Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Автоматизированные системы учета ресурсов в "умных" домах


Клуб АСУЗ для начинающих - Выпуск 40
Автоматизированные системы учета ресурсов в "умных" домах

   Наверное, любой будущей владелец "умного" дома желает, чтобы он был энергоэффективным с самого начала. Такие требования частного заказчика, включая системы контроля потребления ресурсов, изложенные в ТЗ, обязательно будут выполнены при проектировании и строительстве здания опытным интегратором. Однако, более сложная ситуация сложилась с подобными системами в многоквартирных домах, а это ведь основной фонд ЖКХ.

   Федеральный закон №261 "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности" требует быстрых мер по повышению энергоэффективности этих зданий. На первом этапе все дома должны быть оснащены общедомовыми счетчиками. Затем, на втором этапе уже все квартиры должны иметь свои счетчики всех энергоресурсов. Считается, что установка приборов учета и оплата энергоресурсов по факту потребления будет способствовать решению задачи по повышению энергоэффективности каждого дома и снижению расходов по оплате ЖКУ жильцами. А кроме того система учета позволит накапливать данные для последующего анализа с целью выработки мероприятий по повышению энергосбережения и энергоэффективности, а также для оценки результатов этих мероприятий. Причём работа может вестись на всех уровнях: начиная от квартирного и домового ( на уровне ТСЖ), и затем на уровне квартала, микрорайона, города, региона и на федеральном уровне. Экономическая ситуация требует реализации такой программы в каждом ТСЖ, УК и т.п. Поэтому рассмотрим технические принципы построения такой автоматизированной системы, которые очень важны, тем более, что подробно в литературе эти вопросы совершенно не освещены. Причем постараемся взглянуть на проблему не со стороны индивидуального жильца или технического специалиста, а дать как можно больше информации для размышления тем, кто принимает решения, ищет наилучшие варианты, реально работает в коммунальном секторе, но при этом затрудняется в понимании технических деталей.

   Входящие почти в любое городское здание сети инженерно-технического обеспечения можно связать с 5-ю основными каналами снабжения: электричество, газоснабжение, водопровод, отопление и горячее водоснабжение (ГВС). Разумеется, есть сеть канализации и даже мусоропровода, а также информационные каналы: телефон, радио, телевидение и, возможно, Интернет. Но все-таки, особое значение с точки зрения энергосбережения имеют именно инженерные сети. Учет общедомового потребления ресурсов по этим каналам в принципе может быть организован достаточно просто. В соответствующем помещении здания формируется входной узел, в этот узел устанавливается счетчик, который подсоединяется к контроллеру, данные с которого поступают на узел связи, как правило, GSM и далее по мобильной сети данные передаются на сервер с ПО учета. По такой схеме строятся различные существующие точки учета АСКУЭ и отопления, причем не только в Москве, но и в других городах. К достоинствам подобных систем следует отнести их отработанность, доказанную практикой, и значительный опыт в установке и эксплуатации.

   Минусов, если ориентироваться на будущее энергосбережение во всем здании, значительно больше. Как правило, подобные системы не готовы к интегрированному учету всех ресурсов, и очевидно, что создание 4-5 по сути одинаковых систем будет всегда более сложно и затратно, чем одной универсальной сразу на все ресурсы. Второй отрицательный момент, связан с существующей дороговизной подобных решений. Если в расчете стоимости узла учета на все квартиры дома еще можно считать 200-300 тыс. руб. неким пределом стоимости, то совершенно очевидно, что для каждой квартиры стоимость только части системы должна быть существенно ниже. Следующий минус - короткий срок межповерочного интервала. Если для общедомовых узлов с этим можно как-то согласиться, то уже для поквартирного учета требуется больший поверочный срок, иначе жители квартир только и должны будут заниматься тем, что проверять свои счетчики. В идеале счетчик должен быть прост, надежен, иметь длительный режим работы без поверки и быстро заменяться после истечения срока работы или выхода из строя, как меняется, например, сгоревшая электрическая лампочка.

