Właściciele budynków szukają rozwiązań, które pozwolą im zmniejszyć ilość zużywanej energii. Dzięki odpowiedniej optymalizacji systemów HVAC w budynkach stawki kosztów stałych eksploatacji budynków mogą być niższe. Jak je uzyskać?
Z artykułu dowiesz się:
- Czym jest branża HVAC?
- Jakie rozwiązania są stosowane w branży HVAC w celu optymalizacji zużycia energii?
- Jak branża HVAC pozwala na inteligentne zarządzanie i monitorowanie zużycia energii?
- Jakie oszczędności energii mogą osiągnąć użytkownicy dzięki automatyzacji i inteligentnemu zarządzaniu?
Systemy HVAC (ang. heating, ventilation, air conditioning) to grupa zintegrowanych urządzeń, których rolą jest ogrzewanie, klimatyzowanie i wentylowanie pomieszczeń. Pełnią ważną funkcję dla efektywności energetycznej budynków. Każda z tych instalacji może być włączona do systemu sterowania budynkiem, który można zoptymalizować tak, by pozwalał oszczędzać energię.
Optymalizacja poszczególnych instalacji HVAC
W przypadku ogrzewania (symbolizowanego w skrócie HVAC przez H) optymalizacja polega przede wszystkim na zmniejszaniu strat ciepła. Pierwszą rzeczą, jaką można zrobić w tym celu, jest racjonalizacja zużycia np. poprzez zmianę harmonogramów pracy centrali czy zmianę setpointów, czyli ustawienia temperatury, które wskazuje, do jakiej wartości system ma ją podnieść. W zmniejszaniu strat ciepła pomóc może także zmiana temperatury wody użytkowej. Gdy nie będzie niepotrzebnie podnoszona, nie będzie emitować zbędnego ciepła i np. ogrzewać pomieszczeń, które tego nie potrzebują. Jeszcze innym sposobem jest zmiana mocy zamówionej u dostawcy – węzły cieplne bywają przewymiarowane, co powoduje niepotrzebne generowanie ciepła. W optymalizacji działania całego układu grzania pomaga wprowadzenie inteligentnych systemów sterowania, które monitorują warunki wewnętrzne i zewnętrzne.
Optymalizacja bardzo skutecznie działa też w przypadku wentylacji (V) i niepotrzebnie produkowanego powietrza. Powietrze wpuszczane do i nawiewane i wciągane do i z budynku może być regulowane w samej centrali wentylacji, poprzez ustawienie określonej wartości przepływu powietrza, jaką chcemy uzyskać. Jeśli system wentylacyjny działa na pełnych obrotach niezależnie od rzeczywistych potrzeb, energia zużywana na podgrzewanie lub schładzanie oraz nawilżanie powietrza jest marnowana. Precyzyjne dostosowanie ilości powietrza do potrzeb budynku pozwala na efektywniejsze zarządzanie zużyciem energii, co bezpośrednio przekłada się na niższe koszty eksploatacji. Jednym z nowoczesnych sposobów regulacji jest sterowanie wartością ciśnienia w szachcie wentylacyjnym.
W przypadku instalacji klimatyzacyjnych (AC) optymalizacja polega na dbaniu, aby układ budynkowy, który służy do chłodzenia, był jak najbardziej wysokotemperaturowy (temperatura wody zasilającej układ powinna mieć od 14 do 19-20 st. C). Im bliżej temperatury zewnętrznej, tym lepsze działanie systemu i mniejsze zużycie energii. Dobrze sprawdza się tutaj również freecooling – proces polegający na wykorzystaniu powietrza zewnętrznego o odpowiedniej temperaturze (zamiast kompresora czy sprężarki) do uzyskania właściwej temperatury powietrza w pomieszczeniu lub schłodzenia cieczy w układzie klimatyzacyjnym. To rozwiązanie pozwala na wykorzystanie wysokotemperaturowych systemów chłodzenia, np. termoaktywnych stropów czy belek chłodniczych.
