Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Rozúčtování nákladů na větrání v systémech VAV / CAV

Řízené větrání se dnes nasazuje v čím dál větší míře nejen do rezidenčních budov, ale i do komerčních objektů. Ve větších budovách s řízeným větráním, které sdílí více nájemníků, vzniká otázka, jak spravedlivě rozúčtovávat náklady na úpravu a distribuci vzduchu centrální vzduchotechnikou a zónovými regulátory VAV nebo CAV.

Rozúčtování nákladů na topení pomocí poměrových indikátorů (rozdělovačů topných nákladů, RTN) již má svou historii a jednotlivé principy a algoritmy si našly své příznivce a odpůrce, zatímco u nákladů na větrání se rozpočítávání zatím řešilo paušálně. Vlaštovkou v tomto ohledu jsou bytové jednotky v domě Odborů 2, kde byl instalován systém měření a regulace s poměrovými odečty spotřeby energie na větrání bytů. Veškeré níže popsané funkce byly přidány jako další bloky ve volně programovatelném řídicím systému Domat, takže systém měření a regulace nevyžadoval žádné hardwarové ani softwarové komponenty navíc.

Budova je vybavena centrální klimatizační jednotkou pro 20 bytů, situovanou v 1. PP. Tuto VZT jednotku, ale zároveň další VZT pro nebytové prostory, zásobuje teplem a chladem tepelné čerpadlo (TČ) Bluebox MU ECOS A o max. příkonu 8 kW, max. topném výkonu 30 kW a max. chladicím výkonu 27 kW. Kromě dvoutrubkového výměníku pro ohřev a chlazení je VZT jednotka osazena plynule regulovatelným el. dohřevem a obtokovým rekuperátorem. Ventilátory jsou řízeny frekvenčními měniči (FM) podle tlaku v potrubí, aby byly zaručeny konstantní tlakové podmínky v potrubí i při různém počtu větraných bytů.

Obr. 2 – Dům v ulici Odborů 2
Obr. 2 – Dům v ulici Odborů 2

Každý byt má dvě nezávisle ovládané klapky: na přívodu čerstvého vzduchu z VZT a na odtahu z bytu (WC, koupelna). Investor požadoval dva režimy větrání:

  • výměna vzduchu, kdy jsou otevřeny obě klapky a bilance je vyrovnaná
  • odsávání, kdy je otevřena pouze odtahová klapka a odtahovaný vzduch je kompenzován infiltrací.

Klapky jsou ovládány elektricky, tlačítky, umístěnými v každém bytě. Tlačítko v obytných prostorách otevírá přívod i odtah, tlačítko v koupelně otevírá pouze odtahovou klapku. Základní potřeba tepla v bytech je pokryta radiátorovým topením s termostatickými hlavicemi. Vzduchotechnika slouží jen pro provětrávání, nemá za úkol řešit tepelnou bilanci bytů.

Obr. 1 – Zjednodušené schéma vzduchotechniky a zapojení měřičů
Obr. 1 – Zjednodušené schéma vzduchotechniky a zapojení měřičů

Spotřeba zdrojové části je měřena šesti měřiči energie:

  1. Elektroměr pro tepelné čerpadlo
  2. Kalorimetr pro teplo a chlad VZT byty
  3. Kalorimetr pro teplo a chlad VZT nebytové prostory
  4. Elektroměr pro FM odtahového ventilátoru VZT byty
  5. Elektroměr pro FM přívodního ventilátoru VZT byty
  6. Elektroměr pro elektrodohřev přívodu VZT byty

Aby rozpočítání spotřeby bylo co nejobjektivnější, investor se rozhodl sumarizovat okamžitý příkon systému a ten podělit počtem aktuálně aktivních bytů. Takto vzniklý příkon, připadající na jeden aktivní byt, je integrován v čase. Tím se získá poměrná energie, připadající na jeden byt. Celková fakturovaná spotřeba energie (elektřina pro ventilátory, dohřev a TČ) na větrání bytu se podělí podle poměrných energií. Ve skutečnosti bude rozúčtovací algoritmus poněkud složitější, část celkové spotřeby bude účtována paušálně, podobně jako je tomu u RTN, kde se podle údajů z RTN rozpočítává jen 60 % spotřeby, přičemž zbylých 40 % se dělí podle vytápěné podlahové plochy.

Protože TČ může zásobovat jednu nebo obě VZT jednotky a my potřebujeme znát spotřebu pouze pro VZT byty, rozpočítáme příkon el. energie pro TČ v poměru příkonů protékajících kalorimetry pro VZT byty a VZT nebytové prostory. Další náklady se realizují ve spotřebě energie pro přívodní ventilátor, cirkulační čerpadlo registru a elektrický dohřev (ten je měřen zvlášť). Součet příkonů části TČ, ventilátoru na přívodu, čerpadla a el. dohřevu bereme jako celkový příkon pro přívod a dohřev či dochlazování vzduchu pro byty.

