Odhaľme potenciál ďalších úspor energie v budovách

Spôsob práce a obživy dnes núti ľudí sťahovať sa do miest, pričom najväčšiu časť dňa trávia v budovách. Či už je to v práci alebo doma. Urbanizácia je tak jedným z megatrendov našej doby.

Predpokladá sa, že do roku 2050 bude v mestách žiť až 68 % svetovej populácie. Dôsledkom je výstavba ďalších budov, ktoré prílev nového obyvateľstva a pracovnej sily pojmú. Stavby, ktoré kúria, svietia, vetrajú, klimatizujú pre naše pracovné i životné pohodlie, zvyšujú spotrebu vody i energie, rastú emisie skleníkových plynov. Ak vezmeme do úvahy, že len budovy sú zodpovedné za viac než 30% celosvetovej spotreby energie – je najvyšší čas prehodnotiť a premyslieť celý systém ich údržby a správy. Od základu. Spôsob, ako ich navrhujeme, prevádzkujeme, aké technológie v nich využívame a či sa v nich nedá optimalizovať ešte viac spotreba vody a energie. A to nielen pre najnovšie usmernenia a výzvy Európskej únie o nulovej energetickej spotrebe nových budov.

Spotreba energie i vody v budove nie je nikdy rovnaká

Na to, aby sme si zdokonalili životné podmienky, vývojári už vymysleli mnohé sofistikované riešenia. Na kontrolu teploty, vlhkosti, prúdenia čerstvého vzduchu… Tieto systémy dnes v budovách spotrebúvajú v priemere 50% energie budov. Ďalšie 2-5% idú vo veľkých komerčných budovách na vrub zariadení, ako sú eskalátory, výťahy… Zdokonaľovanie energetickej efektívnosti týchto systémov je preto kľúčové. Hoci nielen ich technologickej úrovne, ale dnes najmä spôsobu vzájomnej interoperability jednotlivých systémových prvkov a rýchleho prispôsobenia sa aktuálnym podmienkam. Spotreba energie i vody v budove nie je nikdy rovnaká. Závisí od obsadenia budovy, časti dňa, počasia… Moderné budovy musia byť flexibilné a schopné pomerne rýchlo reagovať na zmeny. Vnútorná teplota musí sledovať zmeny vo vonkajšom prostredí. Teplotné rozdiely v rôznych teplotných pásmach a ročných obdobiach môžu byť aj 50°C a denné presahovať 20°C. Deň, noc, slnečno, zamračené, či veterno – to všetko môže ovplyvniť vnútorné prostredie budovy. Systém tiež nebude svietiť v miestnostiach, v ktorých nik nie je, zníži ventiláciu vzduchu i vykurovanie cez víkendy, večer alebo dokonca aj počas obedových prestávok. Stiahne žalúzie, ak na okná pečie slnko, alebo opačne. Prispôsobením sa aktuálnym potrebám spotrebuje systém menej energie a z finančného hľadiska je automatizácia a prijatie nového spôsobu myslenia a riadenia určite prínosom.

Na jednej strane sú to senzory a detektory pohybu, ktoré dávajú systému vstupné informácie a pomáhajú systému riadenia budovy (BMS) zodpovedajúcim spôsobom reagovať. Ak však chceme dosiahnuť skutočne maximum, je potrebné pozrieť sa aj na prevádzkové náklady samotných zariadení v systéme. V starších budovách zvyknú mať najmä vzduchotechnické ventilátory (HVAC) a vodné čerpadlá jednorýchlostné motory s ventilmi a škrtiacimi klapkami na reguláciu. S nimi bude systém len ťažko flexibilne reagovať, keď môžu bežať len „na plný plyn“. Lepšou alternatívou regulácie motorov, a určite aj efektívnejšou, by bolo využitie pohonov s premenlivými otáčkami. S nimi by mohli motory bežať presne takou rýchlosťou, ako potrebuje tá ktorá aplikácia. Navyše i podľa aktuálneho zaťaženia budovy. Táto technológia opäť znižuje spotrebu energie a náklady tým, že sa prispôsobuje skutočným energetickým potrebám motora a budovy. V porovnaní s tradičnými metódami regulácie prostredníctvom klapiek alebo ventilov môžu pohony s premenlivými otáčkami ušetriť energiu v priemere o 20 až 60 %. A to sme len pri systémoch riadenia a pohonoch s premenlivými otáčkami. Čo tak pozrieť sa aj na motory? Sú predsa tiež súčasťou systému a treba brať do úvahy aj ich efektívnosť. Ak ide o staršie motory IE3, upgrade na účinnejší synchrónny reluktančný motor IE5 by mohol znížiť straty až o 40 %.

Keď sa teda začneme zaoberať rôznymi spôsobmi využívania a potreby energií v budovách, môžeme rýchlo nájsť jednotlivé oblasti, ktoré by sa dali zlepšiť. Vždy je dôležité pozrieť sa na väčší obraz a brať do úvahy vzájomnú závislosť energetických systémov v budove. Keď sa na systém pozrieme ako na celok v celej jeho komplexnosti, je možné dosiahnuť väčšie úspory efektívnosti.

Využime energiu pohybu výťahov

Priestor na zlepšenie možno hľadať i pri výťahových systémoch. Hoci sa tu už využívajú vysoko účinné motory, predsa len zaradením najnovšej technológie AFE – rekuperačného (regeneratívneho) brzdenia by umožnilo budove obnoviť elektrickú energiu vždy, keď výťah klesá a zastaví sa. Pohony so zabudovanou rekuperačnou jednotkou môžu spúšťať motory výťahov ako generátory počas brzdenia a dodávať energiu späť do siete alebo akumulátora na neskoršie použitie, napríklad na zdvíhanie osôb pri stúpaní výťahu alebo v iných technologických procesoch, ako je HVAC. To opäť znižuje celkovú spotrebu energie.

Dokonca aj kvalita napájania v budove je dôležitá. Ak je v napájacom zdroji budovy vysoká úroveň harmonických, môže to poškodiť zariadenie a znížiť účinnosť (efektívnosť). Technológia, ako sú pohony ABB s ultranízkymi harmonickými, môže chrániť ostatné neregulované motory pred harmonickým rušením a zlepšiť celkovú účinnosť (efektívnosť) systému.

Efektívnejšie nakladanie so zdrojmi prináša jednoznačne digitalizácia. Vzájomné prepojenie prístrojov, zariadení, budovy s informáciami z vonkajšieho prostredia umožní prediktívny manažment potrieb vykurovania a chladenia podľa predpovede počasia, alebo aj inteligentnú správu nabíjacích staníc pre elektromobily na parkovisku na základe údajov o prevádzke.

Rýchla návratnosť

Pre majiteľov budov väčšina nákladov budovy pochádza z jej prevádzky. A hoci investícia do energeticky účinných technológií stojí peniaze, ušetrená energia a náklady sa môžu vrátiť do roka alebo dvoch. Energeticky efektívnejšie budovy nie sú len šetrné k životnému prostrediu, ale je to lepšie aj pre váš konečný výsledok.

Kategórie and Tagy
O autorovi

Mario Pastierovič

Vedúci oddelenia Motory a pohony
Komentovať článok