Smart Hotel: гостиница на автомате

В 1970-х годах благодаря специалистам Вашингтонского института в мире появилось понятие intelligent building («интеллектуальное здание»). Данным термином обозначалась система, которая анализировала ситуацию в помещениях и согласно заложенным алгоритмам принимала соответствующие решения: открыть окно, включить свет, снизить громкость аудиосистемы и др. Чуть позже появилось другое, более известное и более близкое в наше время понятие — Smart House («Умный дом»).

Описанная концепция применяется не только в частных домах и квартирах, но и гостиницах. Интеллектуальная система контролирует отопление, кондиционирование, освещение, работу электроприборов и др.

Основными элементами системы intelligent building являются датчики, которые «чувствуют» изменения в окружающей обстановке (колебания температуры или уровня влажности), регистрируют движение и пр. Сигналы от измерителей передаются на исполнительные устройства. После обработки данных, собранных датчиками, система сама включит и выключит свет и приборы (радиатор, кондиционер). Центр управления системой — электрический щит, в котором располагаются микропроцессоры, контроллеры и другие логические модули.

В «умном отеле» есть возможность управлять каждой комнатой индивидуально. Можно установить в номерах специальные «пульты», состоящие из экрана и всего одной поворотной клавиши. Последняя позволит выбирать нужные функции меню. Для централизованного контроля используются сенсорные панели с дисплеем 9? или 12?. На стартовой странице находится визуализированный план гостиницы. Диспетчер регулирует работу системы в любом помещении, выбрав его на сенсорном экране. Далее можно составить индивидуальную программу для постояльца, например, настроить яркость ламп, положение жалюзи и температуру.

При помощи системы автоматизации здания гостиницы получается сократить потребление электроэнергии на 40 %.

Основными элементами системы intelligent building являются датчики, которые «чувствуют» изменения в окружающей обстановке, регистрируют движение и пр. Сигналы от измерителей передаются на исполнительные устройства

Посчитаем?

Рассмотрим мини-отель на 10 номеров. Половина гостей уходит утром и оставляет в номере включёнными свет и кондиционер (в холодное время года — обогреватель). Кроме того, целый день в пустых коридорах горят лампочки.

В номерах установлено по пять экономичных светильников мощностью 20 Вт каждый, они работают «впустую» в среднем шесть часов в день. Столько же часов в период с июня по август вхолостую функционирует кондиционер мощностью 2,5 кВт, а с ноября по март — обогреватель (3 кВт). В коридорах 16 лампочек по 20 Вт горят зря по 14 часов в сутки (так как нужны только в том случае, если кто-то идёт к номерам).

Итого лишний годовой расход на примере небольшого отеля на 10 номеров. Освещение номеров:

20 Вт х 5 лампочек х 6 ч х 365 дней х х 5 номеров = 1095 кВт·ч.

Освещение коридоров:

20 Вт х 16 лампочек х 14 ч х 365 дней ~ ~ 1635 кВт·ч.

Электрорадиаторы в номерах:

3,0 кВт х 8 ч х 182 дня х 5 номеров = 21 840 кВт·ч.

Кондиционеры в номерах:

2,5 кВт х 8 ч х 91 день х 5 номеров = 9100 кВт·ч.

Суммарное потребление:

1095 кВт + 1635 кВт·ч + 21840 кВт·ч + 9100 кВт·ч = 33 670 кВт·ч.

Согласно тарифной сетке Мосэнергосбыта, 1 кВт·ч владельцу отеля обходится в 4,2 руб. Итого за год «в трубу» улетает: 33670 кВт·ч х 4,2 руб/кВт·ч = 141 414 руб.

Бойцы невидимого фронта

Внутренняя система электроснабжения является одной из важнейших инженерных сетей отеля, но далеко не единственная. Также для создания комфортных условий в номерах необходимы системы отопления и водоснабжения, вентиляции и кондиционирования, отвода стоков, пожарной безопасности и др. Работа любой из перечисленных систем невозможна без качественного насосного оборудования, которое так же, как и любые приборы, может быть экономичным.