   Еще минус - отсутствие достаточной нормативной базы и, соответственно, стандартизованных решений с единым протоколом передачи или поступления данных на центральные серверы учета. К чему может привести разнородный "зоопарк" решений даже в рамках одного микрорайона объяснять никому не надо. Следующий минус - отсутствие специализированного ПО, которое позволяло бы учитывать все ресурсы, анализировать эти данные с формированием прогнозов, предупреждений и других аналитический решений в масштабах всего дома, квартала, микрорайона, района и даже города. Причем условия задач для этого ПО могут быть различны. Например, в пиковые этапы дневного потребления электроэнергии - это должна быть экономия электроэнергии за счет использования всех других ресурсов. В случае аварий - это задача о скорейшем восстановлении обеспечения, не распространении негативных последствий и сохранением тепла в жилом фонде. Кроме того, такое ПО или отдельные его пользовательские пакеты, имеющие общую базу данных, должны позволять пользователям, жильцам всех квартир и домов, заходить на свои личные страницы учета ресурсов, например, через обычный браузер, и анализировать собственное потребление, вплоть до суточного. Заметим, что на основе именно этих данных всем жильцам хотелось бы получать единые счета за потребленные ресурсы. Но вопрос кто именно будет их формировать и выписывать законодательно, пока также не решен. Последним недостатком, возможно, самым главным, но пока не столь очевидным и важным, является то, что подобные системы не предлагают никаких разумных концепций для построения поквартирных систем учета, не предполагают интеграцию с ними и последующее развитие в сторону автоматизации всех зданий. Разумеется, рассмотрены только основные недостатки, но они позволяют разработать таблицу требований для автоматизированных систем учета ресурсов (АСУР) с учетом общедомовых и поквартирных нужд.

Таблица параметров компонентов АСУР
Наименование Параметры для выбора
Стоимость, тыс руб. Срок службы, тыс. час Период поверки, лет Окупаемость, лет Примечания
1 Квартирный электросчетчик До 1,5 90 7-10 2-4 Многотарифный режим работы обеспечивает контроллер
2 Счетчик воды 1,5-2 60 5-7 До 3 Беспроводной, с батарейкой >3 года
3 Счетчик тепла 2-3 60 5-7 2-3 Беспроводной, с батарейкой >3 лет
4 Счетчик газа 1,5-2,5 50 5-6 2-4 С датчиком утечки
5 Контроллер -этажный вычислитель 6-7 > 100 - До 5 Стандартные протоколы KNX, LonTalk, Modbus, ZigBee
6 Источник ИБП -этажный 3-4 > 100 - - Обеспечение работы до 12 ч.
7 Контроллер - сервер домовой 7-10 > 110 - До 7 Стандартные протоколы
8 Источник ИБП -домовой 5-7 > 110 - - Обеспечение работы до 48 ч.
9 Модем 2-3 50 - 2-3 GSM, GPRS, WiMAX, 4G

Источник: Клуб АСУЗ, 2010

   В таблице представлены подобные усредненные требования, которые предпочтительны для городских многоквартирных зданий. Стоимость установки и подключения одного датчика-счетчика при комплексном решении должна быть в пределах 200-300 руб., а годовое обслуживание не должно превышать примерно 50 -100 руб. в год на один счетчик.

   Общая федеральная программа и программы для регионов, учитывающие факторы масштабов городов и погодные условия регионов, позволили бы в каждом городе разработать свои варианты построения городской АСУР и дать действительные рекомендации, взяв за основу предлагаемый подход. В таблицу внесены как экономические, так и технические требования, характерные для современного инновационного подхода. На начальном этапе программы, можно было бы использовать более мягкие ограничения, а затем жестче оценивать предлагаемые городскими подрядчиками технические решения АСУР. Но пока подобного подхода не существует. Видимо, сложившиеся положение вещей устраивает почти все стороны, участвующие в рыночном процессе ресурсоснабжения. Поэтому никому не нужны внедрения предлагаемых систем, которые в течение сезона способны изменить картину в любом городе. Для жителей квартир, ТСЖ и пр. уже сейчас наступают очень сложные времена, когда поставленные правительством задачи решать необходимо, но внятные рекомендации как это сделать комплексными, правильными и современными способами отсутствуют. На рынке преобладают частные решения, "хозяева" которых рассчитывают, что рано или поздно продадут их, ведь других конкурентных предложений почти нет.

