e-gépész online szaklap

Középületek üzemeltetésének elemzése okos mérőkkel gyűjtött adatsorok alapján

| | |  1 | |

Középületek üzemeltetésének elemzése okos mérőkkel gyűjtött adatsorok alapján

Közintézmények esetén az épületek nem megfelelő üzemvitele igen jelentős energiapazarláshoz vezethet. A problémára hatékony megoldást jelenthetnek az okos mérőrendszerek, amennyiben azokhoz megfelelő épületmenedzsment társul. Cikkünkben példákon keresztül szeretnénk bemutatni olyan tipikus üzemeltetési hibákat, amelyeket okos mérők nélkül nehezen vagy egyáltalán nem vennének észre, pedig igen kis költséggel vagy költségmentesen ki lehetne küszöbölni azokat. Érintjük továbbá a fogyasztó oldali befolyásolás (Demand Side Management) témakörét is, amelynek célja a tudatos energiahasználat meghonosítása épületeinkben.

A cikk a Magyar Épületgépészet 2019/5. számában jelent meg, melynek tartalomjegyzéke itt letölthető.

Közintézmények esetén energetikai szempontból különös jelentőséggel bír a helyes üzemvitel. Ennek több oka van, amelyek közül kettőt emelnénk ki. Egyrészt középületeink energetikai szempontból „gazdátlanok”, senki sem érzi magáénak azokat, senki sem gondolja, hogy neki kellene bármit tenni a hatékonyabb használat érdekében. Másrészt ezek az épületek általában szakaszos használatúak: egy hivatalt csak hétköznap napközben használnak, éjjel és hétvégén elegendő lenne a takarékos üzemvitel, ami sajnos sokszor nem, vagy csak szuboptimálisan valósul meg.

Ennek egyik oka az említett érdektelenség, a másik pedig az, hogy nem is tudnak a problémáról. Ez utóbbi orvoslásának hatékony eszköze lehet az okos mérőrendszerek alkalmazása (lásd a borítóképen: 1. ábra. Távleolvasható villamos mérő egy kapcsolószekrényben elhelyezve).

Az okos mérés alatt jelen cikkben olyan mérőrendszert értünk, amely alkalmas gyakorlatilag bármilyen gyakoriságú, akár percenkénti adatrögzítésre, legyen szó villamos-, földgáz-, hő- vagy vízfogyasztásról, valamint képes az idősoros adatok szoftveres megjelenítésére a végfelhasználók által is könnyen értelmezhető diagramok formájában. Természetesen percenkénti adatrögzítésre ritkán van szükség, a gyakorlatban inkább negyedórás vagy órás adatrögzítés célszerű. Az ilyen gyakoriságú adatgyűjtés legnagyobb előnye, hogy lehetővé válik napi fogyasztási profilok meghatározása, többek között az üzemszüneti takarékos üzem monitorozása.

Megjegyezzük, hogy az okos mérés ennél többet is jelenthet: lehetővé tehet kétirányú kommunikációt a fogyasztásmérő és az energiaszolgáltató között, így akár azt is, hogy a szolgáltató hatást gyakoroljon a fogyasztás napi alakítására, például alacsonyabb tarifák megállapításával völgyidőszakokban. Ez azonban hazánkban egyelőre nem alkalmazott gyakorlat.

Tanszékünk több projektben is közreműködött, amelyek keretében okos mérőrendszerek által gyűjtött adatbázisok statisztikai feldolgozását végeztük. A 2019 májusában záruló TOGETHER nemzetközi projekt célja többek között a Budapest XII. Kerület Hegyvidéki Önkormányzat tulajdonában álló kilenc középület elemzése volt mintegy másfél éves időszakra kiterjedően. Egy másik, 2018. októberében kezdődött projekt („Energiafogyasztási és felhasználói profilok létrehozása jellegzetes épülettípusokra nagyméretű okos mérőkre épülő adatbázis alapján”) célja a KOM ZRt. által gondozott Okosmérés Mintaprojekt több ezer épületben elhelyezett mérőinek elemzése, amelyben a TOGETHER projektben kifejlesztett elemző módszereket alkalmazzuk egy sokkal nagyobb mintán. Ugyanezen projekt keretében folytatjuk a hegyvidéki épületek elemzését is.

