstawowa optymalizacja zużycia ciepła:

• Sprawność automatyki. Co nam po zaprogramowaniu wyłączaniu się układów, kiedy nie mamy zapotrzebowania, jeżeli energochłonne pompy się automatycznie nie wyłącza.
• Poprawne zamontowanie regulatorów na grzejnikach. głowica termostatyczna na grzejniku to regulator temperatury, jeżeli jest zdjęta lub źle zamontowano to grzeje na 100% przez cały czas.
• Edukacja i zdrowy rozsądek użytkowników. Malo, kto wie jak się użytkuje głowice termostatyczne. Otwieranie okien przy rozkręconych grzejnikach itp.
• Minimalizacja  ogrzewania elektrycznego opisane w dalszej części.
• Uniknięcie przegrzewania pomieszczeń technicznych, garaży itp.
• Ograniczenie wyrzucania ciepła bez odzysku – opisane bardziej szczegółowo w artykule pod linkiem: https://optymalizatorbudynku.pl/podstawowa-optymalizacja-zuzycia-ciepla-i-energii-elektrycznej/
• Dostosowane do potrzeb rozsądnie skonfigurowany  System zarządzania energią cieplną  czy system zarządzania budynkiem BMS, energią BEEMS, lub bezpośrednio sterownik węzła ciepła np. Samson Trovis:

Optymalizacja zużycia ciepła – Parametry:

• Obniżenia nocne parametrów grzewczych.

Każdy sterownik węzła, z którym miałem do czynienia posiada opcje obniżenia nocnego temperatur CO, CT i CWU( Centralne ogrzewanie, Ciepło Technologiczne, Ciepła Woda Użytkowa). Oczywiście każdy sterownik, z którym miałem do czynienia był nastawiony ręcznie w tryb dzienny pełnej wydajności. Zazwyczaj regularny termostatyczne na grzejnikach są nastawione na maska lub są zdemontowane czy nieprawidłowo zakonotowane. Przez tonocą, kiedy np. budynek biurowy jest praktycznie nie użytkowany zbędnie nie przegrzewamy budynku.

Przykładowo System optymalizacji zużycia ciepła Siemens‘a w wygodny dla użytkownika sposób realizuje również takowe obniżenia i przynosi odczuwalne oszczędności. Ponad to dodatkowo daje możliwość wyłączenia obiegu niezależnie od temp zewnętrznej).

• Temperatura zewnętrzna wyłączenia obiegu CO i CT.

Daje oszczędności w energii cieplnej i elektrycznej poprzez ograniczenie czasu pracy pomp obiegowych i chłodzenia niepotrzebnie ogrzewanego powietrza.

Zazwyczaj te temperatury ustawiane są na ok. 18-20 stopni na, zewnątrz co powoduje przegrzewanie budynku i paradoks jednoczesnego-grzania i chłodzenia. W budynkach biurowych z wentylacją z odzyskiem ciepła z względu na duże zyski ciepła na obiegi  CO i CT  od czerwca do sierpnia jest całkowicie  nie potrzebne. W maju i wrześniu bardzo sporadycznie  e jednak kiedy mamy tak wysoko ustawione temperatury wyłączenia obiektów dla „bezpieczeństwa”….  W swoich budynkach ustawiam temperaturę wyłączenia CO CT  od 11 do 14  stopni w zależności budynku. Dzięki temu w okresach przejściowych rano przed przyjściem ludzi do pracy mam  ogrzany budynek lecz w ciągu dnia w miarę ocieplania się na zewnątrz i zysków ciepła  wyłącza się ogrzewanie.

