Gdański Park Naukowo Technologiczny zmniejsza zużycie ciepła dzięki systemowi Edge

Oszczędność i ekologia dzięki sztucznej inteligencji

Objęte projektem modernizacji budynki A i B Parku, o powierzchni użytkowej odpowiednio 12 600 m² i 12 700 m² (w tym powierzchni ogrzewanej 9 800 m² i 9 140 m²), wyposażone były w tradycyjny system sterowania, regulacji i zarządzania ciepłem, działający w oparciu o bieżącą temperaturę zewnętrzną oraz krzywą grzewczą. Dostarczane z instalacji miejskiej ciepło wykorzystywane jest na potrzeby centralnego ogrzewania, wentylacji, ciepłej wody użytkowej i ciepła technologicznego.

W ramach planowanych prac modernizacyjnych, dotychczasowy system oparty na prostym pomiarze temperatury zewnętrznej miał zostać zastąpiony przez rozwiązanie biorące pod uwagę temperaturę prognozowaną, uzupełnioną szeregiem dodatkowych czynników, poczynając od przewidywanego nasłonecznienia, opadów, wilgotności powietrza atmosferycznego i prędkości wiatru, przez stale monitorowaną temperaturę wewnętrzną, po charakterystykę termiczną budynku oraz – oczywiście – bieżącą temperaturę otoczenia.

Właściciel obiektu, spółka Pomorska Specjalna Strefa Ekonomiczna sp. z o.o., oczekiwał również, że aby zoptymalizować zużycie ciepła, nowo instalowany system będzie „uczyć się” charakterystyki termicznej danego budynku. W tym celu, w co najmniej 20 pomieszczeniach każdego z budynków miały zostać zainstalowane czujniki temperatury oraz wilgotności, przesyłające bieżące odczyty do centralnej bazy danych. Analizując zależności pomiędzy faktycznie zmierzonymi w pomieszczeniach wartościami temperatur i wilgotności powietrza a danymi dotyczącymi ilości zużytej energii oraz pogodą (głównie temperaturą i nasłonecznieniem), system, bazując na algorytmach sztucznej inteligencji, miał optymalizować ilość pobieranego ciepła, przy zachowaniu oczekiwanej temperatury wewnątrz budynku.

Krytyczne z punktu widzenia GPNT było także zapewnienie niezakłóconego, bieżącego funkcjonowania obiektu podczas prac instalacyjnych.

Instalacja: szybka i bez zakłóceń dla bieżącego funkcjonowania

„GPNT jest zobowiązany zapewniać swoim najemcom i kontrahentom ciągłość prowadzenia biznesu oraz projektów badawczych. Prace związane z modernizacją systemu nie mogły zakłócać tej ciągłości. Z tego powodu, ewentualne wyłączenia dopływu energii cieplnej mogły następować w weekendy, a w dni robocze tylko pomiędzy godziną 16:00 i 24:00” – tłumaczy przedstawiciel PSSE.

Dodatkowym wymogiem była pełna kompatybilność elementów nowego systemu z istniejącymi elementami układu sterowania węzła cieplnego, brak konieczności wprowadzania zmian w technologicznej części węzłów cieplnych oraz możliwość funkcjonowania systemu w tradycyjny sposób – w oparciu o faktyczną temperaturę zewnętrzną – w sytuacji, gdy prognoza pogody będzie niedostępna.

System Kiona Edge, oparty o technologię IoT system sterowania, monitorowania i optymalizacji zużycia ciepła, jest systemem, który w pełni realizuje powyższe wymagania Zamawiającego. Dzięki „lekkiej” architekturze, opartej o sieć bezprzewodową (W M-Bus, ang. Wireless Meter-Bus), prace instalacyjne trwały zaledwie 2 dni i nie zakłócały bieżącej działalności ani samego Parku, ani jego najemców.

Kiona Edge

„Na rozwiązanie wdrożone w Gdańskim Parku Naukowo-Technologicznym składa się kilka podstawowych elementów: urządzenie sterujące pracą węzła cieplnego, sieć kilkudziesięciu wewnętrznych czujników temperatury i wilgotności, tzw. gateway, umożliwiający komunikację systemu z usługami w chmurze oraz sieć W M-Bus, za pośrednictwem której wszystkie elementy sieci komunikują się z gatewayem. Dodatkowo, celem monitorowania temperatury na rurach zasilania i powrotu (budynki pobierają ciepło z sieci miejskiej), zainstalowaliśmy bezprzewodowe, zasilane bateryjnie, dwa czujniki przylgowe” – wymienia Michał Zaleski, Kierownik Projektu w firmie Kiona.

Jak już wcześniej wspomniano, prace montażowe zrealizowane zostały w sposób nie zakłócający bieżącego funkcjonowania kompleksu. W biurach i laboratoriach ograniczyły się one do montażu niewielkich, bezprzewodowych czujników klimatu (w pomieszczeniach wybranych jako reprezentatywne dla budynku). W pozostałej części obiektów prace polegały na położeniu dodatkowego okablowania w istniejących trasach kablowych parkingu podziemnego, instalacji dwóch gatewayów, po jednym dla każdego budynku, oraz odpowiednio routera (budynek A) i urządzenia Kiona HUB (budynek B).

W budynkach takich jak budynki GPNT, zużycie ciepła po instalacji systemu Kiona spada zwykle o około 15%. Przy dzisiejszych cenach energii, oznacza zwrot całkowitego kosztu inwestycji w perspektywie maksymalnie kilkunastu miesięcy. Co ważne, są to oszczędności, na które nie trzeba długo czekać.

Już dzisiaj, po kilku miesiącach działania systemu obserwujemy znaczne zmniejszenie zużycia ciepła. Najważniejsze jest to, że nie dzieje się to kosztem komfortu cieplnego wewnątrz budynku.

W przypadku GPNT oszczędność ciepła może być wyraźnie wyższa. System już drugiego dnia po instalacji wykrył problem w konfiguracji urządzeń węzła cieplnego w jednym z budynków, którego konsekwencją jest zwiększone zużycie ciepła. Dlatego nawet w przypadku, gdy nie planujemy termomodernizacji, warto okresowo kontrolować i rewidować konfigurację węzła – dodaje przedstawiciel Kiona.