   Скорее всего, и законодатель пока не обратит внимание на надвигающуюся проблему. К сожалению, уже сознавая, что необходимо модернизировать с точки зрения потребления ресурсов производство и ЖКХ, государство еще не вполне понимает, что для этого необходимы правила, технические регламенты, ГОСТы и т.д., которые тоже требуется разрабатывать, а значит выделять на них средства. По затратам на подобные цели Россия отстает от той же Германии в сто раз. Если мы хотим "догонять и перегонять" европейские страны, то по каким техническим правилам это необходимо делать? Настало время перестать считать, что подобные разработки требуются только для решения узких технических проблем. Принципы построения современных АСУР для ЖКХ - это только видимая часть айсберга проблем, которые необходимо решать всем вместе. Политикам, которым небезразлично мнение граждан по росту расходов ЖКУ. Инвесторам, готовым воспринимать потенциальные перспективы инновационных направлений. Профессиональным объединениям компаний, участвующим в строительстве домов и в их эксплуатации. Для банков и страховых компаний также найдется большое поле деятельности в рамках направления АСУР и дальнейшего его расширения в область автоматизации зданий.

Современная система учета энергоресурсов в многоквартирном доме

Схема АСУР

Источник: Клуб АСУЗ, 2010

   На рисунке представлен один из оптимальных вариантов построения АСУР в многоквартирном доме, который учитывает не только текущие задачи энергосбережения и энергоэффективности, но также вопросы безопасности и повышения комфорта при интеграции с автоматизированными системами управления зданием (АСУЗ). Часть схемы справа для учета общедомовых ресурсов почти не отличается от применяемых сейчас, за исключением трех моментов. Первый: данные АСУР здания могут быть переданы и в комплексную систему обеспечения безопасности (КСОБ), поэтому сервер обеспечивает представление данных в стандартном формате и протоколе, например XML и SOAP . Второй: для увеличения надежности системы в каждом доме может быть использовано два контроллера-сервера, которые включены в единую сеть обмена данными. Если учитывать, что выход из строя контроллера-сервера в данной системе, например на сутки, не приведет к потере данных этажными контроллерами - вычислителями, то можно устанавливать даже по одному контроллеру-серверу на дом, но при этом иметь несколько штук в подменном фонде на квартал с возможностью оперативной замены. И третий: для повышения отказоустойчивости и сохранения работоспособности даже при аварийных отключениях внешнего силового питания, узлы серверов, передачи данных и модемов должны быть обеспечены источниками бесперебойного питания (ИБП).

