Автоматизация школьного здания

Американская средняя школа получила приз за эффективное использование энергоресурсов

Кэролайн Кадье
менеджер по маркетингу
Distech Controls, Inc.

Анализ ситуации

Средняя школа Connolly, расположенная в городе Темпи (Tempe), штат Аризона (США), выиграла Приз губернатора штата за эффективное использование энергии в 2005 году. Эти престижные награды ежегодно вручаются государственным учреждениям, в которых наблюдается максимальная оптимизация использования энергоресурсов за счет внедрения инновационных решений, которые не только экономят энергию, но и увеличивают комфортабельность помещений этих учреждений. Награда, полученная Средней школой Connolly, была присуждена благодаря установке в ней системы easyCONTROLS™ компании Distech Controls, Inc, выполненной фирмой Source Refrigeration & HVAC, Inc.

Ситуация

Здание школы Connolly, было построена в 1972 году и является типичным примером школ того периода, которые испытывают трудности в области управления устаревшим механическим оборудованием. Ситуация усугублялась необходимостью его ремонта и наличием дополнительного оборудования, установленного позднее. В Средней школе Connolly не обеспечивались уровень комфортности и качество воздуха, необходимые для учебных заведений, и не выполнялись требования по эффективности энергопотребления, предъявляемые к современным зданиям в США.

Средняя школа Connolly состоит из шести отдельных зданий, в которых находятся помещения общей площадью 184 034 квадратных футов (около 17 115 кв.м), оборудованные системами кондиционирования воздуха. Каждое здание было оснащено своими собственными отдельными механическими системами, в том числе приточными установками и чиллерами (с переменным расходом воздуха). Все вентиляционные системы были снабжены электрическими секциями подогрева. Системы управления включали в себя несколько пневматических и независимых систем с прямым цифровым управлением (DDC). Из-за отсутствия какого либо централизованного управления и мониторинга устаревшие системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха работали неэффективно, что приводило к появлению большого числа жалоб на недостаточный уровень комфорта в помещениях.

Для упрощения и ускорения всего процесса и для обеспечения нахождения школой решения, которое бы соответствовало ее потребностям и имеющемуся бюджету, администрация школы приняла решение о проведении конкурса проектов для нескольких компаний, специализирующихся на системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Это позволило провести быструю и качественную оценку имеющихся потребностей школы. В результате было получено несколько детальных предложений, которые позволили администрации школы сделать оптимальный выбор компании-производителя работ и используемой системы автоматизации.

Решение

Администрация школы выбрала предложение от фирмы Source Refrigeration & HVAC, Inc., дилера открытых систем управления производства компании Distech Controls, Inc. Предложенное ею решение фокусировалось преимущественно на вопросах подготовки качества внутреннего воздуха и системах управления, таким образом это позволило достичь максимального улучшения комфортности в помещениях школы, а также уменьшить общее потребление энергии. Оценка состояния центральных охладителей, градирен и насосных систем показала, что они находятся в хорошем техническом состоянии и работают достаточно эффективно. В результате фирма Source Refrigeration & HVAC, Inc. предложила произвести модификацию существующих систем, которая включала в себя замену всех воздушных систем, включая:
- Установку 60-ти VAV-блоков систем с переменным потоком воздуха.
- Установку рекуператора тепла для утилизации теплоты вытяжного воздуха.
- Ремонт и очистку вентиляционных установок, установок для кондиционирования воздуха и воздуховодов.
- Замену и ремонт клапанов.
- Установку преобразователей частоты на всех основных приточные установки.
- Установку системы автоматизации зданий на базе решения easyCONTROLS LONWORKS® от компании Distech Controls, Inc., включающей в себя 650 контрольных точек и 112 контроллеров. Эта система управления также включала в себя:
- Централизованную систему управления на основе ECU-88 и EC-12 (программируемых контроллеров, соответствующих стандарту LONMARK®).
- Систему управления приточными установками на основе EC-12, EC-8 и EC-67 (программируемых контроллеров, соответствующих стандарту LONMARK®).
- 85 систем управления системами вентиляции и кондиционирования с переменным расходом воздуха на основе EC-VAV-L (настраиваемых контроллеров, соответствующих стандарту LONMARK®).
- Систему управления установками на крыше, на основе EC-RTU-L (настраиваемых контроллеров, соответствующих стандарту LONMARK®).
- Счетчики потребления тепла. Инструмент управления сетью Lonwatcher LONWORKS.
- Возможность программирования работы системы с использованием плагина на основе LNS® для настройки параметров работы различных систем и создания специальных программ.
- Пользовательский интерфейс с доступом через браузеры, а также составление расписаний, построение и анализ графиков, управление тревожными сообщениями и обычное изменение настроек пользователями с использованием Echelon® i.LON® 100.

Майк Эллис, представитель фирмы Source Refrigeration & HVAC, Inc. комментирует: Мы столкнулись практически со всеми проблемами, которые можно ожидать от школы, возраст которой превышает 30 лет, и поэтому мы приложили все возможные усилия при выполнении работ. Когда работы были завершены, мы сделали все так, чтобы условия в школе были такими, какими мы бы хотели их сделать для наших детей. Ключевым компонентом этих работ была установка системы управления и контроля. Было очень важно, чтобы обслуживающий персонал школы мог отслеживать и контролировать состояние различных систем для обеспечения постоянного снабжения школы воздухом нужного качества и поддержания эффективности энергопотребления.

Использованная система автоматизации здания позволила реализовать несколько ключевых требований, предъявляемых к подобным системам, а именно:
- Предоставление возможности гибкого программирования для обеспечения выполнения нужных последовательностей действий.
- Способность отслеживать и контролировать уровень CO2 для обеспечения нужного качества внутреннего воздуха и эффективности энергопотребления.
- Возможность точного регулирования обеспечиваемых уровней комфортности пользователями системы.
- Осуществление доступа с помощью браузеров и управление всеми функциями системы с помощью специально спроектированного интерфейса (простого в использовании).
- Создание полностью открытой системы, начиная с контроллеров и заканчивая программными средствами управления.

Преимущества

В настоящее время в Средней школе Connolly удалось достичь исключительно высокого качества воздуха, необходимого для учащихся в школе, а также значительного снижения расходов на энергию и на обслуживание оборудования. Снижение затрат на энергию за первые 6 месяцев превысило 58 000 долл., что соответствует уменьшению расходов на 34% по сравнению с усредненными цифрами предшествующего периода.

Джон Дермер (John Dermer), ответственный за обслуживание технических систем в округе начальных школ №3 в городе Тампи, добавляет: "Очень приятно, что теперь мы можем контролировать и отслеживать уровень CO2 в воздухе… Присуждение "Приза губернатора" свидетельствует, что можно улучшить качество воздуха и уровень комфорта, и одновременно добиться значительного снижения расходов на энергию".

По материалам сайта AutomatedBuildings.com