Optymalizacja energetyczna budynku biurowego / handlowego
Program zawiera wykaz i opis prostych czynności w celu zredukowania zużycia energii przez instalacje sanitarne HVAC w budynku oraz tabele z przykładowymi szacunkowymi wyliczeniami rocznych oszczędności fragmentu przykładowych urządzeń w budynku XXX. Oszczędności z tego programu wynikają głównie z racjonalizacji parametrów i harmonogramów automatyki budynkowej BMS, co znacznie przekłada się na zredukowanie zużycia energii zużywanej na ogrzewanie, wentylację i chłodzenie przy wykorzystaniu znikomych środków, które zwrócą się maksymalnie w ciągu miesiąca.
1. Układ wody lodowej na część biurową.
Pompy chłodu obecnie pracują według niezbyt przemyślanych harmonogramów i pompy mimo wszystko pracują niezależnie czy jest zapotrzebowanie na chłód czy nie. Rozmawiałem przedstawicielem gwaranta automatyki i jest możliwe bez utraty gwarancji zaimplementowanie sterowania pompami w zależności od realnego zapotrzebowanych central na chłód. Obieg załączałby się, kiedy następowałoby otwarcie zaworów chłodnicy a wyłączenie np.. 15 min po ustaniu zapotrzebowania, tak by pompy nie potrzebie się załączały i wyłączały, co chwilę. Co do obiegów WL na dachach przy temperaturach minusowych na zewnątrz można dodać warunek załączenia się obiegu dla bezpieczeństwa przed zmarznięciem.
a) Pompy obiegowe
– POMPA CHŁODU 15kW x2 chłód centrale w wentylatorni X1 obsługujący blok A3 nie muszą pracować 24h. Uzależnić prace pomp od zapotrzebowanych central na chłód.
– POMPA CHŁODU 11kW x2 chłód na centrale blok A1 chłód w wentylatorni +22 nie muszą pracować 24h. Uzależnić prace pomp od zapotrzebowania central na chłód.
– POMPA CHŁODU 7,5kW x1 i POMPA CHŁODU 7,5kW x1 pompy dają chłód na wymienniki, obecnie pracują równocześnie 24h. Mogą pracować naprzemiennie. Poobserwować jak się zachowuje i ewentualnie założyć pracę równoczesną, gdy np. temperatura zewnętrzna przekracza 25 stopni.
– POMPA CHŁODU 30kW x2 chłód centrale blok A1 nie musi pracować 24h, gdy mamy temperatury na + a nie trzeba chłodzić. Podczas mrozów dla bezpieczeństwa można załączać obieg wody lodowej, jest to kwestia dopisania odpowiedniego warunku w programie. Dotyczy to tylko central na dachu
– POMPA CHŁODU 22kW x2 obieg FCU I strefa nie musi pracować 24h, szczególnie w nocy w miesiącach zimowych. Można założyć, że gdy są wyłączę z harmonogramu to mogą się załączyć powyżej t. zew. Ok. 19 stopni itp.
– POMPA CHŁODU 7,5kW x2 serwerownie praca 24 – obecnie obydwie pompy pracują jednocześnie. Należy sprawdzić czy nie może pracować 1 pompa.
– POMPA CHŁODU FCU II strefa 2x 7,5 kW – dostosować harmonogram do pór roku i równocześnie najlepiej uzależnić o temperatury zewnętrznej.
b) Węzeł WL cześć handlowo – usługową.
Skrócenie czasu działania chillerów i układu rozprowadzenia chłodu na część usługową. Obecnie chillery i pompy obiegowe pracują od 6: 00 do 22: 00 agregaty chłodu mogłyby pracować od 7-8 do 21: 30 i ewentualnie pompy obiegowe do 22: 15 by wykorzystać jeszcze schłodzony zład. W miesiącach zimowych można jeszcze ten czas skrócić. Wyłączając wcześniej chillery z i pozostawiając włączone pompy obiegowe (na blok A1 niekoniecznie na obiegu glikolowym) wykorzystujemy jeszcze chłód zładu. Podczas prac układu wody lodowej pracują 2 pompy 45 kW! na obiegu glikolowym i 2 pompy 15 kW na obiegu budynkowym. Jak widzimy skrócenie czasu pracy układu o 1 godzinę dziennie zaoszczędza nam dziennie ok 100-120 kWh(50-60 zł) dziennie na samych pompach obiegowych! Opierając się na doświadczeniu wydaje się, że zbędna jest praca 2 pomp równocześnie, zatem przy takich kosztach prac pomp warto to przeanalizować. Skrócenie czasu pracy chillerów pozytywnie wpłynie na komfort akustyczny w okolicy.
