test
passivehouse 

Энергоэффективный дом: автоматизация управления климатом при помощи Tibbo Project System (TPS)


Разработка энергоэффективного дома в России ведется уже давно. Тем не менее, при разработке данного решения требуется учесть все нюансы и российские климатические условия. С другой стороны, дом должен быть доступен для широкого круга потребителей, при этом сохраняя высокое качество исполнения и низкое энергопотребление. Сегодня мы рассмотрим проект энергоэффективного дома от компании «ИнтерСтрой» с автоматикой по управлению климатом от компании Tibbo Technology.

Основная задача

Компания «ИнтерСтрой» искала недорогие решения, по интеграции автоматизации в свой проект «Энергоэффективный дом». Требовалось обеспечить поддержание комфортной для проживания температуры в доме в любое время года. Одним из главных требований было максимально снизить расход энерго-носителей.

Что же из себя представляет Энергоэффективный дом? Это дом, который может нести минимальные потери тепла, за счет увеличения толщины теплоизоляции стен и применения современных утеплителей. В доме используются двери и окна с большим сопротивлением к теплоотдаче. Обеспечивается отличная герметичность здания, контролируется весь воздухообмен с помощью приточно-вытяжных вентиляционных систем.

В настоящем проекте дома предусмотрена принудительная вентиляция с применением приточно-вытяжных вентиляционных установок с рекуперацией тепла. Применение принудительной вентиляции имеет как достоинства, так и недостатки.

Недостатками этой системы, по сравнению с естественной вентиляцией, являются:

  • постоянная работа вентиляционного оборудования и издаваемый от ее работы шум
  • большие единовременные затраты на оборудование и его последующее сервисное техническое обслуживание
  • необходимость в замене фильтров очистки воздуха
Из плюсов стоит отметить:
  • качество очистки подаваемого воздуха в помещения
  • рекуперация дает значительную экономию энергоресурсов
  • для отвода отработанных газов от котла используется дымоход с выводом на крышу
  • в случае отключения электричества, предусмотрена система естественной вентиляции
  • управление воздухообменом дает возможность обеспечить поступления достаточного количества воздуха

Для отопительной системы энергоэффективного дома ставилась задача использования нетрадиционных, экологически чистых, возобновляемых энергетических источников тепла. Было принято использовать в качестве энергетического источника тепловые насосы (использующие геотермальное тепло Земли) и солнечные коллекторы, использующие энергию Солнца. Вырабатываемое этими установками тепло, по расчетам организации ООО «Компания ЭНСО ИНТЕРНЭШНЛ», достаточно для подогрева воды и обеспечения дома теплом на протяжении всего года. В связи с тем, что теплопотери энергоэффективного дома значительно ниже, чем в обычном доме, то требуемая мощность тепловых установок не превышает 10 кВт.

В данном проекте для отопления и ГВС предложена модульная система TYRRO c геотермальным грунтовым (горизонтальным или вертикальным) теплообменником и функцией «freecooling» в летнее время. Солнечные коллекторы предлагается ставить на специальных кронштейнах на плоской кровле с южной или юго-западной стороны здания. Их площадь определяется в процессе проектирования, исходя из архитектурных и инженерных соображений. Солнечное тепло в летнее время будет направлено на подогрев грунта в месте установки грунтового теплообменника, а также на подогрев воды в бассейне и воды для полива растений. В зимнее время часть низкотемпературного тепла будет направлено на подогрев теплового насоса. Также предусматривается подогрев воздуха через систему вентиляции в зимнее время, и охлаждение в летнее время. Во время, когда тепловой насос будет нагревать воду, с другой стороны насоса в испарительном контуре (коллектор, находящийся в земле) будет охлаждаться грунт, повышая эффективность охлаждения в режиме «freecooling».

Предложенное решение

В каждом помещении дома на основе материнской платы Tibbo Project PCB (TPP) устанавливаются датчики (тиббиты) температуры/влажности. TPS будут передавать информацию с датчиков температуры на сервер под управлением программной платформы AggreGate. По умолчанию передача данных осуществляется по беспроводной технологии wifi. При желании, оборудование можно использовать и с проводным сетевым протоколом Ethernet на витой паре в связке с хабом, но это несколько удорожает сам проект. Исходя из полученных данных, AggreGate, будет сравнивать комфортный уровень температуры (в небольшом диапазоне, +24…+26 град.) с показаниями датчиков. Если температура окажется ниже или выше нормы, AggreGate даст команду Tibbo Project System, чтобы контроллер включил (кондиционер, ПВВСР, теплый пол т.д.) на обогрев или охлаждение помещения. По достижении требуемой температуры, оборудование нагрева будет отключено. Управление включением/выключением устройств охлаждения/нагрева, TPS управляет через реле.

Цель проекта в постоянном поддержании комфортной температуры в доме, при минимальных затратах энергоносителей. Поверхностный анализ и рассчеты показали, что платформа автоматизации Tibbo Project System легко может справиться с поставленной задачей.

Работа по интеграции и отладке будет выполняться последовательно: написание ТЗ, прорисовка схемы расположения оборудования для сбора данных и сервера, монтаж TPS + питание, установка сервера под управлением OS Windows или Linux и интеграция с AggreGate, настройка и тестирование. Управление оборудованием автоматизации будет осуществляться посредством протокола ModBus. На установку всего оборудования Tibbo, по предварительным расчетам потребуется около 3-4 рабочих дней. Завершить полное внедрение проекта планируется через 6-8 дней.

Достигнутые преимущества

Программное обеспечение AggreGate Network Manager показало высокую эффективность при сборе данных со всего дома в одной точке. Автоматизация управления климатом, позволила более эффективно использовать энергоресурсы и тем самым снизить расходы содержания дома. Срок окупаемости энергоэффективного дома около 5-6 лет, в дальнейшем будет нести в себе существенную экономию.

Далее приведены расходы на отопление обычного дома с энергопотреблением 150 кВт в час на/м.кв. в год и энергоэффективного дома с энергопотреблением 28 кВт в час на/м.кв. в год с одинаковыми площадями по 300 м.кв.,

ГодОбычный дом (руб.)Энергоэффективный дом с автоматизацией Tibbo (руб.)
2024864 000142 900
2019580 50096 440
2014202 50032 500
2009135 45022 250
200447 2507 670
*данные представлены с возможной динамикой роста стоимости тарифов на электроэнергию.

 

Заключение

Для проекта энергоэффективного дома компании «ИнтерСтрой», была разработана и внедрена программа по дополнительному снижению расходов на содержание жилого дома. Как показала практика, четкая постановка задачи, доскональное изучение вопроса и учитывание всех нюансов, является залогом успеха выполнения поставленной задачи.