    Более подробно рассмотрим левую часть схемы для поквартирного учета. Отметим, что могут быть использованы не только беспроводные счетчики, но и более надежные проводные решения. Это не изменит представленной общей концепции системы АСУР. Но, необходимо четко понимать, что применение проводных датчиков приводит к необходимости прокладки кабелей и трасс и, соответственно, к строительным работам, а значит и удорожанию системы. Беспроводные счетчики могут быть различных типов, главное - обеспечение питания с помощью батарейки и/или с помощью небольшой солнечной батареи на срок не менее 3 лет. Такие современные счетчики могут образовывать реконфигурированную динамическую сеть, которая при минимальной радиомощности каждого передатчика обеспечивает надежность системы сбора данных и управления. Причем количество раз передачи данных в сутки с такого счетчика может быть различно. От однократного для простых систем, до передач несколько раз каждый час, при получении данных потребления для анализа в реальном времени. Все данные, собираемые счетчиками, поступают на контроллер - этажный вычислитель, который подключен ко всем квартирам на этаже и обрабатывает данные с запасом не менее 10% по количеству подключенных счетчиков и мощности вычислений. Для обеспечения надежности работы контроллеров на этажах следует использовать небольшие ИБП. После обработки информация с каждого этажа поступает на контроллер, который выполняет функции домового сервера и гарантирует нужную степень архивации данных, преобразует их в стандартный формат и обеспечивает управление модемом для приема/передачи их дальше на центральные серверы учета ресурсов. Отметим, что для обеспечения дублирования в кольцевую сеть здания возможно включение двух и более серверов. А для сокращения стоимости отдельных звеньев системы возможно использовании одного сервера для нескольких подъездов. Также обратим внимание на использование двух модемов, которые могут функционировать в единой сети дома, поэтому любые данные от системы АСУР даже в случае аварии с одним модемом могут быть переданы через другое устройство. Функционирование модемов может быть различным, в зависимости от поставленных перед системой задач. Например, для снятия показаний с квартирных счетчиков достаточно раз в месяц центральному серверу учета "дозвониться" до домового контроллера - сервера и снять все показания за один раз, а для оперативного домового учета on-line достаточно несколько раз в час передавать центральному серверу эти данные. При этом важно выбрать наиболее приемлемые условия и тарифы операторов связи для передачи этой информации. Отметим, что в домах, которые подключены к Интернету, разумнее осуществлять передачу информации с его помощью. Эта же система может быть использована для передачи экстренной информации жителям, которые находятся вне дома, в виде электронных сообщений. Причем такая система АСУР в дальнейшем может быть легко расширена и интегрирована с видеонаблюдением, охранными и пожарными системами для обеспечения более безопасного и комфортного проживания в многоквартирном доме.

   Наверно, в идеальном случае, это должна быть система сбора данных подчиненная централизованной городской независимой организации, которая, с одной стороны предоставляет данные потребителю, чтобы он мог проанализировать и снизить потребление ресурсов, а с другой стороны предоставляет данные поставщику ресурсов для оперативных расчетов с потребителем. Тогда предложенная концепция дает ответ на очень непростой вопрос, каким образом пользователь узнаёт количество потребленных им ресурсов и вносит значения в платежные документы. Лучшее решение - когда все расчеты осуществляются единой транзакцией в соответствии с данными бланка, сформированными с помощью архивов центральных серверов. Пока что компаний, которые были бы полностью готовы к этому, у нас нет, но при такой системе АСУР этим могут заниматься не только ресурсоснабжающие предприятия, но даже ТСЖ и УК. В экстренном случае, данные можно будет получить либо с сайта организации расчетчика, либо непосредственно списать с ЖК-экрана этажного вычислителя после простых манипуляций с кнопками управления. В одном месте в такой системе АСУР пользователь может последовательно получить все показатели и по электроэнергии, и по теплу, и по газу, и по горячему и холодному водоснабжению.

   В России около 40 млн. домохозяйств и квартир. Подсчитано, что если их оснащать самым примитивным набором только электросчетчиков, то только общая стоимость устройств составит $1,5-1,7 млрд. А с учетом системы контроля в целом, с установкой и настройкой из расчета примерно в $100 на точку учета, минимальная суммарная стоимость проекта для всей страны может составить $5,5-5,7 млрд. Ведущие бизнес-компании начинают понимать перспективность этого инновационного направления и стараются заранее обеспечить свою долю на этом развивающемся рынке. Так АФК "Система" и "Роснано" уже могут стать участниками госпрограммы по оснащению российских квартир беспроводными "умными" счетчиками. Фонд содействия реформированию ЖКХ направил в Правительство письмо об этом и даже предложил программу внедрения беспроводных систем учета, в соответствии с которой необходимо будет наладить производство средств беспроводного контроля электричества, газа и воды. В этом письме предлагается утвердить список мероприятий до 1 февраля 2011 года.

