Retrofit z pohledu měření a regulace

Datum: 26.3.2018  |  Autor: Ing. Jan Vidim  |  Recenzent: Ing. Pavel Halabala, jednatel Ziehl-Abegg s.r.o.

Zařízení pro měření a regulaci (MaR), stejně jako ostatní systémy TZB, procházejí svým životním cyklem, na jehož konci je nutné systém rekonstruovat. Zásadní podmínkou úspěšného retrofitu je stanovit si požadovanou dobu životnosti rekonstruovaného zařízení.


© Fotolia.com

Ta se logicky odvíjí od záměrů vlastníka budovy. Jelikož ale systém MaR je úzce provázán s dalšími funkčními celky, jako je vytápění, vzduchotechnika, silnoproudé rozvody, osvětlení atd., musíme při návrhu retrofitu brát ohled i na ně. Podívejme se na orientační doby životnosti jednotlivých částí, s kterými je systém MaR propojen (samozřejmě zde předpokládáme jejich řádnou instalaci a pravidelnou údržbu):

ČástFyzická životnost (roky)Morální životnost (roky)
Potrubí 50 a víceneomezeně
Ventily15cca. 40
Kabeláže20-30cca. 50
Rozvaděče s vybavením1530
Vstupní periferie (čidla atd.)20-2520-30
Řidicí systém, PLC, moduly15-2010-15
Software, program. nástroje10 (závisí na OS)15
PC (programování, vizualizace)75
Operační systém PC50.1 (neustálé aktualizace)

Pro optimální využití by jednotlivé části musely být rekonstruovány vždy těsně před koncem jejich životnosti. To v praxi není dobře možné, snažíme se spíše optimalizovat celkové náklady na vlastnictví systému nebo lépe budovy (total costs of ownership, TOC) a proto se rekonstrukce provádějí pro více částí najednou. Tento postup ovšem může buď vést k výměně částí, které by ještě mohly nějaký čas sloužit, nebo naopak k provozování komponent, které jsou daleko za hranicí životnosti a představují značné riziko při poruše, nebo přinejmenším snižují komfort či energetickou účinnost zařízení. S tím ale musíme v praxi počítat.

Nyní, v r. 2018, jsme v situaci, kdy již první vlna instalací MaR (v podobě mikroprocesory řízených systémů, u větších budov volně programovatelných) z 90. let je za hranicí fyzické životnosti a retrofit MaR je denním chlebem všech hráčů na trhu. K nahrazování dochází zejména z těchto důvodů:

  • ztráta funkčnosti zařízení nebo jeho části vlivem fyzického zastarání
  • změna tepelně technických vlastností budovy např. vlivem zateplení, obvykle spojeno s rekonstrukcí otopného systému, je zde nutnost úprav parametrů regulace nebo přeprogramování
  • požadavek na připojení systému MaR přes internet na centrálu s vizualizací (obchodní řetězce, firmy poskytující služby správy nemovitostí atd.)
  • požadavek na dálkový přístup přes web, hlášení alarmů na e-mail, SMS atd. (menší objekty, kotelny, výměníkové stanice)
  • nemožnost servisování dosavadního systému – výrobce již neexistuje nebo nepůsobí na místním trhu, není k dispozici dokumentace, zdrojový software, know-how atd.
  • nejsou dostupné náhradní díly, servisní a obchodní politika dodavatele MaR je nepřijatelná
  • nový vlastník nemovitosti sjednocuje dodavatele zboží a služeb, mezi nimi i MaR
  • retrofit otopného systému, VZT atd., kdy MaR je subdodávkou technologií
  • snaha o úspory energií prostou výměnou řídicího systému (což se nemusí vždy podařit).

Pokud je retrofit plánovaný, obvykle probíhá mimo topnou sezónu a práce nemají vliv na dodávky energií a komfort uživatelů. Vlastníci, hnáni snahou o snižování nákladů, bohužel někdy nechávají servisní zásah až na poslední chvíli a čekají, až se zařízení někdy doslova rozsype. V některých případech mohou pomoci postupné rekonstrukce. Ty lze plánovat v případech, kdy zadavatel spravuje více instalací vybavených stejným řídicím systémem. Náhrada jedné instalace systémem novým poskytne náhradní díly ke starému systému (čidla, vstupně-výstupní moduly, někdy i podstanice) pro udržení dalších instalací v provozu. Postupnou výměnou prodloužíme celkovou životnost všech instalací, rozložíme montážní práce v čase a ochráníme původní investice. Tato strategie ovšem vyžaduje důkladné know-how pro montáž, programování a oživování starého systému. Musíme myslet i na takové detaily, jako jsou programovací nástroje, které nezřídka pracují pod operačními systémy dnes již nedostupnými (MS-DOS). Provozuschopnost několikamegawattové kotelny pak stojí a padá s dvacet let starým laptopem, pečlivě ukrytým na dně servisní skříně. Rizika i výhody tohoto přístupu musí vyhodnotit provozovatel.