A TOGETHER projektben vizsgált épületek között voltak óvodák, egy rajziskola, három irodaház, egy kulturális épület és egy sportlétesítmény. Szinte valamennyi épületben találtunk kisebb-nagyobb üzemeltetési hibát, ahol – költségmentesen vagy szinte költségmentesen – jelentős mennyiségű energiát lehetne megtakarítani. Végeztünk mind idősoros, mind statisztikai adatelemzéseket.

Egy jól üzemeltetett középületben az épületgépészet nélküli villamos fogyasztásnak a 2. ábra szerinti profilt kellene mutatnia. Ebben az óvodában az éjszakai és hétvégi villamos fogyasztás szinte nulla. Ennek oka, hogy itt a munkaidő végén mindig lekapcsolják a főkapcsolót, és a körök úgy vannak kialakítva, hogy csak azok a berendezések működjenek tovább, amelyeknek árt az éjszakai áramtalanítás (például hűtőszekrények).

 

2. ábra. Egy helyesen üzemeltetett óvoda heti villamos fogyasztása

Ezzel szemben a 3. ábrán, amely egy irodaépület villamos fogyasztását mutatja, az éjszakai és hétvégi fogyasztás igen magasnak tűnik, ráadásul meglepő a hajnali 3 órakor jelentkező lokális csúcs. Az ilyen fogyasztások lehetnek indokoltak, de könnyen lehet, hogy figyelmetlenségből adódnak. Ennek megállapítása további vizsgálatot igényel, lehet próbálkozni például zónánkénti áramtalanítással kombinált, rövid ideig tartó mérésekkel a pazarló fogyasztók lokalizálása érdekében.

3. ábra. Ebben az irodaépületben az éjszakai és hétvégi villamos fogyasztás negyede a hétköznapi nappali értéknek

Egy igen költséghatékony mérési mód a helyiséghőmérséklet mérés, amely talán még jobb a fűtési és hűtési üzem vizsgálatára, mint a jóval drágább hőfogyasztás- vagy gázmérés. A 4. ábrán egy kéthetes februári időszak mérési adatai láthatók, kiemelve a hétvégi időszakokat. Megfigyelhetők az éjszakai temperálási időszakok, viszont a hétvégék nem különböznek a hétköznapoktól, ami jelentős megtakarítási lehetőségre világít rá.

4. ábra. Kétheti hőmérséklet lefutás egy iskolaépületben, kiemelve a hétvégéket

Sokszor az épület üzemeltetői meg vannak győződve arról, hogy a termosztát be van programozva és az épület jól üzemel. Így történt ez abban az óvodában is, amelynek hőmérsékletlefutása a következő oldalon bemutatott 5. ábrán látható. A mérési adatokból azonban kiderült, hogy a termosztát valóban be van programozva, csak éppen fordítva, mint ahogy kellene: éjszaka és hétvégén történt a felfűtés, nappal pedig a temperálás. Ugyanebben az épületben panaszkodtak az óvónők, hogy sokszor nem működnek a radiátorok és nincs elég meleg, ugyanakkor a hétvégi mérés akár 28 fokos hőmérsékletet is regisztrált. Ilyen esetekben egy egyszerű átállítással 10-20% megtakarítás is elérhető lehet.

5. ábra. Fordítva beállított termosztát egy óvodában

Nemcsak az időbeni változások, hanem az abszolút hőmérsékletek is érdekesek lehetnek. A 6. ábrán látható, hogy a vizsgált irodaházban nem ment a hőmérséklet télen 24 fok alá, ami igen magas érték. Természetesen ilyenkor több helyen is mérni kell, lehet, hogy beszabályozatlan, vagy nem megfelelően méretezett, esetleg nem jól légtelenített fűtési rendszer a felelős ezért.

