Известно, что на здания приходится около 40% мировых энергозатрат, и это значительно превышает аналогичный показатель у транспорта и промышленности. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВиК) являются главными энергопотребителями зданий. На их долю приходится около 40% всех энергозатрат здания, а в странах с жарким и влажным тропическим климатом Юго-Восточной Азии эта величина значительно выше.
Среди различных типов зданий, гостиницы являются одними из наиболее энергоемких объектов в связи с высокими требованиями, предъявляемыми к комфорту внутри помещений и значительной продолжительности работы систем кондиционировании и холодоснабжения. В отличие от офисных и торговых центров, гостиницы должны обеспечивать микроклимат круглосуточно и круглогодично.
В странах с тропическим климатом системы кондиционирования воздуха потребляют около 60% всей электроэнергии, используемой гостиницами. А главным единичным потребителем электроэнергии является хладоцентр, в состав которого входят чиллеры, насосные группы, градирни и другое технологическое оборудование. На долю хладоцентра приходится 45% всех энергозатрат инженерных систем здания. Для реализации программ по энергосбережению и сокращению затрат на электроэнергию, необходимо, чтобы системы кондиционирования и холодоснабжения работали в максимально энергоэффективном режиме на протяжении всего периода эксплуатации.
Применение современных технологий и оборудования систем кондиционирования, холодоснабжения, контроля, управления и диспетчеризации, апробированных в реальных условиях (на реальных проектах / объектах), открывает новые возможности для повышения энергоэффективности хладоцентров существующих зданий, в том числе, таких энергоемких, как гостиничные комплексы.
Разработанная специализированная программа "Энергосбережение в гостиницах" позволяет определить возможности для энергосбережения, затем реализовать их и поддерживать работу оптимизированных хладоцентров гостиниц в энергоэффективных режимах.
Как правило, при расчете теплоизбытков внутри здания / теплопоступлений извне и последующем проектировании систем кондиционирования и холодоснабжения используют значение пиковой тепловой нагрузки, а также применяют некоторые поправочные коэффициенты для учета будущих потребностей в холоде и возможности модернизации системы в последующие годы. Определяющим критерием при выборе оборудования (чиллеров) является максимальная энергоэффективность при 100% холодопроизводительности. Но в действительности, системы кондиционирования гостиниц работают более 99% времени в году в условиях частичной (не полной) нагрузки.
Чтобы успешно решать задачи энергосбережения, необходимо еще на этапе проектирования построить профиль нагрузки на здание и подобрать оборудование, которое работает в максимально энергоэффективных режимах при реальных условиях эксплуатации (холодопроизводительность, температура окружающего воздуха, температуры и значения расходов тепло- и хладоносителя и т.д.).
Энергоэффективность хладоцентров (коэффициент эффективности) чаще всего определяют, как отношение холодопроизводительности (кВт) к потребляемой электрической мощности (кВт). Очевидно, что коэффициент эффективности оказывает непосредственное влияние на энергопотребление и, следовательно, величину затрат (счета) на электричество. Стоимость потребляемой хладоцентром электроэнергии за год может быть рассчитана следующим образом:
Annual Cost = Q * d * h * t / CPE,
где:
- Q - средняя нагрузка на хладоцентр в день (холодопроизводительность), кВт;
- d - количество рабочих дней;
- h - количество рабочих часов каждый день;
- t - тариф на электроэнергию, $ / (кВт * ч);
- CPE - коэффициент эффективности хладоцентра (Chiller Plant Efficiency - CPE).
К примеру, затраты на электроэнергию хладоцентра гостиницы со средней холодопроизводительностью за день 1750 кВт, работающего 24 часа, 365 дней в году, с коэффициентом эффективности 2.97, при тарифе на электричество $ 0,27 / кВт*ч составят около $ 1,4 млн в год или $ 117 000 в месяц.
Повышение коэффициента эффективности хладоцентра с 2.97 до 5.13, при прочих равных условиях, приведет к тому, что отель снизит потребление энергии системой холодоснабжения на 42%. В результате оператор гостиницы сэкономит $ 590 000 в год, или $ 49 000 в месяц.
