EBPP.HU Zrt

A 2018.05 15.-én beadott pályázat célja

Napjaink növekvő energiaárai és beszűkülő forrásai előtérbe helyezik az energiaoptimalizáló rendszereket az élet minden területén. Pályázatunk célja olyan új épületenergetikai szabályozó rendszer kifejlesztése, amely az energiafelhasználás további csökkentését teszi lehetővé. Az újítás lényege, hogy a jelenlegi szabályozó rendszerek kiegészülnek egy intelligens, öntanuló rendszerrel, amely
– nemcsak a mért adatok alapján képes szabályozni, hanem a mikrokörnyezet meteorológiai előrejelzéseit,
– az épületet használók szokásait és
– az épület fizikai tulajdonságait is figyelembe veszi.
Az intelligens energiakezelő rendszer a hagyományos gépészeti megoldások mellett a műszakilag megalapozott alternatív energiaforrások, illetve -tároló eszközök használatának hatékonyságát is növeli. Az energia- és költségoptimalizálás kiterjed a hagyományos és az alternatív energiaforrások kombinált alkalmazásának szabályozására, vagyis hogy adott esetben a rendszer a hagyományos, illetve az alternatív fűtő/hűtő rendszer közül azt választja, amely hosszabb távon kisebb energiafelhasználással jár.

1. ábra. Az intelligens, öntanuló épületgépészeti rendszer vázlata

A pályázott kutatás-fejlesztés legfőbb célja olyan eszközök, eljárások és felhalmozott tudás (know-how és best-practice) kialakítása, amelyek segítségével a felhasznált energia relatív pazarlását költséghatékony módon, országos szinten is érzékelhető mértékben lehet csökkenteni. Ennek során intelligens energiakezelő módszereket és műszakilag megalapozott alternatív energiaforrásokat ill. -tároló eszközöket kívánunk alkalmazni. Mivel a gépészeti eszközök hatásfoka véges, ezen túli hatásfoknövelés csak informatikai fejlesztésen keresztül valósulhat meg. Egy modern épület kialakítása során nemcsak korszerű építőanyagok, alternatív energiahasznosító berendezések, de intelligens energetikai szabályozó rendszerek alkalmazása is szükséges az energiafelhasználás minimalizálása érdekében.

Magyarországon a kontinentális éghajlat miatt a háztartásokban, irodaházakban felhasznált energia 75-85%-a az épület fűtésére, hűtésére és használati melegvíz készítésére fordítódik, ez az ország éves energiafogyasztásának harmadát teszi ki. A felhasznált energia fele külföldről származik, melynek beszerzése magas költségekkel jár. A jelentős energiafogyasztásnak – a gazdasági következményeken túl – környezetkárosító hatása is van. A hazai épületek 1 négyzetméterre eső energiafogyasztása gazdasági és lakossági szinten is többszöröse a nyugat-európai átlagnak. Mindebből az következik, hogy Magyarországon a legkönnyebben kiaknázható „energiaforrás” a takarékosság, a rendelkezésünkre álló energia hatékonyabb felhasználása, a felhasznált mennyiség csökkentése.

Mivel az épületekben a felhasznált energia nagy részét a különböző hőigények fedezésére fordítjuk, a projekt elsődlegesen erre a területre koncentrál. Az épületek energiafelhasználásának csökkentésére számos módszer áll rendelkezésre a nyílászárók cseréjétől a legkorszerűbb építési technológiák és épületgépészeti berendezések alkalmazásáig. Ugyanakkor a leglátványosabb költséghatékonyság-javulást az energiafelhasználás optimalizálásával érhetjük el. Intelligens vezérlőrendszer beépítésével már kisebb költségű befektetéssel lényegesen javíthatunk egy meglévő épületgépészeti rendszer hatékonyságán. Az intelligens energetikájú ház koncepciójának központi eleme tehát a környezeti feltételek és a gépészeti megoldások közötti kapcsolatot megteremtő szabályozó rendszer, amely időjárás-előrejelzésekre támaszkodva, az épületben tartózkodók szokásainak és az épület fizikai tulajdonságainak figyelembe vételével szabályozza az energiaellátást.

