Енергийна ефективност чрез сградна автоматизация в индустрията

Мениджърите на промишлени сгради, складове и логистични центрове все по-често се изправят пред предизвикателството да намалят експлоатационните си разходи. Взимайки предвид постоянно покачващите се цени на обществените услуги, подобряването на енергийната ефективност се превръща в основен приоритет за специалистите от редица сектори.

Съотношението между вложената енергия и прогнозираните количества енергия, необходими за покриване на изискванията за стандартна употреба на дадена сграда, служи като мярка за енергийна ефективност.

Според европейската директива за енергийните характеристики на сгради (Energy Performance of Building Directive - EPBD), следните употреби на енергия за топлинни и електрически цели се взимат предвид при определянето на енергийната ефективност на сградата: Отопление, битова гореща вода (БГВ), охлаждане, вентилация, осветление, допълнително енергопотребление.

Модерните безжични решения за управление на мрежата в сградите предлагат всеобхватен контрол, който не се ограничава само до осветлението, а включва и ОВК системи, системи за реакция спрямо търсенето, дистанционно наблюдение, откриване на дефекти и още редица приложения.

Това са ново поколение решения, които използват максимално ефективни стратегии за контрол, като в същото време се предлагат на много по-ниска цена от традиционните жични решения. Те най-често се предлагат като софтуер, инсталиран на компютър в самата сграда, или се инсталират като облачно-базирани решения.

Предназначени са да отговарят на изискванията за сигурност и нуждите на всички приложения (като например системи за сградно управление) във всички видове индустриални съоръжения. Съоръженията с висок таван, като складови помещения например, са основни кандидати за безжични системи за контрол поради високата цена, сложността и липсата на гъвкавост на традиционните системи.

Стандартът EN 15232
Новият европейски стандарт EN15232: “Енергийни характеристики на сградите - Влияние на сградната автоматизация, контрол и управление” е от поредицата стандарти на CEN (Европейски комитет по стандартизация), разработени в рамките на проект за стандартизация на Европейския съюз.

Целта на този проект е да подкрепи изпълнението на Директивата за енергийни характеристики на сградите (EPBD), чрез което да се подобри енергийната ефективност на сградите в страните членки на ЕС.

Стандартът EN15232 определя методи за оценка на въздействието на системи за сградна автоматизация и контрол (BACS) и за техническо управление на сгради (TBM) върху енергийните характеристики на сградите. Стандартът очертава и метод за дефиниране на минималните изисквания, които тези системи трябва да изпълняват в различни по размер сгради.

Системите за сградна автоматизация и контрол и техническото управление на сгради влияят на енергийната ефективност на сградите по многобройни начини.

BACS осигуряват ефективна автоматизация и контрол на отопление, вентилация, охлаждане, гореща вода и осветителни уреди, което увеличава оперативната и енергийната ефективности. Отделно могат да бъдат настроени сложни интегрирани функции за пестене на енергия, които взимат предвид действителното използване на сградата според нуждите на потребителите.

Така се намаля и отделеното количество CO2 емисии. Системите за управление на сгради и особено TBM предоставят информация за експлоатацията, поддръжката и за управлението на енергия, включително настоящи и обезпокоително високи или ненужни потребления на енергия.

Енергийно потребление в складове
С 55% от общото енергийно потребление, осветлението е най-големият енергиен разход за един склад, последвано от ОВК системите. Различните отделения на един склад - зони за товарене, отворени пространства за съхранение, активни модули за приемане и изпращане на поръчки, както и високи рафтове за съхранение, изискват различно ниво на осветление и заради това се нуждаят от модерна система за управление на осветлението с повече възможности от просто сензори за присъствие.

Традиционните жични системи за контрол са ограничени от гледна точка на разходите, функционалността и сложността им. С отстраняването на кабелите управлението на осветлението се осъществява с по-големи ползи, на по-ниска цена, а освен това има и по-широк набор от потенциални клиенти.

Освен да намалят разхода на енергия, чрез безжичния контрол на енергоемки приложения управителите на складове могат да разберат повече за различните дейности, който се изпълняват в съоръжението, и да подобрят безопасността и производителността.

Характеристики и предимства на безжичното мрежово управление (WNC)
Безжичните решения за управление на мрежата предлагат цялостни проверки, които обхващат не само осветлението, а и ОВК, реакции на търсенето, управление на натоварването на щепселите, откриване на грешки, дистанционно наблюдение и др. WNC може да има положителен ефект върху експлоатацията на складове и разпределителни центрове по следните начини:

Управление на осветлението - модернизирането на осветлението с по-ефективни лампи може да спести средно 50% от разходите за енергия. Интелигентните стратегии за контрол като регулиране на задачите, възползване от дневната светлина и следване на график могат да осигурят осветление, оптимизирано според конкретните нужди на отделна зона и активност.

Управление на ОВК системи и натоварване на щепселите - може да допринесе за значителни икономии и да намали още 24% от енергопотреблението на дадена сграда. Не всички зони в даден склад или предприятие изискват климатичен контрол, така че охлаждането може да бъде оптимизирано според заетостта на помещението или според предварително зададен график.