Для российских гостиниц коммунальные платежи являются одной из основных затратных, не только в денежном плане, статей. На обеспечение здания электричеством, водой и теплом приходится не менее 30-40% всех эксплуатационных расходов. Причем эта доля неуклонно увеличивается, ведь тарифы на коммунальные услуги во всех регионах страны растут, по меньшей мере, на 10-20% ежегодно. Ситуация осложняется резким падением спроса в 2008-2009 гг., из-за которого большинство отечественных отелей были вынуждены снижать цены на проживание, в зависимости от их «звездности», на 10-30%.
Совместно эти факторы, самым негативным образом, сказываются на рентабельности гостиничного бизнеса и должны подталкивать владельцев отелей к активному поиску оптимальных решений для экономии ресурсов. Попробуем разобраться, какие есть пути уменьшения энергоемкости объектов гостиничного бизнеса, и как они реализуются на практике в нашей стране.
В России специалистами выделяются три главных условий для снижений энергозатрат в зданиях: учет ресурсов с помощью приборов, комплексное использование энергосберегающего оборудования и автоматизированное управление всех инженерных систем здания, входит в него: отопление, холодоснабжение, вентиляцию, кондиционирование, водоснабжение и т.п. Многие системные решения на практике уже проверены во многих странах, где еще десятки лет тому назад столкнулись с проблемой сокращения эксплуатационных затрат.
Учет энергоресурсов является важным условием в их экономии, хотя сами приборы учета не могут рассматриваться как энергосберегающее оборудование.
Счётчик фиксирует фактические расходы и в соответствии с его показателями идут расчеты с поставщиком энергоресурсов. Он позволяет следить за объёмами использования других ресурсов и, таким образом, способствует энергосбережению. Кроме того, эти показатели прибора учёта позволяют инженерам эксплуатации анализировать эффективность работы систем здания и выявлять неполадки в системе.
Но одной установки таких приборов учета недостаточно для экономии ресурсов. К примеру, гостиницы старых построек, которые относятся постройки до 90-х годов, до сих пор подключены к теплосетям по зависимой схеме и на вводе в здание имеют элеваторные узлы. Большинство из них уже оснащено узлами учета. Однако, такая, довольно старая схема теплоснабжения не позволяет самим контролировать количество поступающего в здание тепла и делает любые попытки по снижению теплозатрат напрасными. В некоторых случаях прибегают к использованию специальных коллекторов для дополнительного охлаждения теплоносителя на выходе из здания, так как оплата штрафов за возврат перегретой воды в городскую сеть гораздо выше, чем возможная экономия на отоплении.
Именно поэтому, установку прибора учета желательно сопровождать мерами по совершенствованию состарившейся системы отопления: оснащение гостиницы ИТП - индивидуальным тепловым пунктом, где происходит регулирование теплоснабжения здания, и раздача тепла по зонам и видам потребителей (вентиляция, радиаторное отопление, теплые полы, горячее водоснабжение и т.д.), проведением уравнивание нагрузки системы отопления. По данным, приведенных специалистами Danfoss, за счет всех этих мероприятий экономия тепловой энергии составляет не менее 30%. Такой же принцип контроля должен быть использован для холодильного центра при создании системы холодоснабжения здания.
Если отель и оборудован современным энергосберегающим оснащением, и имеет контуры регулирования на уровне теплоснабжения/холодоснабжения здания и на уровне раздачи теплоносителя/холодоносителя по зонам и видам потребителей, режимы его работы выставляются вручную на локальных, не связанных между собою контроллерах, что приводит к неправильной работе всей системы в целом. В большинстве отечественных гостиниц нет детализированного учета, из-за чего регулирование приходится производить фактически «на глаз», без возможности оценивания эффективности от тех или иных действий.
Как говорит Вячеслав Голубев, главный инженер московской гостиницы «Будапешт», в отеле, где он работает, установлен ИТП с современной системой автоматизации, которая позволяет диспетчеру следить за главными параметрами системы отопления и ГВС в целом. В номерах поддержание температуры реализуется с помощью термостатов – где приборы неконтролируемы диспетчерами инженерной службы отеля и это отрицательно сказывается на экономии энергоресурсов (тепло/ холод) так как он работает в заселенных, так и в свободных номерах. Зачастую, гости отеля для быстрого достижения желаемой температуры в своем номере устанавливают положения задатчика термостата, обычно это мин. + 10 и мак. + 30°С, при этом сами гости, после установления комфортной температуры, могут находиться за пределами их номера, что приводит к напрасному «перегреву» или «переохлаждению» номера. После выезда гостей, номерным горничным нужно проверить показатели термостата и установить его в экономный режим (примерно на +18°C), но отследить за этим не всегда возможно, что может привести к дальнейшему напрасному расходу энергии.