   В заключении отметим сервисы, которые получат пользователи такой АСУР. Это автоматическая выписка счетов, возможность просмотра и анализа потребления всех ресурсов на сайте расчетчика через свою индивидуальную страницу, оперативное оповещение об аварийных ситуациях через SMS, e-mail и т.п., а также последовательная и постепенная интеграция с АСУЗ. Причем, первый этап внедрения напрашивается сам собой - реализация эффективного управления с учетом множества факторов для снижения общедомовых расходов по освещению подъездов и придомовой территории, отоплению дома и сокращение потерь на этих участках.

Владимр Пасеков/Клуб АСУЗ

   Выражаю признательность специалистам компаний, которые приняли участие в обсуждении этой статьи:
1. Павел Гирак, директор компании "Солитон", член Клуба АСУЗ, Киев
2. Александр Жужков, Исполнительный директор НПФ "Фокус Медиа", Зеленоград
3. Дмитрий Казаков, Заместитель генерального директора компании "Итриум", Санкт-Петербург
4. Михаил Рыбаков, Генеральный Директор компании "Итриум", Санкт-Петербург
5. Александр Тиманов, Генеральный директор компании "Комфорт Инжиниринг", член Клуба АСУЗ, Москва


Экскурсия на выставке HI-TECH BULDING 2010 от Клуба АСУЗ

8 декабря для политических деятелей, государственных чиновников, представителей СМИ, представителей ЖКХ, девелоперских, строительных, управляющих и эксплуатационных компаний Клуб АСУЗ предлагает организованную экскурсию "Энергосберегающие технологии для сферы ЖКХ". Она пойдет по всей выставке, состоится не только осмотр основных наиболее интересных стендов, но и можно будет получить ответы на самые актуальные вопросы. Сбор желающих состоится 8 декабря в 12:00 у входа в конференц-зал №1.

Пригласительный билет, высылаемый по запросу на eiba@inbox.ru, гарантирует включение в экскурсионную группу. Среди компаний, которые выразили поддержку проекту, участники выставки: LG, JCI, Delta Controls, Lonix, Фиорд, Симпл Инжениринг, A.P. Technology, Болид, МЦ Квадрат и Марбел.
Анекдот от Романа Трахтенберга

   Воспитательница из детского сада привела детей на экскурсию в зоопарк. Водит она их и рассказывает.
- Вот это большое животное с большими ушами - слон, с длинной шеей - жираф.
Подходят к клетке с обезьянами. Детишки прямо кидаются на клетку и кричат.
- Программисты, программисты!
- Почему вы так решили? - спрашивает воспитательница.
- А у них глаза красные и задница в мозолях.


Эта рассылка - официальный орган Клуба АСУЗ. Клуб уже международный, в нем есть компании и специалисты из Украины и России. И номер этот юбилейный, все-таки 40-ой.
Главное отличие этой рассылки от всех других СМИ - действительно открытая и бесплатная площадка для информирования рынка о всех направлениях автоматизации зданий и смежных областях. Поэтому нет конкурентов.
Специалисты и компании могут рассчитывать на опубликование их материалов, которые соответствуют нашей тематике.

Количество получателей открытой информации это не только забота редактора. Наша рассылка крупнейшая по количеству подписчиков в области автоматизации зданий.
И если вы считаете, что ваша информация достойна внимания - активнее предлагайте свои темы и рассказы.


С уважением, Куратор международного Клуба АСУЗ,
Пасеков Владимир
eiba@inbox.ru

Рассылка 'Автоматизация зданий для Дилетантов'
Вы можете оценить этот выпуск? Внизу рассылки есть строка, откуда можно быстро и просто поставить отметку или написать свой отзыв.

Для получение новостей рынка подпишитесь на Интернет-газету "Вести автоматизации зданий"
Хочешь читать профессиональные материалы? Подписка на рассылку "Автоматизация зданий для всех"

В избранное