Regulatory Samson Trovis mają opcje ustawienia temperatury wyłączenia obiegów dla trybu nocnego.  Przykładowa optymalizacja zużycia ciepła energii elektrycznej dla budynku biurowego. Centrale pracują od 7:30 do 20:30, wiec dla trybu dziennego ustawiam temperaturę wyłączenia przy 13 stopni na zewnątrz a dla trybu nocnego (21-7) 3-4 stopnie.   Takim sposobem przez duża część roku wyłącza się obieg CT. Oszczędzając przy tym trochę energii cieplnej i energii elektrycznej zużywanej przez CT oszczędzając trochę energii cieplnej i energii elektrycznej zużywanej przez pomny obiegowe dla obiegu CO podobnie tylko tryb nocny w godz. 19-5 a wyłączenie przy 13stopniach w trybie dziennym i 8 stopnia w trybie nocnym. Pięknie takie rozwiązanie się sprawdza bez jakiegokolwiek pogorszenia komfortu.

Przykładowo System zarządzania energią cieplną budynku Siemens‘a czy Shneider’a daje możliwość tworzenia harmonogramy wyłączania obiegów(dotykowo oszczędzanie energii elektrycznej na pompach) i pracy w trybie obniżonym jak widać na grafice poniżej:

• Krzywe grzewcze

  Zazwyczaj krzywa grzania jest ustawiona strasznie zapobiegawczo tak by czasem nie było zbyt zimno.  Wszystkie krzywe grzewcze, z którymi miałem do czynienia obniżyłem średnio o 10-20% bez jaki9ekolwiek ujemnego wpływu na komfort cieplny budynku. W sterownikach Samson Danfoss krzywe grzewcze oznacza się cyframi(np. 1.3) odnoszącymi się do wykresów dostępnych w instrukcji. Zazwyczaj w tych sterownikach zastaje krzywe ustawione na poziomie 1.4  schodzę spokojnie do 1.2 lub do 1.3 z przesunięciem w dół krzywej o ok. 3-5 stopni.

  W systemie zarządzania energią cieplną Siemensa czy szytego na automatyce Schneidera, krzywe grzewcze przedstawiane są graficznie i dowolnie konfigurowalne z poziomu BMS.

  

  krzywa grzewcza przed optymalizacją

  

  krzywa grzewcza po optymalizacji zużycia ciepła

• Parametry CWU

  Generalnie w zdecydowanej większości przypadków nie polecam oszczędności na temperaturze i obiegu CWU z względu na znikome oszczędności kilkadziesiąt-kilkaset złotych i ryzyko rozmnożenia legionelli.

  Wymagana temperatura wody użytkowej wody użytkowej jest uregulowana reguluje rozporządzeniem ministra infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie z dnia 12 kwietnia 2002 r. (Dz.U. Nr 75, poz. 690), tj. z dnia 17 lipca 2015 r. (Dz.U. z 2015 r. poz. 1422), które określa temperaturę CW na 55-60°C, dla budynków użytkowych i mieszkalnych o pow. > 1000 m2.

  Wpływ temperatury wody na żywotność bakterii Legionella:

  Temperatura wody	Czas życia Legionelli
  55oC	20 min.
  57,5oC	6 min.
  60oC	2 min.
  70oC	sekundy

Więcej o legionelii w instalacjach CWU https://www.hvacr.pl/legionella-normy-przepisy-zwalczanie-325

Minimalizacja wyrzutu powietrza bez odzysku

Wentylatory wyciągowe z sanitariatów, kuchni, pomieszczeń technicznych itp. w okresie zimowym wyrzucają ciepłe powietrze bez odzysku. Zazwyczaj projektanci przewidują ich ciągłą prace 24h. co w wielu przypadków jest mocną przesadą, jeżeli pomieszczenia są praktycznie nieużytkowane. W nocy, kiedy zazwyczaj centrale są wyłączane wentylatory wywiewają ogrzane w budynku pobrane z zewnętrzne zimne powietrze. W wielu budynkach budynków, wentylatory bytowe z sanitariatów, kuchni itp. pracują 24h/365 dni, choć spokojnie można zredukować ilość godzin pracy o 7-12 godzin dziennie wyłączając na noc i ewentualnie realizując przewietrzanie. W skali roku zyskujemy znaczne oszczędności na energii elektrycznej a przede wszystkim energii cieplnej, ponieważ wyrzucamy z budynku ciepłe powietrze bez żadnego odzysku. Według moich obliczeń koszty ciepła wywiewane nocami znacząco przewyższa zaoszczędzoną energie elektryczną na potrzebę pracy samych wentylatorów. W zależności od wielkości budynku na umiejętnie przygotowanych harmonogramach pracy wentylatorów wyciągowych oszczędza się od kilku to stu-kilkudziesięciu tys. zł rocznie na energii cieplnej i elektrycznej.