W optymalizowaniu pracy instalacji klimatyzacyjnych dobrze sprawdza się również zastosowanie urządzeń sieciowo połączonych, np. klimatyzacji na żądanie. Odpowiednio zaprogramowane potrafią same komunikować się ze sobą i ustalać optymalne parametry działania. Analizując dane z innych instalacji mogą dostosowywać warunki wewnętrzne tak, by nie tylko poprawić komfort osób przebywających w pomieszczeniach, ale także zminimalizować zużycie energii, a w rezultacie prowadzić do oszczędności finansowych.
Inteligentne zarządzanie zmniejsza zużycie energii
Nowoczesne zarządzanie instalacjami HVAC pozwala na monitorowanie zużycia energii, dostosowując jednocześnie parametry systemu w czasie rzeczywistym. Inteligentne systemy monitorują pracę urządzeń za pomocą sieci czujników, które zbierają dane o temperaturze, wilgotności, jakości powietrza, a także liczbie osób w pomieszczeniach. Na podstawie tych informacji system dostosowuje ustawienia ogrzewania, chłodzenia oraz wentylacji, minimalizując w ten sposób zużycie energii.
Algorytm prognozowania zużycia energii przewiduje zapotrzebowanie na podstawie analizy danych przeszłych i bieżących, a to umożliwia lepsze planowanie i optymalizację pracy systemu. Dzięki funkcjom takim jak dynamiczna regulacja temperatury i wentylacji możliwe jest dostosowanie pracy urządzeń w zależności od aktualnych potrzeb. Przykładem może być tu automatyczne zwiększenie wentylacji w momencie, gdy czujniki wykryją podwyższony poziom dwutlenku węgla np. w sali konferencyjnej lub obniżenie temperatury w nieużywanych pomieszczeniach. Takie działanie prowadzi do oszczędności energii, a jednocześnie zwiększenia komfort użytkowników budynku.
W przypadku systemów, które muszą być obsługiwane przez operatora, coraz częściej pojawia się opcja zdalnego zarządzania. Umożliwia ona kontrolę nad systemem z dowolnego miejsca, a to pozwala na szybką reakcję na zmiany warunków i zapobiega nadmiernemu zużyciu energii.

Stabilizacja kosztów to oszczędności
W przypadku optymalizacji działania systemów HVAC oszczędności nie zawsze są widoczne gołym okiem. Aby je wygenerować, potrzeba dobrze zoptymalizowanego systemu inteligentnego zarządzania w budynku i poszczególnych instalacji. Prognozowanie zużycia energii i zdalne zarządzanie systemami pozwalają na uniknięcie niepotrzebnych przestojów czy nagłych wzrostów zużycia energii, a to stabilizuje koszty operacyjne, które przekładają się na oszczędności. Dla właścicieli domów czy mieszkań optymalizacja nawet jednego systemu może już spowodować niższe rachunki za prąd. Inaczej bywa w przypadku właścicieli dużych obiektów.
– Wspomniane oszczędności dobrze widać na przykładzie właścicieli powierzchni użytkowych, którzy wynajmują swoje lokale np. na biura. Potencjalny użytkownik nie jest w stanie włączyć czy wyłączyć wentylacji. Najemcy często nie patrzą też na poziom zużycia energii, ale jedynie na własny komfort, dlatego warto dobrze zoptymalizować systemy, aby same dbały o niskie zużycie energii, co przełoży się na niższe koszty utrzymania lokalu – informuje Paweł Ryszewski z Energy Air.
Optymalizacja systemów HVAC to duży krok w kierunku oszczędności i zrównoważonego zarządzania energią. To nie tylko technologia, ale świadoma decyzja o efektywniejszym wykorzystaniu zasobów. Przynosi nie tylko korzyści finansowe, ale przede wszystkim jest inwestycją w przyszłość – bardziej zrównoważoną, efektywną i świadomą energetycznie.