Zgrade su sve prisutniji oblik prostornog uređenja i planiranja u savremenim urbanim sredinama. Bez obzira na moguću različitu namenu (proizvodni, administrativno-poslovni, sportski, kulturno-prosvetni, zdravstveni ili stambeni objekti), povezuje ih nekoliko bitnih zajedničkih osobina: okupljanje velikog broja ljudi, izrazita koncentracija različitih funkcija na relativno malom prostoru, kao i potrošnja značajnih količina električne i toplotne energije.

Sistemi nadzora i upravljanja energijom, sistemi klimatizacije, sistemi bezbednosti, sistemi zaštite od požara, pa čak i sistemi zaštite od posledica zemljotresa ili naleta vetra, su danas realizovani u svetu kao integralni deo pojedinih zgrada i integrisani su na nivou harmonizacije svih funkcionalnih aspekata izvršavajući globalnu strategiju funkcionisanja „inteligentne zgrade“.  

Predmet ovog projekta jeste nadzor i upravljanje toplotnih podstanica i stambeno-poslovnih jedinica u sistemu daljinskog grejanja. Cilj je da se sistematizuje novi pristup reinženjeringa toplotnih podstanica u cilju efikasnog gazdovanja energijom. Istovremeno kroz nadzor i inteligentne sisteme upravljanja poslovno stambenim jedinicama iste zgrade želi se obezbediti i specificirani mikroklimatski konfor.  

Suština tehničkog rešenja

Tehničko rešenje zasnovano je na KNX/EIB standardu i podrazumeva implementaciju sistema regulisanja i merenja potrošnje toplotne energije. Regulator temperature na osnovu zadate i merene temperature u prostoriji generiše upravljački signal koji se prosleđuje regulišućim ventilima u podstanici koji regulišu protok kroz grejne krugove a time i potrošnju toplotne energije. Pomoću kalorimetara mere se: potrošnja toplotne energije, temperatura na razvodu i povratu i protok vode. Svi uređaji povezani su niskonaponskim kablom preko kojeg razmenjuju informacije između sebe , a uz pomoć posebnog uređaja i sa lokalnom računarskom mrežom. Na ovaj način svi podaci o merenim veličinama i stanju sistema dostupni su na lokalnoj mreži.  

Pomoću specijalnog računara, FacilityServer-a , realizuju se složenije funkcije upravljanja, grafički prikaz stanja sistema i pristup preko lokalne mreže i interneta.  

Neke od karakteristika ovog rešenja su:  

• optimalana potrošnja uz veći komfor
• jednostavno zadavanje režima grejanja i željenih temperatura
• intuitivna grafička vizuelizacija
• akvizicija podataka za analizu
• nadzor, kontrola i održavanje preko lokalne mreže ili interneta
• implementacija na postojeće sisteme grejanja
• integracija sa drugim sistemima grejanja i hlađenja, rasvetom i roletnama 

Opis tehničkog rešenja

Tehničko rešenje centralnog regulisanja i nadzora sistema grejanja u potpunosti je realizovano u glavnom amfiteatru mašinskog fakulteta u Kragujevcu. Na data je funkcionalna šema sistema.

Amfiteatar je veličine 2066 m3, ima 250 stolica, ravan krov, i zastaklje bočne površine sa jednoslojnim staklom debljine 3mm i na južnoj i na severnoj strani. Uz južni i severni zid amfiteatra su grejna tela kroz koja se protok fluida nezavisno kontroliše sa dva nezavisno upravljana trokraka ventila V1 i V2. U slučaju upravljanja sa zatvorenom povratnom spregom, povratna sprega se zatvara prema željenoj/zadatoj temperaturi u amfiteatru. Meri se 6 unutrašnjih temperatura: 3 senzora su na dnu amfiteatra, 2 na vrhu i 1 u sredini, pri čemu je 5 postavljeno na visini od 1m , a 1 na visini od 1.70m (2 senzora su jedan iznad drugog u dnu amfiteatra desno/južno). Regulisanje se ostvaruje na osnovu temperature T3 za desnu odnosno T1 za levu granu. Vrsta algoritma upravljanja je PI.

Sistem može biti u upravljanom režimu kada se utiče na pozicije ventila V1 i V2 , i u neupravljanom režimu kada su ventili maksimalno otvoreni (100%). U oba slučaja prate se sve merene veličine.  

Režimi grejanja

Postoje četiri režima grejanja: COMFORT, STANDBY, NIGHT, ANTIFROST. Promena režima vrši se promenom željenih vrednosti temperature na regulatorima temperature. Režimi se zadaju ručno preko vizuelizacije na računaru, preko ekrana osetljivog na dodir postavljenog u dnu amfiteatra ili automatski pomoću unapred isprogramiranog vremenskog tajmera u Facility Server-y.

Željene temperature za odgovarajući režim:

• COMFORT 21°C
• STANDBY 19°C
• NIGHT 17°C
• ANTIFROST 7°C

Dok je sistem upravljan režimi grejanja menjaju se tokom dana uz pomoć podešenog vremenskog tajmera u FacilityServer-u .

• u 06:00 sistem se postavlja u režim COMFORT
• u 15:00 sistem se postavlja u režim STANDBY
• u 20:00 sistem se postavlja u režim NIGHT
• u 23:59 sistem se postavlja u režim ANTIFROST

FacilityServer je računar koji je putem lokalne mreže povezan na IP->EIB interfejs preko kojeg razmenjuje podatke sa uređajima na KNX/EIB basu (Instabus). Ovaj računar omogućuje vizuelizaciji putem lokalne mreže i interneta i izvršava složenije funkcije.

Ispitivanje

Ovim projektom predviđeno je ispitivanje u više faza tokom trajanja grejne sezone:

• U jednoj fazi mere se vrednosti unutrašnje i spoljašnje temperature vazduha, temperature vode u povratnom i razvodnom vodu i potrošnja energije bez regulisanja temperature u amfiteatru.
• U drugoj fazi mere se vrednosti upravljanja za levi i desni grejni krug i sve ostale vrednosti kao u prvoj fazi ali sa regulisanjem temperature . Parametri regulatora zadaju se na osnovu preporučenih vrednosti za ovaj tip grejanja.

Faze ispitivanja smenjuju se naizmenično.

Rezultati merenja temperatura i toplotnog protoka za slučaj neupravljanog amfiteatra za jedan radni dan.	Rezultati merenja temperatura i toplotnog protoka za slučaj upravljanog amfiteatra za jedan radni dan.
Rezultati merenja temperatura i toplotnog protoka za slučaj upravljanog amfiteatra za dan vikenda.	Rezultati merenja temperatura i toplotnog protoka za slučaj neupravljanog amfiteatra za dan vikenda.

Znači, nad istim energetskim konzumom (amfiteatar sa 250 mesta) su dati dijagrami procesnih veličina kada je sistem u funkciji i kada nije. Uštede na dnevnom nivou kada se prate parametri radnih dana su oko 30%, a kada je reč o neradnim danima uštede su veće od 70%.

Na osnovu rezultata ispitiavanja i analize svih merenih veličina korigovani su parametri regulatora čime je postignut optimalan rad i po kriterijumu ugodnosti i po kriterijumu uštede.

Pripremio: Smart Home d.o.o.