A meteorológiai előrejelzés figyelembevételének előnye a pillanatnyi mért adatok alapján való szabályozással szemben az, hogy pl. a hőmérséklet várható változását is figyelembe veszi, és annak megfelelően avatkozik be (pl. mérsékeli a fűtést, ha meleg, napos idő várható). Az épületben tartózkodók szokásait a rendszer a nagy számú mérések, megfigyelések alapján értékeli és építi be a szabályozási rendszerbe. Ha például valaki az irodában minden reggel lejjebb veszi, majd egy óra múlva ismét föltekeri a fűtést, a szabályozó rendszer ezt az „ismeretet” beépíti, és automatikusan végrehajtja a rendszer optimális működése érdekében. Az épület fizikai tulajdonságainak figyelembevételére példa, ha a napsütötte helyiségekben napos idő esetén (lsd. időjárás-előrejelzés!) „tudja” a rendszer, hogy hamarosan melegebb lesz, és nem várja meg, amíg túlságosan fölmelegszik a belső hőmérséklet, és hűteni kell, hanem lekapcsolja a fűtést.

Nagyobb befektetést igényel, de további energiamegtakarítás érhető el, ha a meglévő hagyományos épületgépészeti rendszert alternatív energiaforrások és az energiatárolás eszközeivel bővítjük. A hagyományos és alternatív energiaforrást is alkalmazó kombinált rendszer megtervezését segítő, a legjobb gyakorlatra támaszkodó know-how-t és szoftvereszközöket is célunk kidolgozni.

A tervezett épületgépészeti hardver és üzemeltető, ill. tervező szoftvereszközök kidolgozásához – ahhoz, hogy egy adott épület számára olyan rendszert tudjunk tervezni, kialakítani, amely a felhasználók megfelelő komfortérzete mellett energiabiztonsági, környezeti és gazdasági szempontból optimális – szükséges lesz ezen eszközök, ill. rendszerek többrétű fizikai-matematikai modellezésére. E munka keretében vizsgálni szándékozzuk (az energiaigényeket befolyásoló időjárási és környezeti hatások figyelembevételével) az épület fizikai paramétereit is.

A fizikai modellek alkalmazása mellett, az eddigi hagyományos és alternatív energia hasznosítását vizsgáló projektek eredményeit felhasználva, a projektben elvégzendő mérések során összegyűjtött adatok adatbányászati és gépi tanulási módszerekkel történő feldolgozásával tervezzük kidolgozni az intelligens épületgépészeti informatika komplex modelljeit.
Végső célunk, hogy a projekt során létrejött eredmények könnyen elérhetővé és hasznosíthatóvá váljanak bármely vállalkozás vagy magánszemély számára. Ezt támogatandó olyan tervező szoftvert kívánunk létrehozni, amely a létező, régebbi építésű, korszerűtlen épületek energiaszabályozására is tud optimalizációs javaslatokat tenni. A szoftver a javasolt opciókat bekerülési költség, megtérülési forgatókönyvek, ill. környezeti terhelés (ökológiai lábnyom) szempontjából jellemzi.

A rendszer emellett alkalmas a különböző költségszintekhez rendelhető hagyományos (meglévő) és megújuló energiaforrások megfelelő, az adott környezetben legjobban alkalmazható kombinációjára és a szükséges módosításokra javaslatot tenni. Mindezeken túl a tervező eszköz az újonnan épülő házak ideális energiaellátását is segít megtervezni. A szoftver a témában nem feltétlenül szakértő felhasználó számára is lehetővé teszi a modellezés szerint optimális energiaellátás megtervezését megújuló energiaforrások bevonásával, az adott épület esetén megfelelő energiaszolgáltató rendszerek kiválasztását, és nem utolsó sorban a költségek és a várható teljesítmény meghatározását.