Příklad částečné náhrady řídicího systému

Jako schůdná low-cost strategie se osvědčilo postupné nahrazování kritických částí systému novými komponenty za pomoci komunikačních rozhraní. Typickým příkladem jsou systémy Unigyr a Visonik (Landis & Gyr), kterých byly v ČR i sousedních zemích od roku 1990 instalovány desetitisíce. Ty používají vstupně-výstupní moduly na sběrnici P-Bus. Pro ni existuje převodník na otevřený protokol Modbus RTU, takže staré moduly jsou dostupné z nových programovatelných regulátorů.


Převodníky P-Bus/Modbus dodávala nizozemská firma Persy, ta ovšem již jejich výrobu ukončila. Dnes je najdeme např. v sortimentu firmy Domat. Pro instalace v ČR může být také zajímavý převodník M005 (Sauter EY2400 na RS232) ve spojení s podstanicemi IPLC510, které protokol Sauter implementují. IPLC510 dokáže integrovat více než 50 komunikačních protokolů, mj. N2-Bus, který používají I/O moduly JCI. Výbornou inspiraci dále poskytuje španělský Intesis, dodávající řadu rozhraní pro konverzi protokolů pod společnou značkou IntesisBox.

Varianty částečné rekonstrukce a její rizika

Rekonstrukce může nabývat jedné z těchto podob:

  1. Náhrada pouze PC a vizualizačního software (SCADA) pro morální obnovu a příp. připojení do nadřazeného systému.
  2. Náhrada PC, SCADA, podstanic; zůstávají vstupně-výstupní moduly a silnoproud (viz příklad výše).
  3. Kompletní výměna řídicího systému, zůstává silnoproud.
  4. Totální náhrada zařízení včetně periferií, rozvaděče, kabeláže atd. (u starých zařízení nejspolehlivější).

Jednotlivé kroky mohou být realizovány postupně, podle toho, jak staré zařízení „odumírá“. V tomto případě bychom ale měli zvážit, jestli se nevyplatí rovnou celý systém vyměnit. Kompletní výměně většinou brání neochota provozovatele, který má rozpočet na havarijní servisní práce, ale již ne na celkovou plánovanou rekonstrukci.

Částečná rekonstrukce s sebou nese ovšem také rizika.

Není možné dobře odhadnout cenu.

V dobré a transparentní smlouvě by mělo být počítáno s možnými vícepracemi, neboť není možné dopředu přesně stanovit, co bude nutné během rekonstrukce vyměňovat (čím podrobnější diagnostika, tím vyšší náklady). Bohužel zákazník často vyžaduje cenu pevnou, aby mohl plánovat rozpočet. To vede k situaci, kdy dodavatel okrádá buď sebe, nebo zákazníka. Bylo by proto vhodnější, kdyby investor mohl počítat s částkou, která se může měnit podle skutečně provedených prací, a to i v jeho prospěch.

Při rekonstrukci dojde k nevratnému poškození části zařízení bez možnosti vrátit se zpět

Je pak nutné měnit i součásti, jejichž náhrada nebyla plánována, nebo dokonce provést kompletní výměnu řídicího systému či totální náhradu zařízení. Čtvrt století staré komponenty se někdy doslova rozpadají pod rukama, dojde k poškození periferií, které nemají v aktuálním sortimentu náhradu, pro nové periferie pak potřebujeme nové vstupní moduly atd. Je proto dobré počítat s variantou „fallback“, tedy s nouzovým uvedením do původního stavu. To bývá možné při přepojování vstupně-výstupních modulů na novou podstanici, kdy – pokud se nepodaří během jednoho dne zařízení kompletně oživit – můžeme zpět připojit starou podstanici s původním softwarem a nechat zařízení běžet postaru až do příští návštěvy.

Výsledek nezapadá do konceptu zadavatele.

Zde bývá na vině neúplné zadání nebo nekompletní projekt. Systém MaR představuje při rekonstrukci celého zařízení jen několik procent celkových nákladů a podle toho mohou vypadat priority generálního dodavatele; systém je vybrán pouze s ohledem na cenu nebo na časové možnosti instalační firmy a pak se ukáže, že není možné jej integrovat do nadstavby, společné pro desítky dalších budov, které zadavatel spravuje.

Práce se systémem, který již není výrobcem podporován

Jako dodavatel je vybrána firma o jednom člověku – OSVČ, která může poskytnout plné nasazení a osobní přístup, „dá se s ní domluvit“, za dobrou cenu. Je to výhodné zejména tehdy, probíhá-li rekonstrukce po nocích a o víkendech atd. Živnostníci mívají silné know-how, a to včetně místního, pokud zařízení servisují déledobě. Musíme však zvážit i zjevná rizika situace, kdy projekt v hodnotě miliónů s kritickým časovým termínem stojí a padá s jediným programátorem a např. jeho zdravotním stavem.