Натоварването на щепселите рядко се контролира, но представлява значителен процент от загубите на енергия. Когато се инсталира такава система за контрол устройствата, които се включват в стандартни щепсели, като големи копирни машини, принтери и други, вместо това се включват в специализиран контролер. Така натоварването може да се управлява според график или чрез датчик за заетост.

Лично управление - редица проучвания доказват положително въздействие на работната среда и възможността за контрол над тази среда върху производителността и щастието на работника. Установено е също, че при предоставена възможност за личен контрол над осветлението потреблението на енергия има тенденция да е по-ниско. Модерното безжично мрежово управление позволява различна степен на личен контрол над затъмнението, включително дистанционно управление на работния плот на място или чрез виртуални ключове онлайн.

Общо управление - едно от предимствата на WNC е възможността да се имплементират допълнителни приложения към вече съществуваща мрежа, без това да изисква изграждането на нова специализирана инфраструктура. WNC осигурява възможност за използване на допълнителни управления, като много често приложение в индустриалните складове е управлението на вентилатори.

Големите промишлени вентилатори често хабят много енергия - с безжичния мрежови контрол, вентилаторите могат да се изключват, когато пространството не е заето. Те могат и да бъдат настроени да се включват последователно, за да се намали внезапното покачване на потреблението и периодите на върхово натоварване.

Влажност, CO2 и мониторинг на околната среда - WNC системите с множество приложения предлагат и функцията за мониторинг на околната среда. Редица нови и набиращи популярност приложения ползват сензори за мониторинг на околната среда, за да докладват за условията в съоръжението и да известяват, ако е надвишен даден праг.

В някои съоръжения, като например хладилни складове, температурата и влажността на въздуха трябва внимателно да се следят, за да се избегнат непланирани прекъсвания. Някои решения за осветление поддържат такива функции и сензори за температура и влажност могат да се добавят към мрежата, така че да докладват данни в реално време.

Безопасност и продуктивност - основната дейност в дадено съоръжение се изпълнява в няколко зони, но не е необходимо цялата сграда да е силно осветена, особено в помещения, които се обитават само периодично. Сензори за движение могат автоматично да осветяват на 100% яркост пътеки между рафтове в складове, когато мотокари се движат по тях.

В допълнение, WNC системите могат да откриват неизправности при осветителните тела, с което да предотвратят аварии и да подобрят цялостната безопасност в съоръженията.

Дистанционно управление - модерните WNC системи позволяват на специалистите да следят състоянието на съоръжението дистанционно. Те изпращат уведомления, когато при дадени обстоятелства се достигне критичен праг на влажност или температура. Вентилаторите например могат дистанционно да се включват в зависимост от качеството на въздуха или нивото на въглероден диоксид в самата сграда.

Откриване на неизправности и автоматизирана поддръжка - превантивната поддръжка може да предотврати редица критични повреди. Безжичните сензори могат да открият неизправните осветителни тела и да известят за тяхното състояние.

Като наблюдават и измерват потреблението на енергия на отделните елементи от дадена инсталация, някои системи за управление могат да предоставят информация за неизправността не само на крушки, но и на сензори.

Подобна информация може да се използва и за да се направи обосновано предложение за бъдещата дата, когато ще е необходим ремонт. Възможно е и ръчното или автоматично пренастройване в случай на повреда - ако например сензор за заетост не работи, осветлението може временно да бъде свързано към съседен сензор, докато другия не се смени.

Цялата информация, която WNC системата предоставя, може да се използва в система за управление на енергията, с която да се изготвят възможно най-точни графици за профилактична поддръжка.

Анализ и задълбочена представа за енергийното потребление - енергийният анализ позволява на управителите на сгради да проучат подробно получените данни, да разкрият скритите възможности и да подобрят процеса на вземане на решения.

Визуалните доклади пък изобразяват тенденциите на употреба, както и данни в реално време, с помощта на които управителите могат да коригират цялостното потребление на енергия. Така един централизиран софтуер за управление на енергия позволява едновременното измерване и управление на енергията. Тази стратегия допринася за пестенето на енергия с течение на времето, тъй като постоянно подобрява всички други стратегии за управление.

Преконфигурация на системите в сградата - за да се улесни крос-докингът в складове (разтоварването на стоки от пристигащ камион и директното им натоварване в изходящи камиони) и управлението на непрекъснато променящите се номенклатури, преконфигурациите на системите не трябва да са необичайни.

При WNC системите преконфгиурацията е лесна, тъй като се извършва само софтуерно и не налага смяна на кабели или електрически инсталации. Поддържащият персонал не трябва да се качва нависоко, за да регулира осветеността на помещенията, тъй като тази настройка може да се извършва от компютър.

Интеграция с BMS - някои модерни системи за управление на осветлението могат да се интегрират към цялостната система за сградно управление на съоръжението (BMS), обикновено чрез BACnet или друг отворен протокол.

Чрез една такава интеграция, от потребителският интерфейс на BMS системата се контролира и осветлението. Стратегията намалява разноските за управление на сгради, в които е необходим контрол от една конзола както на осветление, така и на ОВК системи и други функции.