Ogrzewanie i wentylacja pomieszczeń technicznych.

Na potrzeby wentylacji garażu i pomieszczeń technicznych zazwyczaj mamy tylko częściową recyrkulację powietrza z powierzchni użytkowych. Poza tym na potrzeby wentylacji zazwyczaj stosuje się centrale wentylacyjną nawiewną i lokalne wentylatory wyciągowe, czyli układ bez odzysku ciepła. W praktyce poza pomieszczeniami emitującymi zapachy, opary jak separatory oraz stacje trafo i z powodzeniem można realizować jedynie 1-2 razy dziennie krótkie przewietrzanie zamiast ciągłej pracy.  Szczególnie w wentylatorniach, gdzie nieszczelności instalacji, central wentylacyjnych przy okazjonalny przebywaniu ludzi dodatkowa wentylacja jest porostu zbędna a szczególnie zimą, kiedy dochodzą znaczące koszty ogrzewania.

Ogrzewanie elektryczne

Ciepło z nagrzewnic i grzejników elektrycznych jest w dużym uproszczeniu około 2,5 razy droższe od innych źródeł ciepła jak np. ciepła systemowe. W zdecydowanej większości budynków spotykać można pewną część central wentylacyjnych wyposażonych w nagrzewnice elektryczne czy pomieszczenia techniczne ogrzewane grzejnikami elektrycznymi. Stosuje się ogrzewanie elektryczne w miejscach, gdzie jest utrudnione/mało opłacalne doprowadzenie konwencjonalnego ciepła.np. w małych lokalnych centralach wentylacyjnych, pomieszczeniach technicznych itp. jak praktyka pokazuje zazwyczaj np. w pomieszczeniach technicznych można bardzo znacznie zredukować poziom ogrzewania. Natomiast w przypadku central z nagrzewnicą elektryczną warto temperaturę nawiewu/pracy nagrzewnicy elektrycznej ustawić możliwie jak najniżej tym bardziej, kiedy w tych pomieszczeniach znajdują się konwencjonalne grzejniki, z których uzyskane ciepło jest znacząco tańsze.

Podsumowanie

Optymalizacja zużycia energii cieplnej czy elektrycznej w budynkach użyteczności publicznej, biurowych, handlowych, mieszkalnych itp. powinno się rozpocząć od optymalizacji nastaw pracy automatyki. Jak pokazuje przykładzie powszechnie stosowana pogodowa wymaga świadomego doboru i bieżącego korygowania nastaw. W najpopularniejszych na rynku sterownikach Smson Trovis zmiany nastaw i podgląd parametrów dokonuje się bezpośrednio w na sterowniku węźle ciepła, co jest bardzo uciążliwe. Na Naszych budynkach pracujemy nad zdalnym dostępem do odczytu i zmiany nastaw sterowników Samson Trovis.Optymalizacja nastaw sterownika systemu zarządzania energią cieplną pomaga w uzyskaniu oszczędności energii wymaganej przez dofinansowanie z NFOŚ na termomodernizację i przez białe certyfikaty.

Część 1 Praktycznego poradnika optymalizacji węzła cieplnego sterowanego poprzez sterownik Samson Trovis: https://www.youtube.com/watch?v=WWxD9QFm-3k

Część 2 Praktyczny poradnik optymalizacji węzła cieplnego sterowanego poprzez sterownik Samson Trovis: https://www.youtube.com/watch?v=3tBwlvhzvwo&t=96s