Prodlužování životnosti zařízení vzhledem k životnosti „ekosystému“

Servis projektu stojí a padá s dostupností nástrojů, jako jsou programovací softwary, převodníky, konfigurační programy a podobně, které nemusejí vždy být podporovány aktuálními verzemi operačních systémů. S poruchou původního počítače ztrácíme možnost jakkoli zasahovat do zařízení.

Projektování

Na projektanta klade retrofit vysoké nároky: k původnímu zařízení nebývá dokumentace, komunikační schopnosti starších podstanic se mohou lišit podle verzí softwaru, které není snadné zjistit atd. Pokud se nejedná o totální rekonstrukci, doporučujeme vybrat jako dodavatele firmu, která může z podobných zakázek poskytnout reference. Při specifikaci je nutné zvážit i to, zda budou dostupné všechny potřebné nástroje, jako konfigurační programy, převodníky atd., včetně prostředí, nutného pro jejich běh (starší operační systémy). Ideální je provést test „na stole“ s původním zařízením.

Kromě kalkulace částečné rekonstrukce doporučujeme pro srovnání i odhadnout náklady na totální rekonstrukci MaR. Pokud nebude rozdíl výrazný, investor možná zvolí druhou variantu. Při rozhodování by měla být brána v úvahu celková požadovaná životnost objektu, tedy například pokud víme, že za pět let bude budova kompletně rekonstruována i po stavební stránce, bude možná ekonomičtější zkusit „nechat systém dožít“ i za cenu zvýšených servisních nákladů nebo nákladů na energie. Tato úvaha však již vyžaduje hlubší kalkulaci, neboť provozní náklady mohou například u vzduchotechnické jednotky za celou dobu její životnosti dosáhnout cca. trojnásobek pořizovacích nákladů.

Při rozhodování pomáhá srovnání více variant nabídek na retrofit podle stupňů uvedených výše a vyhodnocení spotřeby energií z minulých období (ideálně v porovnání s jinými podobnými objekty, které již rekonstrukcí prošly – tzv. benchmarking). Poslední slovo ale má investor a jeho ochota investovat; ta bude dána návratností navrhovaných opatření. Právě částečná rekonstrukce, která představuje nižší náklady než totální výměna systému, může být opatřením se zajímavě krátkou dobou návratnosti. Zároveň přinese výraznou přidanou hodnotu v podobě konektivity na vizualizační systém, vazby na systémy pro energetický management, nebo i jen možnosti ovládat systém přes mobilní aplikaci.

 
Komentář recenzenta
Ing. Pavel Halabala, jednatel Ziehl-Abegg s.r.o.

Souhlasím s autorem a platí to i u vzduchotechniky, že v řadě instalací v režimu retrofit se jedná o produkty na míru a práce projektanta i realizační firmy je náročnější.
Řešení na míru je nutné ať už kvůli původnímu řešení nebo kvůli tomu, co zákazník od retrofitu očekává.
Na původním řešení nejdříve proběhne inspekce a měření a poté, na základě dat a posouzení návrhu řešení vzhledem k představám investora, vznikne koncept řešení.

Modernizace klimatizačních zařízení je aktuální, mnoho zařízení je zastaralých a upgrade je nutný. Retrofit je rozhodně zajímavé téma. Jde o opatření se zajímavým potenciálem úspor energie a s rychlou návratností. Výsledkem retrofitu ve VZT je zvýšení energetické účinnosti, úspora prostoru, snížení hluku a snížení nákladů na údržbu. Motivem zákazníka může být také snaha o optimalizaci proudu vzduchu a respektování nové legislativy, ať už se jedná o ekodesign, ErP nebo hluk v obytných oblastech.

Návratnost u retrofitů ve větrání se pohybuje většinou kolem 2-3 roků. Od radiálních ventilátorů před 20 lety jsme dnes úplně někde jinde. Výkonnější ventilátory jsou také vítanou rezervou pro letní měsíce.

English Synopsis
Retrofit in terms of measurement and regulation

Measuring and control devices as well as other HVAC systems, run through their lifecycle, at the end of which the system needs to be reconstructed. A key condition for a successful retrofit is to determine the required life of the refurbished equipment.

 

Hodnotit:  

Datum: 26.3.2018
Autor: Ing. Jan Vidim   všechny články autora
Recenzent: Ing. Pavel Halabala, jednatel Ziehl-Abegg s.r.o.



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Google+  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


Témata 2018

Slunce v domě on-line

Stav nabití BAT:--- %
Roční soběstačnost:--- %

Tabulky a výpočty

Partneři - Elektrotechnika

 
 

Aktuální články na ESTAV.czStát letos rekordně podpoří stavbu cyklostezek, přibude 50,1 kmFOR ARCH 2018 upozorní nejen na novinky v legislativě, ale i na časté chyby ve stavebnictvíStavební připravenost pro venkovní a vnitřní stínění domů i bytůSenát schválil úpravy vzniku společenstev vlastníků bytů