Как утверждают эксперты гостиничной отрасли, самые большие энергопотребители — системы отопления/охла- ждения и водоснабжения, а точнее — инженерное оборудование, установленное в данных системах. В среднем на насосы приходится до 70 % всего энергопотребления отеля (рис. 1).

«Потенциал экономии электроэнергии, используемой насосами, огромен. Общие финансовые затраты можно сократить на 20-60 процентов, — уверен Роман Марихбейн, руководитель по развитию бизнеса департамента промышленного оборудования компании Grundfos. — Главное при строительстве или реконструкции отелязаложить в проект энергоэффективное оборудование».

Система водоснабжения

Задача оборудования: обеспечить хороший напор воды в каждом номере (независимо от этажности гостиницы) в любое время суток.

Постоянное давление в системе способны обеспечить повысительные установки, которые состоят из нескольких насосов и шкафа управления. Бюджетное оборудование оснащено задвижками, которые регулируют (увеличивают или уменьшают) объём подаваемой воды. Очевидно, что данный способ нерационален — насосы круглосуточно работают на полную мощь, потребляя электричество. Альтернативой могут стать насосные установки на базе оборудования с частотно-регулируемым приводом: пока постояльцам не нужна вода, они будут работать с минимальной скоростью, потребляя мало электроэнергии. Как только начнётся водоразбор, оборудование за счёт увеличения скорости вращения двигателей поддержит нужное давление и необходимый напор воды во всех кранах. Контроллер, установленный в шкафу управления, проводит измерения параметров системы в режиме «реального времени», а после подаёт сигналы насосному оборудованию, которое уже обеспечивает необходимое давление в сети.

Для создания комфортных условий в номерах отеля, помимо системы электроснабжения, необходимы также системы отопления и водоснабжения, вентиляции и кондиционирования, отвода стоков, пожарной безопасности и др.

«Установки на базе регулируемых насосов позволяют существенно снизить финансовые расходы. Например, в португальском отеле Radisson Blue Lisbon во время реконструкции в системе водоснабжения была смонтирована установка повышения давления Hydro MPC. В результате удалось сократить энергопотребление системы на 80 процентов. Первоначальные инвестиции в размере 22 340 евро окупились за шесть с половиной лет, — рассказывает Роман Марихбейн (Grundfos), — а расчётная экономия за весь срок службы оборудования (15 лет) составит немалую сумму в 55571 евро».

Директору немецкого отеля Steigenberger-Hotel Торстену Шульце удалось уменьшить расход электричества на 40 %. Для достижения такого результата все галогеновые лампочки в гостинице были заменены на светодиодные, на кухне появились индукционные плиты, а в номерах — современная вентиляционная техника. Энергию для питания отеля получают из альтернативных источников. В итоге за месяц отель экономит столько же электричества, сколько расходуют в среднем 500 семей.

Ещё один пример — Хорватия. На курорте Подстрана несколько лет назад была построена гостиница Split, которая стала первым отелем категории «А» в государстве. Вода в отеле нагревается при помощи солнечных батарей, помещения оснащены светодиодными лампами, за режимами работы кондиционеров следит электронная система.

Система отопления и охлаждения

Задача оборудования — оперативно подстраиваться под потребности постояльцев, обеспечивая необходимую подачу теплоносителя или хладагента. В данном случае, как и в системе водоснабжения, наилучшим решением станут регулируемые насосы. «Специально для владельцев гостиниц существуют циркуляционные насосы Magna1 и Magna3. Первые имеют девять встроенных режимов управления, что даёт возможность выбрать оптимальный вариант работы, соответствующий изменяющимся условиям использования насоса. Настроить оборудование довольно просто, что дополнительно сокращает расходы на эксплуатацию, — рассказывает Роман Марих- бейн (Grundfos). — Насосы серии Magna3 имеют функцию FLOWAdapt, благодаря которой они анализируют потребности инженерных систем и автоматически подстраивают свою работу под них. Например, если с помощью термостатических клапанов регулируется подача теплоносителя, насос это “замечает” и снижает либо повышает частоту вращения двигателя, тем самым уменьшая или увеличивая расход теплоносителя. Результатом является высокий уровень комфорта и минимальное энергопотребление».