Во многом, результативность энергосбережения зависит от человеческого фактора. Это добросовестность сотрудников отеля и сознательность гостей.
Недостаток возможностей удаленного контроля и дифференцированного учета не позволяет проследить правильную работу режима оборудования. Что и не дает возможность правильного планирования и оценки эффективности энергосберегающих действий. Кроме всего прочего, любые отклонения в работе инженерных систем могут быть обнаружены только при обходе самого инженера или при предъявлениях жалоб со стороны гостей отеля.
Данные меры эффективны, будучи реализованными, вкупе. Но в нашей стране, европейский опыт перенимается весьма выборочно и частично, или вовсе, применяются с опозданием на несколько лет, что и сводит на нет его эффективность, так как западными странами уже будут использоваться более совершенные методы и оборудования энергосбережения.
В большинстве российских гостиниц способом борьбы за снижение затрат на электроэнергию считают установку энергосберегающих ламп, датчиков движения, светодиодов, использование ключей доступа для подачи электроэнергии в номер. Хоть этот способ и действенный, но он не самый эффективный.
В то же время, меры по энергосбережению довольно редко затрагивают системы отопления, холодоснабжения, вентиляции и кондиционирования гостиницы, хотя именно на них приходится самая большая доля расходов.
Европейский подход для решения проблемы энергопотребления.
Логической вершиной оптимизации энергопотребления гостиницы считается применение энергосберегающего оборудования в совокупности с наличием контуров регулирования на всех уровнях распределения энергоресурсов и создание единой системы управления и мониторинга.
На Западе программно-аппаратные решения, называемые «smart house» или «умный дом», пользуются огромной и все большей популярностью в гостиничном бизнесе. Так, для отелей, входящих в крупнейшие международные сети (Marriott, Sheraton, Hilton и т.п.), по сути, они стали корпоративным стандартом. Такие системы позволяют добиться экономии энергоресурсов больше чем на 20%, а также существенно экономят время и трудозатраты обслуживающего персонала.
Один из немногих российских отелей, где реализован комплекс по энергосбережению, в том числе и система диспетчеризации Desigo Insight на базе оборудования SIEMENS, четырехзвездочный Отель «Angelo» расположенный в Екатеринбурге, построенный австрийской девелоперской компанией Warimpex.
«Переданная Нам проектная документация стадии П, разработанная европейскими специалистами, включала в себя весь необходимый функционал для построения максимально энергоэффективного здания, - рассказывает Сергей Суханов, директор «Инжиниринговой Компании «КЛИМАТ КОНТРОЛЬ», выполнявшей монтаж и наладку систем вентиляции, отопления, холодоснабжения и диспетчеризации инженерного оборудования. – Одной из отличительных черт данного проекта энергосбережения я бы назвала экономию энергоресурсов на уровне конечного пользователя (зон комфорта) – это гостиничные номера, конференц залы, кафе и т.д., а так же точный контроль за их расходом (тепло, холод, электроэнергия) на уровне распределения (коллектора) на базе ультразвуковых тепло/хладосчетчиков производства Kamstrup».
В каждой зоне комфорта смонтированы пульт для установки желаемой температуры и контроллер, интегрированный в общую систему диспетчеризации. Управление прибором отопления (радиатор с регулирующим клапаном и приводом) и прибором охлаждения (фанкойл) одним контроллером исключается возможное разногласие в их работе, что очень часто бывает при работе приборов «самих по себе» (один греет, другой тут же охлаждает). Нужно отдать должное Компании SIEMENS (московским и швейцарским коллегам) за создание специального приложения для Отеля «Angelo» чтобы была возможность доступа к контроллерам в гостиничных номерах. Интеграция контроллеров зон комфорта в общую систему диспетчеризации позволило реализовать три режима работы системы: комфорт – при снятом номере, поддерживается температура установленная гостем; прекомфорт – номер свободен.