6. ábra. Az egyes napok átlagos belső hőmérsékletei napi és éjszakai bontásban (irodaház)

A matematikai statisztika eszközeivel további tanulságos vizsgálatok végezhetők. Érdemes megvizsgálni például, milyen egy tipikus napi fogyasztási profil, illetve, hogy van-e szignifikáns eltérés a hét napjai, illetve az év hónapjai között. Az irodaházban végzett elemzéseink alapján például kimutattuk, hogy a villamos fogyasztási profilok tekintetében szignifikáns eltérés mutatkozik a hétfő, a péntek, a hétvége és a kedd-csütörtöki napok között, de a kedd, szerda és a csütörtök azonos lefutást mutat (7. ábra). Érdemes továbbá összevetni a fogyasztási profilt az épületben jelenlevők számával (8. ábra).

7. ábra. A kedd-csütörtöki átlagos villamos fogyasztási profil egy-egy véletlenszerűen kiválasztott nap mérési adataival összevetve (irodaház)

8. ábra. A fogyasztási profilok és az épület kihasználtsága (irodaház)

A hőfogyasztásokat a külső meteorológiai tényezők, például a hőmérséklet függvényében is érdemes lehet vizsgálni. Az irodaépületben például azt tapasztaltuk, hogy bár az épületben volt központi fűtés is, a központi VRF-rendszer nem csak nyáron, és a hűvösebb átmeneti időszakban (amikor még a központi fűtés nem indult be és sokan ezért klímaberendezéssel fűtöttek), hanem sokszor télen is működött (lásd a 9. ábrát). Nyilván voltak olyanok, akiknek nem volt elég a központi fűtés és továbbra is ráfűtöttek a klímaberendezéssel.  Valószínűleg lényegesen takarékosabb lenne egyszerű helyi villamos hőlégfúvókat adni azoknak a dolgozóknak, akik a központi fűtés mellett fáznak.

 

9. ábra. A klímarendszer napi fogyasztásának és a napi középhőmérsékletek kapcsolata (irodaház)

Összefoglalás

Cikkükben igyekeztünk rávilágítani az okos mérők alkalmazásában rejlő lehetőségekre, illetve a kapcsolódó energiamegtakarítási potenciálra. Azonban nem elegendő a mérés maga, az adatokat ki is kell elemezni. Sőt, ez sem elég, meg kell tenni a szükséges lépéseket a hatékonyabb épületmenedzsment kialakítása érdekében. Kell, hogy legyen egy felelős, aki figyeli a fogyasztást és megteszi a szükséges lépéseket: beállíttatja a termosztátot, megszervezi a szükséges átalakításokat, felhívja az épülethasználók figyelmét, hogy mit kellene másképp tenniük.

A TOGETHER projekt erre fektetett nagy hangsúlyt, fő célja a fogyasztói magatartást befolyásoló eszköztár széles körű alkalmazása volt. Ezt a területet az angolszász szaknyelv a Demand Side Management (DSM) elnevezéssel illeti, és egyre nagyobb jelentőséggel bír a gyakorlatban.

Köszönetnyilvánítás

A TOGETHER projekt az Interreg Central Europe program keretében, a Magyar Kormány társfinanszírozásával valósult meg. Az „Energiafogyasztási és felhasználói profilok létrehozása jellegzetes épülettípusokra nagyméretű okos mérőkre épülő adatbázis alapján” elnevezésű, K 128199 számú projekt a Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból biztosított támogatással, a K_18 pályázati program finanszírozásában valósul meg.

Magyar Épületgépészet

Hozzászólás

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.


Macskássy Péter | 2019. jún. 19.

Érdekes cikk, szeretném azonban megjegyezni és tájékoztatni az olvasókat, hogy társaságunk a Comptech Kft. hosszú évek óta foglalkozik az okos méréshez kapcsolód technológiákkal és informatikai eljárásokkal. Ezzel kapcsolatos pl. a XVIII. Távhőszolgáltatási Szakmai Napokon ( 2018. november 6-7., Eger) kollégánk: Fekete Balázs előadása a READy rendszerről. Az előadás videója pedig itt megnézhető: További infó elérhető honlapunkon: www.multical.hu

Facebook-hozzászólásmodul