Utilizarea eficienta a energiei este tema de actualitate, fiind deja in dezbatere de aproape doua decenii si avand sanse mari sa continue sa suscite atentia specialistilor pentru o lunga perioada. In Europa, mai ales in statele puternic industrializate, echipamentele instalate la momentul actual sunt depasite din punct de vedere tehnic si moral. De exemplu, din aproximativ 21 de milioane de centrale termice instalate in Germania, doua treimi nu mai indeplinesc standardele tehnologice curente in materie de consum si randament. Industria de profil dispune de un portofoliu bogat de solutii de inalta eficienta, care au capacitatea de a solutiona rapid problema atat pentru constructiile noi, cat si pentru lucrarile de renovare. Sistemele cu alimentare hibrida, de exemplu, permit obtinerea unui nivel ridicat de performanta, in conditiile utilizarii unei cantitati insemnate de energie regenerabila.

 

Solutia viitorului - celule energetice, alimentate cu gaz natural
O pompa de caldura folosita in tandem cu un boiler in condensare reprezinta un model ilustrativ pentru o astfel de tehnologie. Principiul de functionare presupune preluarea partiala a sarcinii termice de catre pompa de caldura, in perioadele in care cererea de agent termic este relativ limitata, rolul celuilalt element fiind de a prelua varfurile de energie, cand este necesar. In mod similar, o pompa de caldura poate functiona in paralel cu o centrala pe combustibil solid. Un alt exemplu care si-a dovedit fezabilitatea este cel constituit prin combinarea unei unitati in condensare cu o instalatie termica solara, aceasta fiind compatibila cu aproape orice tip de constructie. In cazul cladirilor moderne, datorita gradului ridicat de termoizolare a acestora si eliminarii aproape complete a puntilor termice, pompele de caldura din dotare - devenite deja echipamente preferate de dezvoltatori si beneficiari - devin singurele surse de energie, avand in vedere cererea limitata de caldura. In cazul in care se doreste obtinerea unui grad sporit de independenta energetica, exista posibilitatea alimentarii acestor sisteme prin intermediul unor panouri fotovoltaice, ce pot transforma energia solara in curent electric, folosit ulterior pentru alimentarea surselor de incalzire. Pentru optimizarea managementului, in viitor va spori in mod exponential utilizarea sistemelor electronice de gestionare a consumului energetic (asa-numitele HEMS), ce vor avea rolul de a optimiza echilibrul dintre productie si utilizare. Concret, excesul de electricitate, care nu-si gaseste imediat utilitatea in productia de caldura, ar putea fi stocat in baterii speciale (eventual, pe baza de hidrogen) pentru o folosire ulterioara. Insa tehnologia care va revolutiona cu siguranta domeniul incalzirii locuintelor - si nu numai - este cea a celulelor energetice, alimentate cu gaz natural, care au capacitatea de a transforma energia chimica in energie electrica si caldura. Aceste produse sunt extrem de eficiente si au o amprenta nula de carbon, pentru a nu mai aminti faptul ca anumite gaze naturale sunt foarte ieftin de produs, constituindu-se in alternative viabile la resursele fosile in prezent.

 

Aplicatii de diagnoza la distanta si monitorizarea functionarii
Digitalizarea reprezinta o alta provocare curenta a domeniului producerii de agent termic, indiferent daca este vorba despre solutii sau sisteme digitale. Toate centralele moderne beneficiaza de conectare la internet, iar operatorii au sarcinile simplificate prin acces facil la setarile echipamentelor, cu ajutorul unui dispozitiv mobil inteligent, fara a mai fi necesare aplicatii greoaie de programare si control. Cantitatea de caldura poate fi reglata rapid si de la distanta, prin intermediul unui smartphone obisnuit, care asigura economii semnificative, gratie facilitatii de monitorizare in timp real a starii sistemelor. In cazul instalatiilor hibride, dispozitivele inteligente pot calcula instantaneu si afisa contributia energiei solare sau a celei generate de sol la functionarea unei pompe de caldura. Date vitale despre prezenta sau absenta utilizatorilor pot fi colectate si procesate, pentru a adapta corespunzator functionarea sistemului. Exploatand informatiile de mare acuratete din zona meteorologica, centralele pot fi alimentate cu date importante care sa le permita ajustarea automata a parametrilor in functie de aceste variabile. Conform unor studii recente, digitalizarea are capacitatea de a potenta cu minimum 15% sectorul tehnologiilor de incalzire, prin economiile de resurse pe care le poate sustine. In plus, au fost identificate oportunitati similare pentru segmentele de instalatii sanitare si echipamente de conditionare a aerului. De pilda, la cerere, o companie de instalatii poate primi acces la serverele furnizorului de materiale, pentru a identifica cele mai bune optiuni pentru o aplicatie sau a solicita suport pentru diverse situatii tehnice. Diagnoza la distanta ramane una dintre cele mai importante facilitati, care permite economii importante de timp si solutionarea rapida a deficientelor de functionare.