Оператору или инженеру диспетчеру предоставлены такие возможности:
- контролировать в каждой зоне текущую и заданную с пульта температуру, положение (процент открытия) регулирующих клапанов приборов отопления и охлаждения, текущую скорость фанкойла и др.;
- задавать назначение для пульта, на каждую зону комфорта, так и для целого этажа, что не позволяет конечному пользователю задавать «безумную» температуру, что приводит к неразумному растрачиванию энергии.
Контролировать и проводить анализ работы системы регулирования климата позволяют 9 тепло- и 5 хладосчетчиков MULTICAL® 601. Они установлены на каждой из веток систем отопления и холодоснабжения, идущих в отдельные зоны здания и так же интегрированы в общую систему диспетчеризации.
Все это является серьезным инструментом в руках службы эксплуатации для экономии энергоресурсов в данном отеле. Проведя ряд «экспериментов» по установке той или иной уставки температуры и гистерезиса, получая при этом точные данные расхода тепла (холода), можно определить оптимальную точку экономии, где не будет нарушаться комфорт клиентов и будет осуществляться разумное использование ресурсов.
Таким образом, мы смело можем сказать, что комплекс энергосберегающих мер, которые были рассмотрены выше, использование энергоэффективного оборудования и гибкое автоматическое регулирование работы инженерных систем здания, включающих приборный учет ресурсов, правильное распределение энергии, может существенно снизить эксплуатационные расходы гостиниц и, в соответствии с этим, повысить рентабельность данного бизнеса. Опыт комплексного подхода к энергосбережению, являющийся стандартом в европейских отелях, по мере растущих цен на энергоресурсы становится хорошим примером и для отечественных девелоперов и инвесторов, показывающий целесообразность и долгосрочную выгодность применения комплексного подхода энергосбережения и продуманных инженерных решений в гостиничном бизнесе.
Программа Carrier «Энергосбережение в гостиницах».
Целью программы Carrier "Энергосбережение в гостиницах" является повышение энергоэффективности хладоцентров и снижение затрат на электроэнергию, при учете актуальных нагрузок, климатических и рабочих условиях эксплуатации гостиницы.
Для реализации данной программы компания Carrier разрабатывает и предлагает инновационные и энергоэффективные решения. Ключевыми элементами программы Carrier «Энергосбережение в гостиницах» являются:
- Новые типы чиллеров с высокими показателями энергоэффективности как при полной, так и при частичной нагрузках, специально разработанные для проектов реконструкции и модернизации хладоцентров существующих зданий.
- Системы рекуперации тепла и «свободного» охлаждения (Free Cooling).
- Программное обеспечение для моделирования и оптимизации хладоцентров, позволяющие выработать новые алгоритмы управления как эксплуатируемой системы холодоснабжения для работы в наиболее оптимальных режимах, так и разработать проект модернизации на основе новых типов энергоэффективного оборудования.
- Системы мониторинга и контроля, которые дают объективную оценку реальной эффективности системы и позволяют реализовать новые энергоэффективные алгоритмы управления хладоцентром.
- Эксплуатационная гарантия Carrier, подтверждающая, что цели программы энергосбережения будут достигнуты и реализованы в системе холодоснабжения гостиницы.
Первым этапом программы Carrier «Энергосбережение в гостиницах» является принятие заказчиком решения о проведении экспертизы технического состояния и работы существующего хладоцентра, измерение рабочих параметров - расходов, температур, анализ существующей технологической схемы холодоснабжения и текущих показателей энергоэффективности. После проведения экспертизы сотрудники Carrier предоставляют подробный отчет, предложения по модернизации, а также формулируют цели, которые должны быть достигнуты в результате реализации программы «Энергобережение в гостиницах» (снижение затрат на электроэнергию). Для того, чтобы заказчик был уверен, что поставленные задачи будут успешно решены, Carrier предоставляет долгосрочные сервисные и эксплуатационные гарантии.
Программа Carrier «Энергоэффективность в гостиницах» помогает владельцам и операторам гостиниц повысить энергоэффективность хладоцентров, снизить энергопотребление и сократить расходы на электричество, уменьшить негативное воздействие инженерных систем объекта на экологию (уменьшить выбросы углекислого газа).