Tento příkon se dělí počtem otevřených přívodních klapek. (Pokud jsou všechny klapky zavřené, VZT je odstavena a algoritmus není funkční.) Příkon připadající na jednu klapku se integruje s rozlišením 1 s, tj. každou vteřinu se do kumulované proměnné přičte poměrná část (okamžitého) příkonu připadající na jednu klapku. Tato proměnná obsahuje „klapkowattovteřiny“, použité k rozúčtování, ne k přímé fakturaci. Interval ukládání naměřených hodnot je 1 h. Jelikož klapky jsou dvoupolohové a při aktivním větrání má byt konstantní průtok vzduchu, není nutné při rozpočítávání uvažovat míru otevření klapky, resp. množství přiváděného vzduchu. To by bylo téma v systémech VAV a algoritmus by musel být mírně upraven.

Pro odtah platí v principu totéž, jen jako okamžitý příkon se bere pouze příkon odtahového ventilátoru. Předpokládáme tedy, že otevřená odtahová klapka v bytě, kde je pouze odtah, má stejné nároky na část příkonu odtahového ventilátoru, jako otevřená odtahová klapka v bytě, kde je zároveň otevřena i klapka přívodní.

Investor tedy má dvě řady hodnot pro každý byt, jednu týkající se přívodu, druhou týkající se odtahu. Tyto dvě hodnoty se dále sčítají a prezentují jako jedna společná – celková poměrná spotřeba energie na ventilaci. Hodnoty jsou k dispozici na portálu ContPort jako kumulované i diferenční za libovolné období, typicky za období fakturační (1 měsíc).

ContPort je aplikace pro energetickou analýzu a správu budov a průmyslových zařízení. Skládá se ze tří hlavních modulů:

Obr. 3 – Snímek obrazovky portálu ContPort
Obr. 3 – Snímek obrazovky portálu ContPort

Modul pro sběr online dat, který shromažďuje data z technologií buď přes vizualizaci, nebo přímo z řídicích podstanic. Hodnoty se zobrazují na portálu na straně s přehledem a ukládají se v databázi. Tato data ukazují, jak efektivní je provoz zařízení: zobrazují se spotřeby jednotlivých částí, hodnoty okolního prostředí (oslunění, venkovní teplota, rychlost větru atd.), procesní hodnoty (teploty, průtoky…) a spotřeby energií (elektřina, plyn, teplo, voda). Hodnoty jsou prezentovány na manažerské úrovni a používají se pro přehledy a dlouhodobé plánování.

Modul pro reporting a ekonomické vyhodnocení pracuje s daty, získanými v předchozím modulu, nebo importovaných do systému z dalších zdrojů (jako např. automatický import meteodat z Internetu nebo souboru *.csv). Je možné tvořit různé typy sestav, od jednoduchých, jako je přehled provozních nákladů zařízení za určité období, po složitější vzájemné porovnávání podobných zařízení (benchmarking) v různých lokalitách, vztažené na měrné jednotky (m2, kWp, roky). Sestavy mohou být generovány automaticky a zasílány příjemcům e-mailem.

Servisní help desk a správa poskytují kompletní archivaci technické i obchodní dokumentace a průběhu záručních, pozáručních i preventivních prohlídek a zásahů. V systému jsou uloženy příslušné dokumenty, nutné pro bezpečný a hospodárný provoz budov a technologických celků: projektová dokumentace, servisní a provozní smlouvy, revize atd. Průběh servisního zásahu začíná nahlášením problému – buď ručně přes webové rozhraní, nebo automaticky, tedy na základě alarmu z řídicího a monitorovacího systému. Servisní událost je pak zpracována, uzavřena a fakturována. Preventivní prohlídky jsou plánovány předem a jejich servisní tickety jsou generovány automaticky. Součástí tohoto modulu je též správa skladu náhradních dílů. Tento modul zatím není pro akci Odborů 2 využíván.

ContPort byl navržen pro servisní a správcovské firmy a pro investory spravující více technologií, tedy pro uživatele, kteří chtějí mít souhrnný přehled o nákladech a účinnosti. Servisní firmy využívají především aplikační část, zatímco jejich subdodavatelé do systému přistupují přes webový portál ContPort na adrese www.contport.com. Spojení s portálem je šifrované a přístup k datům je omezen podle úrovní uživatelů a jejich práv.

Domat Control System s.r.o.
logo Domat Control System s.r.o.

Domat Control System s.r.o. patří k evropské špičce dodavatelů řídicích systémů a regulací pro inteligentní budovy, průmysl a energetiku. Cílem této ryze české společnosti je vyvíjet, vyrábět a dodávat řídící systémy v mezinárodním měřítku. Domat Control ...