Korzyści:
· Mniejsze zużycie energii elektrycznej na potrzeby pomp i chłodzenia czynnika ja i pracy samych chillerów.
· Pompy pracują tylko, kiedy jest potrzeba, przez coograniczamy zużycie pomp.
2. Wentylacja:
a) Centrale wentylacyjne
– Obecnnie strumień świeżego powietrza(brak recyrkulacji) na wspólną przestrzeń handlową jest jednakowy dla 40 i 400 osób i po obserwacji budynku wyznaczyć można cykliczne przedziały czasu, kiedy mamy minimalne obłożenie i możemy zdecydowanie zejść z wydajności. Trzeba zwrócić uwagę, że każdy sklep jest indywidualnie ogrzewany i wentylowany oraz kubatura wspólnej powierzchni jest ogromna, dzięki czemu nawet nagłe znaczne zwiększeni ilości osób przestrzeni handlowej nie wpłynie znacząco zwartość CO2, co przekłada się na komfort użytkowników. Obecnie według pomiarów z stężenie dwutlenku węgla w przestrzeni handlowej wynosi ok. od 450 do 580 ppm przy największym ruchu, gdzie norma to 800-1000 ppm! Najlepiej najwięcej nawiewać powietrza centralą z XXX, bo rozchodzi się powietrze na pozostałe sekcje i w razie potrzeby temperatury ustawić bardziej agresywne. Równocześnie centrale XXX i XXX wyłączone i tylko czasowo dołączane. Centrale XXX mają bardzo słaby odzysk z względu na projektowo mało wydajny odzysk(glikolowy) oraz przez to, że mamy bardzo duże odległości miedzy wyciągiem a nawiewem – glikol musi pokonać od nawiewu do wyciągu 8 kondygnacji i w poziomie kilkadziesiąt metrów!). Zatem ograniczenie zbędnej pracy central XXX i XXX jest tym bardziej uzasadnione. Poz zakończeniu gwarancji zaimplementować sterowanie centralami w funkcji dwutlenku węgla CO2.
– Recyrkulacja dla handlu jest stosunkowo łatwa do wykonania dla centrali XXX. Recyrkulacja spod dachu byłaby o wiele bardziej skomplikowana.
– Optymalizacja nastaw temperatur w zależności od pór roku. Między innymi po to by ograniczać zjawisko jednoczesnego grzania i chłodzenia
– Zmiana nastaw central nawiewających do pomieszczeń technicznych, ustawienie harmonogramu okresowej pracy np. godzina pracy, godzina przerwy zmiana nastawy temperatury do ok. 10 stopni.
– Zwiększyć funkcjonalność BMS o dwustopniowe harmonogramy prac central, czyli zastosowanie trybów zmniejszonej i nominalnej wydajności.
Korzyści:
· Mniejsze zużycie energii cieplnej i elektrycznej na potrzeby wentylatorów i WL.
· Mniej powietrza – rzadziej zatkane filtry – większa efektywność centrali.
· Przy mniejszym przepływie w lato łatwiej zmniejszyć wilgotność za sprawą klimakonwektorów.
· Przy mniejszych wydatkach mamy lepsza sprawność wymienników.
b) Wentylatory bytowe
– Wentylatory kuchenne nie musza pracować 24h. W nocy i weekend wyłączamy i co najwyżej robimy okresowe przewietrzanie. Oszczędzamy na energii elektrycznej zużywanej przez silnik wentylatora i cieplnej, przez wyrzucanie ciepłego lub schłodzonego powietrza bez odzysku. Przy założeniu przerwy w działaniu wentylatora dziennie 10 godzin oszczędności równe Blok A2 WK1/2/3/4/ B 4 sztuki 0,52kW = ok. 10,5 zł dziennie z energii elektrycznej.
– Wentylatory palarni – większość kanałów od tych wentylatorów jest zadeklowana, zatem niektóre wentylatory całkowicie niepotrzebnie pracują np. wentylator X1 lub X2 mają wentylatory o łącznej mocy 1,5 kW, które całkowicie niepotrzebnie pracują 24 godz. na dobę. Część tych kanałów wentylatorów wykorzystano do wentylacji magazynków itp. zatem mogą nie pracować w nocy, święta itp.
– Wentylatory obsługujące toalety nie muszą pracować w czasie nieużytkowania powierzchni. Spokojnie około 5-6 godzin w ciągu nocy można je wyłączać np. przerwa w pracy od 23:30 do godz. 4:30 ewentualnie w międzyczasie zrobić krótkie przewietrzanie.
– Wentylatory wyciągowe z maszynowni – wystarczy robić przewietrzanie a nagrzewnice nawiewów ustawić na ok 10-15 stopni.
Korzyści
· Mniejsze zużycie energii elektrycznej.