Оптимизации расходов, необходимых для обеспечения нормального функционирования объекта недвижимости, приобретает сегодня максимальную актуальность. Сегодня затраты на энергоносители в коммунальной сфере выросли многократно, ввиду быстрого увеличения цен на них (порядка 10–20% ежегодно).
В гостиничном бизнесе коммунальные платежи являются одной из основных затратных статей. Известно, что не менее 40% всех эксплуатационных расходов составляют топливно-и электрозатраты. При этом, большие потери (в Екатеринбурге около 25%) происходят при транспортировке теплоэнергии из-за того, что часть теплотрасс нуждается в капитальном ремонте (по данным исследовательской работы «Екатеринбург — энергоэффективный город» компании «Сименс»).
Федеральным законом № 261 — ФЗ от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» даются конкретные указания по энергетической эффективности напорных трубопроводов внутридомового применения (систем отопления, горячего и холодного водоснабжения).
Во-первых, статьей 38 Федерального закона № 261-ФЗвнесены изменения в статью 46 ФЗ № 184-ФЗ от 27.12.2002 г. «О техническом регулировании», согласно которым требования к продукции и связанным с ней процессам обязательному исполнению в части обеспечения энергетической эффективности. Таким образом, указания ГОСТ, СНиП и пр. в части обеспечения энергетической эффективности переходят из разряда рекомендательных в разряд подлежащих обязательному исполнению.
Во-вторых, статья 11 Федерального закона«261-ФЗпредписывает включение в проектную документацию и применение при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте зданий технологии и материалы, позволяющие исключать нерациональный расход энергетических ресурсов как в процессе строительства, реконструкции и капитального ремонта, так и в процессе их эксплуатации.
Возникает логичный вопрос, что же мы можем сокращать и каким образом применять энергосбережение? Ответ довольно прост — все то, что непосредственно зависит от степени эксплуатации объекта и уровня предоставляемых услуг: коммунальные платежи, эксплуатационные расходы, обеспечение безопасности, расходы на управление.
Применение энергоэффективных технологий снижает потребление электричества до 50%. Есть пассивный и активный подходы оптимизации энергозатрат. Внедрение любых энергосберегающих технологий не имеет смысла без решения базовых, фундаментальных проблем (пассивный подход): устранение утечек пара, воды, газа, электроэнергии, обеспечение теплоизоляции. Активный же подход предусматривает целенаправленные и системные меры по автоматизированному управлению энергопотреблением.
На данный момент в большинстве российских гостиницах просматривается тенденция экономии энергии при помощи установки энергосберегающих ламп, датчиков движения, использования ключей доступа для подачи электроэнергии в номер. В то же время, меры по энергосбережению довольно редко затрагивают системы отопления, холодоснабжения, вентиляции и кондиционирования гостиницы, хотя именно на них приходится львиная доля расходов.
Ясно, что основополагающим условием экономии энергоресурсов является их учет. Но сами приборы учета не могут рассматриваться как энергосберегающее оборудование, так как счетчик фиксирует фактический расход энергоресурсов на объекте в соответствии, с показаниями которого происходят расчеты с поставщиком. Следовательно, прибор учета стимулирует энергосбережение, делая его экономически выгодным потребителю.
Каждый управляющий гостиницей часто сталкивается с проблемой, когда номера в отеле полностью не заняты, а эксплуатационные расходы велики.
Отсутствие возможности удаленного контроля и дифференцированного учета не позволяет отследить правильность режимов работы оборудования. Соответственно, ограничены возможности планирования и оценки эффективности энергосберегающих мероприятий.
Можно, конечно, поддерживать температуру в номерах при помощи термостатов, не подконтрольных диспетчеру инженерной службы отеля, но это отрицательно сказывается на экономии энергоресурсов и в заселенном, и в свободном номере. А связь тут следующая: для скорейшего достижения желаемой температуры в номере гость устанавливает крайние положения задатчика термостата (обычно это минимум +10°С и максимум +30°С). В этот момент сам гость может даже не находиться в номере, что приводит к ничем не оправданному «перегреву» или «переохлаждению» номера. После того, как гость покинул гостиницу, в обязанности горничных обычно входит установка термостата в экономный режим (примерно на +18°C), но проследить за этим не представляется возможным. То есть, эффективность энергосбережения здесь зависит от человеческого фактора — добросовестности сотрудников отеля и сознательности гостя.
