В рамках работы над проектом «Автоматизация и Диспетчеризация Инженерных систем на объекте «Миниэкоферма» 12 февраля 2016 года состоялось посещение сотрудниками компании офиса компании Buderus, входящего в корпорацию Bosch и расположенного по адресу: Московская область, город Химки, Вашутинское шоссе дом 24 учебный центр «Bosch Термотехника».
На встрече, со стороны нашей компании, присутствовали: Иванов Виктор, Олег Гурков, Алексей Федюнин и Лусине Саарян.
Основными целями встречи со стороны нашей компании было выяснение следующих вопросов:
1. Поиск решения по организации на объекте индивидуального теплового пункта, обеспечивающего систему отопления и систему горячего водоснабжения, который бы соответствовал следующим требованиям:
2. Возможность автоматизации и диспетчеризации процесса.
Прежде всего, с Игорем Куклиным, руководителем Центра Обучения Buderus, мы рассмотрели вопросы диспетчеризации. Здесь ситуация оказалось не однозначной.
Дело в том, что в приоритете заказчик, в качестве индивидуального теплового пункта, рассматривает тепловой насос, использующий геотермальные воды под земной поверхностью. Так вот, и компания Buderus и, как утверждает Игорь Куклин, не предоставляют возможности подключения шины автоматизации котла к внешним системам диспетчеризации, что усложняет нашу задачу: создание единой системы мониторинга и диспетчеризации всех инженерных систем на объекте и создание аналитического аппарата, который сможет вырабатывать наиболее энергосберегающие и эффективные алгоритмы работы этих систем.
Итак, Игорь довел, что подключится к шине котла у нас не получится в любом случае, т.к. никаких шлюзов сейчас не выпускается (хотя раньше был шлюз на LonWorks, но по неизвестным причинам компания прекратила предоставление). Автоматика котла или насоса работает по собственной шине EMS.
Далее сотрудники компании объяснили Игорю нашу задачу: тепловой насос, гелиоколлектора и дополнительный газовый котел – приблизительно так должна выглядеть схема работы теплового узла. Игорь ответил, что нет никаких проблем, что все эти вещи можно связать в одно целое, и завязать на автоматику Buderus. Но максимум что мы сможем взять из этой автоматики – это сигнал о неисправности на уровне сухого контакта. Это не совсем нас устраивает, т.к., мы должны иметь представление о тех процессах, которые протекают в котле в то или иное время, чтобы анализировать эти процессы.
Если мы хотим полностью диспетчеризировать весь процесс отопления, то можно рассмотреть вариант блочной теплоэлектростанции, у которой есть возможность создания общей системы диспетчеризации. Проблема только в том, что минимальная мощность данных станции от 50 кВт, а мощность нашего решения должна быть в пределах 25 кВт.
Далее перешли к вопросам солнечных коллекторов. Нам рассказали, что в наших условиях лучше использовать вентилируемый плоский коллектор, как наиболее зарекомендовавший себя. Вакуумные трубки в случае попадания на них снега очень долго оттаивают. Кроме того, вакуум в трубке – это очень смутное заявление. В нашем климате герметичность трубок быстро нарушается, и они перестают работать. В случае использования дорогих вакуумных коллекторов наличие вакуума контролируется специальным напылением, которое белеет на воздухе. Но в случае дешевых коллекторов никакого напыления нет, и по факту и вакуума в них тоже нет. В среднем раз в год трубки необходимо менять, что достаточно дорого и хлопотно.
Коллектора необходимо подбирать с тем учетом, что бы они обеспечивали 40-60% необходимой тепловой мощности. В связи с тем, что летом они могут перегреваться, то в систему ставится расширительный бак. Данный бак тоже необходимо подбирать в зависимости от длины труб и соответственно в зависимости от количества пара, который может образоваться в системе. Количество коллекторов и угол их наклона должен подбираться в зависимости от потребностей объекта и жизнедеятельностью клиента.
Обсудили проблемы, связанные с тепловым насосом и коллекторами.
Большая часть стоимости теплового насоса приходится на трубы, зарытые в почве. Есть два варианта – когда трубы по принципу теплого пола укладываются в почву на глубине чуть больше глубины промерзания, и вариант с углублением труб в почву вплоть до грунтовых вод. Выбрать наиболее приемлемый способ можно будет только поняв геологию под объектом. Ее необходимо заказать, чтобы знать влагосодержание в почве, глубину грунтовых вод, направление их течения. В случае использования грунтовых вод (есть вариант, когда закапываются две трубы - одна выше по течению, одна ниже и вода через одну забирается, а через вторую сбрасывается) необходима дорогостоящая лицензия на использование этих вод.
Так же, как более бюджетное решение, можно, вместо теплового насоса использовать мини-ТЭЦ. Данная установка работает на газу, и выдает одновременно и тепло и электроэнергию. Проблема лишь в том, что регулировать можно только необходимое количество электроэнергии, а тепловая будет генерироваться в зависимости от потребления электроэнергии. Но есть решения, которые могут из тепловой энергии генерировать холод для таких помещений объекта, как холодильная камера, что для нашего объекта актуально. В Bosch-Buderus есть два варианта таких станций – 19-25 кВт и более 50кВт. Проблема ТЭС мощностью менее 50кВт в том, что она не может работать, если на нее не подается питающее напряжение.
По итогам встречи было решено разработать несколько конкретных вариантов реализации индивидуального теплового пункта (геотермальный, ТЭЦ и др.), произвести анализ их эффективности, стоимости и представить их заказчику на утверждение.