· Mniejsze zużycie łożysk wentylatorów.
· Oszczędności w energii cieplnej, bo ograniczamy wyrzucanie ogrzanego powietrza bez odzysku dotyczy dla wentylatorów bytowych i central z handlu, które w praktyce nie mają odzysku.
·Wentylatory nieużywane możemy używać, jako dawcy części w razie awarii innych wentylatorów.
3. Ogrzewanie/chłodzenie
a) Obecnie w czasie mrozów w celu uniknięcia zamarznięcia tryskaczy w przedsionkach załączanych są elektrycznie grzane kurtyny powietrzne normalnym trybie 24h. Zalecam dodać w BMS prosty warunek sterowania kurtynami w zależności od temperatury: np. W okolicach 0 stopnia w przedsionku samoczynne załączanie kurtyn poza harmonogramem by nie zamarzały tryskacze w przedsionku. Wystarczy by kurtyny utrzymywały ok. 4 stopni w przedsionku..
b) Regulacja głowic termostatycznych grzejników w wszystkich pomieszczeniach a szczególnie w tych na poziomach minusowych( i pomieszczeniach technicznych, gdzie obecnie w zimę mamy utrzymywane temperatury około 20-22 stopni. Bezpiecznie w pomieszczeniach technicznych możemy zredukować temperaturę o kilka stopni a szczególnie w pomieszczeniach technicznych i w magazynkach na garażach(tym bardziej w tych nieużywanych), by nie ogrzewać fundamentów budynku i gruntu wokół.
c) Założenie harmonogramu na pracę klimakonwektorów na powierzchnie wspólne. Przykładowo handel, hole windowe itp. Każdy z wentylatorów jest mocy średnio 30W-65W(zależy od aktualnego biegu wentylatora), to w skali tak dużego budynku daje kilkadziesiąt kW/h dziennie oszczędności elektrycznej.
d) W okresie letnim chłodzić budynek naturalnym chłodem. W tym celu załączać centrale w godzinach porannych od ok 5 do ok 6 rano, kiedy temperatury w nocy są niższe, dzięki czemu możemy wychłodzić blok A2ez użycia chłodu
e) W okresie lata wyłączać ciepło technologiczne z względu dla oszczędności energii na obieg pomp i na starty ciepła na ruchach. Jeżeli bardzo zależy na osuszaniu możemy wyłączać węzeł, chociaż na noc lub zastosować recyrkulacje ciepła z centralami garażowymi, przez co możemy osuszać bez użycia ciepła z węzła i równocześnie chłodzić garaże. Dzięki temu realizujemy osuszanie bez użycia ciepła a gratis częściowo chłodzimy obszary bez przewidzianego chodzenia. Poza tym zaobserwowano, że w lecie jest używane CT np. jak w nocy temperatura trochę spadnie to dogrzewamy powietrze całkowicie nie potrzebnie zamiast możemy wychładzać budynek naturalnym i darmowym chłodem.
4. Instalacje oświetleniowe
a) Załączanie oświetlenia na handlu XXX itp. z zmierzchówki lub zegara astronomicznego. Obecnie oświetlenie jest załączane z prostych harmonogramów w BMS, które są korygowane dopiero po interwencji administratora i w dużym stopniu oświetlenie działa bez potrzeby.
b) Mikrofalowe czujniki ruchu na klatach schodowych. Klatki schodowe obecnie oświetlone 24 godziny na dobę świetlówkami, można zostać przy oświetleniu 24h, ale wypada zmienić oświetlenie na LEDowe.
c) Stopniowa wymiana oświetlenia LED na garażach. Obecnej świetlówki często się przepalają i stosunkowo długo się świecą.
Szacunkowe oszczędności optymalizacji energetycznej budynku dla wybranych urządzeń
|
Przykładowe urządzenie
|
ilość
|
czas [godz.]
|
m3/h pow.