Кроме того, любая неисправность в работе инженерных систем может быть обнаружена только при непосредственном обходе инженера или при поступлении жалоб со стороны постояльцев.
Логической вершиной оптимизации энергопотребления гостиницы считается применение энергосберегающего оборудования в совокупности с наличием контуров регулирования на всех уровнях распределения энергоресурсов и создание единой системы управления и мониторинга.
Система управления отоплением, запрограммированная на экономию ресурсов, будет следить за присутствием или отсутствием гостя. Если гость в номере — комфорт и удобство на самом высоком уровне.
Если гость покидает номер — система автоматически переходит в режим экономии энергии. Так же система автоматически уменьшит отопление при открывании окна, отключит кондиционер во время проветривания, увеличит мощность вентиляции при увеличении числа людей в помещении (например, во время семинаров и конференций).
Такие системы позволяют добиться экономии энергоресурсов, а также существенно экономят время и трудозатраты обслуживающего персонала.
Один из немногих российских отелей, где реализован весь комплекс по энергосбережению, в том числе и система диспетчеризации — четырехзвездочный Отель «Angelo» в Екатеринбурге, построенный австрийской девелоперской компанией Warimpex.
Одной из отличительных черт данного проекта является экономия энергоресурсов на уровне конечного пользователя (зон комфорта) — это гостиничные номера, конференц-залы, кафе и т.д., а так же точный контроль за их расходом (тепло, холод, электроэнергия) на уровне распределения (коллектора) на базе ультразвуковых тепло/хладосчетчиков.
В каждой зоне комфорта смонтированы пульт для установки желаемой температуры и контроллер, интегрированный в общую систему диспетчеризации. Управление прибором отопления (радиатор с регулирующим клапаном и приводом) и прибором охлаждения (фанкойл) одним контроллером исключает возможное разногласие в их работе, что зачастую бывает при работе приборов «самих по себе» (один греет, другой тут же охлаждает).
Интеграция контроллеров зон комфорта в общую систему диспетчеризации позволило реализовать три режима работы: «комфорт» — при снятом номере, поддерживается температура установленная гостем; «прекомфорт» — номер свободен.
Оператору (инженеру-диспетчеру) предоставлены следующие возможности:
· контролировать в каждой зоне текущую и заданную с пульта температуру, положение (процент открытия) регулирующих клапанов приборов отопления и охлаждения, текущую скорость фанкойла и др.;
· задавать установку и гистерезис для пульта, как каждой зоны комфорта, так и целого этажа, что не позволит конечному пользователю задавать «безумную» температуру.
Контролировать и проводить анализ работы системы регулирования климата позволяют 9 тепло- и 5 хладосчетчиков. Они установлены на каждой из веток систем отопления и холодоснабжения, идущих в отдельные зоны здания и так же интегрированы в общую систему диспетчеризации. Все это является серьезным инструментом в руках службы эксплуатации для экономии энергоресурсов в данном отеле.
Проведя ряд «экспериментов» по установке той или иной установки температуры и гистерезиса, получая при этом точные данные расхода тепла (холода), можно определить оптимальную точку экономии не в «ущерб» комфорту клиентов.
Комплекс энергосберегающих мер, включающих приборный учет ресурсов, использование энергоэффективного оборудования и гибкое автоматическое регулирование работы инженерных систем здания, может существенно снизить эксплуатационные расходы гостиниц и, соответственно, повысить рентабельность бизнеса. Опыт комплексного подхода к энергосбережению, являющийся стандартом в европейских отелях, по мере растущих цен на энергоресурсы становится хорошим примером и для отечественных девелоперов и инвесторов.
Таким образом, можно выделить следующие преимущества автоматизированных станций диспетчерского управления (АСДУ):
· экономия ресурсов (вода, тепло, электричество);
· удобное отображение состояния номеров на экране, установленном на рабочем месте дежурного администратора;
· повышение уровня обслуживания гостей и, как следствие, престижа гостиницы;
· снижение затрат на ремонтные работы за счет своевременного оповещения об аварийных ситуациях.