Посчитаем?

Предположим, что в системе горячего водоснабжения уже рассмотренного выше отеля установлен нерегулируемый циркуляционный насос мощностью 550 Вт. Оборудование эксплуатируется круглый год, то есть 8760 часов. На максимуме насос работает лишь четверть времени, ещё четверть — на 75 %, а оставшиеся доли — на 50 и 25 %, соответственно, что связано с нестабильным расходом горячей воды. Получается, что ежегодная потребляемая мощность оборудования — 3078 кВт·ч. Таким образом, затраты составляют:

3078 кВт·ч х 4,2 руб/кВт·ч = 12 927,6 руб. в год.

Если заменить устаревшие насосы на Magna1 или Magna3, картина принципиально изменится. Современные модели потребляют 172 Вт·ч, а за год — 611 кВт·ч.

Такой показатель достигается за счёт низкого индекса энергоэффективности, который составляет всего 0,18. Таким образом, ежегодные затраты на насосы: 611 кВт·ч х 4,2 руб/кВт·ч = 2566,2 руб. Получается, что, заменив оборудование, владелец гостиницы получит экономию 10 361,4 руб. в год.

Расчёт выполнялся только для одного насоса, но в отеле функционируют несколько единиц оборудования — в системе отопления и горячего водоснабжения. Если на каждом насосе сберегать около 10 тыс. руб. в год, то общая экономия выйдет существенной: от 50 тыс. до 100 тыс. руб. для небольшой гостиницы. Результаты расчёта сведены в табл. 1.

В жаркий летний день солнечные батареи площадью 12 м2 способны генерировать 1,2 кВт энергии, чего вполне достаточно, допустим, для охлаждения кондиционерами класса энергетической эффективности А+ помещения 50 м2

Есть альтернатива

Владельцы гостиниц могут не просто сократить затраты на электроэнергию, а свести их к нулю. Помогут в этом так называемые альтернативные источники энергии. Наибольшей популярностью пользуются солнечные батареи — они состоят из набора фотоэлектрических преобразователей, превращающих энергию солнца в электрическую. Подсчитано, что в жаркий летний день солнечные батареи площадью 12 м2 способны генерировать 1,2 кВт энергии, чего вполне достаточно, допустим, для охлаждения кондиционерами класса энергетической эффективности А+ помещения площадью 50 м2. Во многих зонах с постоянными ветрами хорошим дополнением к солнечным батареям могут стать ветрогенераторы. Такого сочетания в климатических условиях Подмосковья достаточно, чтобы обеспечить энергией коттеджный посёлок.

Интересный подход к альтернативной энергетике демонстрируют владельцы датского отеля Crowne Plaza Copenhagen Towers: в фитнес-центре гостиницы установлены два велосипеда-генератора, которые подключены к основному источнику питания здания. Любой человек может внести свой вклад в энергообеспечение здания, просто покрутив педали. Как рассказывают администраторы гостиницы, особо активных постояльцев, которые желают поддержать идею получения энергии из возобновляемых источников, награждают бесплатным ужином за выработанные 10 Вт. Для такого результата достаточно позаниматься на велотренажёре около 10 минут.

Конечно, это не единственная мера, применяемая для сокращения энергопотребления в копенгагенской гостинице. Так, южные фасады отеля представляют собой солнечные батареи, система охлаждения и отопления использует грунтовые воды, а во всех инженерных сетях установлено насосное оборудование Grundfos с энергоэффективными двигателями и частотным регулированием.

Стоит отметить, что приведённые в этой статье рекомендации универсальны. Они подходят как для региональных мини-гостиниц, так и для роскошных сетевых отелей.