|
GJ
|
Koszt ogrzania [zł]
|
moc el [kW]
|
roczne oszcz. energii elektr.[zł]
|
sumaryczna oszczędność [zł]
|
||||||||||||
|
Wentylatory
|
||||||||||||||||||||
|
WTA
|
2
|
5
|
11500
|
211,138
|
10556,92
|
4,000
|
7300,00
|
17856,92
|
||||||||||||
|
WP1
|
2
|
12
|
3000
|
132,191
|
6609,55
|
4,000
|
17520,00
|
24129,55
|
||||||||||||
|
WKA
|
2
|
8
|
4000
|
117,503
|
5875,15
|
4,200
|
12264,00
|
18139,15
|
||||||||||||
|
N/WMASZ
|
2
|
12
|
2000
|
88,127
|
4406,36
|
1,360
|
5956,80
|
10363,16
|
||||||||||||
|
WKC
|
2
|
10
|
100
|
3,672
|
183,60
|
0,284
|
1036,60
|
1220,20
|
||||||||||||
|
WPC
|
2
|
24
|
400
|
35,251
|
1762,55
|
0,750
|
6570,00
|
8332,55
|
||||||||||||
|
WTC
|
2
|
5
|
2500
|
45,900
|
2294,98
|
5,640
|
10293,00
|
12587,98
|
||||||||||||
|
N/WMASZ
|
2
|
12
|
380
|
16,744
|
837,21
|
0,935
|
4095,30
|
4932,51
|
||||||||||||
|
WTB
|
4
|
5
|
2000
|
73,439
|
3671,97
|
1,880
|
6862,00
|
10533,97
|
||||||||||||
|
WKB
|
4
|
10
|
400
|
29,376
|
1468,79
|
0,520
|
3796,00
|
5264,79
|
||||||||||||
|
WPB
|
4
|
12
|
400
|
35,251
|
1762,55
|
0,750
|
6570,00
|
8332,55
|
||||||||||||
|
N/WMASZ
|
2
|
12
|
2500
|
110,159
|
5507,96
|
1,360
|
5956,80
|
11464,76
|
||||||||||||
|
NXXX
|
1
|
10
|
17900
|
328,641
|
16432,07
|
12,000
|
21900,00
|
38332,07
|
||||||||||||
|
WXXX
|
1
|
10
|
17000
|
312,118
|
15605,88
|
9,000
|
16425,00
|
32030,88
|
||||||||||||
|
urządzenie
|
ilość
|
czas [godz.]
|
m3/h pow.
|
GJ
|
Koszt ogrzania [zł]
|
moc el [kW]
|
roczne oszcz. energii elektr.[zł]
|
sumaryczna oszczędność [zł]
|
||||||||||||
|
wyliczenia dla pomp. obiegowych
|
||||||||||||||||||||
|
pompa chłodu x
|
1
|
1
|
0,000
|
0,00
|
15,000
|
2737,50
|
2737,50
|
|||||||||||||
|
pompa chłodu x
|
1
|
3
|
0,000
|
0,00
|
11,000
|
6022,50
|
6022,50
|
|||||||||||||
|
pompa chłodu x i pompa chłodu x
|
1
|
12
|
0,000
|
0,00
|
7,500
|
16425,00
|
16425,00
|
|||||||||||||
|
pompa chłodu x
|
1
|
2
|
0,000
|
0,00
|
30,000
|
10950,00
|
10950,00
|
|||||||||||||
|
pompa chłodu x
|
1
|
5
|
0,000
|
0,00
|
22,000
|
20075,00
|
20075,00
|
|||||||||||||
|
pompa chłodu x
|
1
|
3
|
0,000
|
0,00
|
7,500
|
4106,25
|
4106,25
|
|||||||||||||
|
pompa chłodu x glik
|
2
|
1
|
0,000
|
0,00
|
45,000
|
16425,00
|
16425,00
|
|||||||||||||
|
pompa chłodu x woda
|
2
|
1
|
0,000
|
0,00
|
15,000
|
5475,00
|
5475,00
|
|||||||||||||
|
Suma oszczędności w energii cieplnej
|
76975,52
|
|
suma oszczędności całkowita energii elektrycznej
|
264387,75
|
|
Suma całkowita rocznych oszczędności dla przykładowych urządzeń
|
285737,27
|
|
delta T w sezonie grzewczym
|
15
|
|
Koszt energii elektrycznej kWh w zł
|
0,5
|
|
ilość dni pracy urządzenia
|
365
|
|
ilość dni grzewczych
|
100
|
|
Koszt 1 GJ w zł
|
50
|
Podsumowanie:
Optymalizacja energetyczna obiektu zakłada roczne oszczędności w wysokości 285 737 zł to ostrożne szacunki tylko ostrożne szacunki dla części urządzeń dla omawianego budynku. Wyliczone szacunkowe oszczędności można uzyskać tylko dzięki zmianom w harmonogramach i parametrach pracy instalacji przy okresowym monitorowaniu instalacji i wprowadzaniu korekt w instalacji bez utraty gwarancji. Proste modyfikacje algorytmów sterowników po uzgodnieniu otwierają furtkę na kolejne znaczne oszczędności i optymalizacji zużycia energii.
Optymalizacja energetyczna budynku opracowana przez inż. Optymalizator Budynku uprawniony (wpis nr. xxx) do kontroli systemu ogrzewania i klimatyzacji z wpisem do centralnego rejestru charakterystyki energetycznej budynków.
(Visited 386 times, 16 visits today)
Zostaw swój komentarz