 

Instalatii de ventilare cu mecanisme pentru analiza calitatii aerului
Statisticile indica faptul ca oamenii petrec mai mult de 80% din timp in incinte inchise si de aceea calitatea aerului din interior a devenit un indicator indispensabil de confort. Alte studii demonstreaza ca, la concentratii de dioxid de carbon mai mari de 1.500 ppm (parti la un milion), capacitatea de atentie a utilizatorilor se diminueaza semnificativ. O mare parte din aceste gaze sunt generate chiar de aerul expirat de oameni (circa 20 de litri/ora), in multe state dezvoltate existand deja reglementari stricte de limitare a indicatorilor respectivi la o valoare de 1.000 ppm. In plus, calitatea aerului poate fi compromisa si de alti factori poluanti, dintre care cei mai periculosi sunt compusii organici volatili (VOC) emisi de diversele materiale folosite in amenajarile interioare. O solutie la problemele expuse o reprezinta tehnologiile sofisticate de asigurare a calitatii aerului, respectiv instalatiile de ventilatie cu diverse grade de complexitate. Solutiile moderne din categoria mentionata sunt dotate cu mecanisme de mare acuratete pentru calculul compozitiei aerului din incinte, in functie de numarul de oameni prezenti. Ulterior, acestea proceseaza gazul existent, eliminand prin filtrare particulele solide, polenul si alti factori de poluare. Reinnoirea permanenta a aerului prin sisteme speciale de conducte reprezinta o metoda eficienta de economisire a energiei, gratie eliminarii riscurilor date de ventilarea mecanica, prin intermediul ferestrelor. Toate unitatile moderne din aceasta categorie sunt echipate cu mecanisme de recuperare a caldurii, care au capacitatea de a asigura pastrarea a pana la 90% din energia termica inclusa in aerul evacuat. Cu ajutorul acestei resurse, aerul proaspat care este aspirat pentru a fi introdus in incinta este incalzit sau racit, in functie de solicitari, asigurand, astfel, o imbunatatire neta a scorului de sustenabilitate.

 

Sisteme „umede” de backup, pentru continuarea procesului de incalzire
Sistemele cu functionare pe baza de combustibil solid sunt o alternativa de luat in considerare intr-o perioada de mare volatilitate a pietei hidrocarburilor. Un arzator de lemne sau materiale derivate garanteaza o diminuare a costurilor cu incalzirea, contribuind suplimentar la asigurarea unei atmosfere confortabile in interior. Produsele moderne din aceasta categorie sunt executate din otel sau fonta, iar instalarea lor este foarte rapida. Arzatoarele pe baza de peleti ofera o incalzire uniforma a incintei si au un design asemanator celor care folosesc lemnul ca sursa de caldura. Incarcarea acestor sisteme este complet automata, peletii fiind trimisi in camera de ardere dintr-un rezervor de stocare integrat, prin intermediul unui sistem electronic de conveiere. Un termostat contoleaza cantitatea de material si de aer necesare pentru a atinge si mentine temperatura stabilita de utilizator. In functie de dimensiunea rezervorului si de puterea reglata in prealabil, o astfel de „soba” poate functiona cateva zile fara a necesita realimentarea. Si pe acest segment au aparut solutiile hibride, combinand o pompa de caldura sau o instalatie termica solara cu un semineu cu design modern, atat incalzirea spatiului, cat si productia de apa calda menajera (ACM) fiind asigurate in mod continuu si fara emisii de dioxid de carbon. In anumite conditii climatice, cu precadere in zonele temperate, in intervalul mai - septembrie este necesara exclusiv producerea de ACM, iar acest lucru poate fi realizat doar cu ajutorul sistemelor termice solare. In celelalte luni insa sunt necesare surse suplimentare de caldura, iar centralele pe baza de lemn sau peleti pot fi o solutie viabila. Urmatorul pas ar fi acela al alegerii unui sistem „umed” adaptat la centrala, prin intermediul unui schimbator de caldura (popular cunoscut sub denumirea de „sac cu apa”). In momentul in care soba ajunge la temperatura stabilita, apa care a fost incalzita prin intermediul focului este pompata in sistemul de conducte si alimenteaza inclusiv rezervorul de ACM. Daca, de exemplu, focul se stinge pe timpul noptii, rezervorul cu functie de tampon, care a stocat toata energia in exces, preia automat sarcina de incalzire.

 

Internet of Things, o metoda ideala de optimizare a consumului energetic
Viitorul apartine in mod cert cladirilor cu un nivel inalt de eficienta energetica. Sistemul Internet of Things (IoT) a intrat deja in cotidian si influenteaza puternic functionarea constructiilor. Integrarea echipamentelor din dotare in retele digitale universale va avea un impact semnificativ asupra economiilor potentiale de energie, datorita controlului si monitorizarii neintrerupte a tuturor activitatilor, prin intermediul unei unitati centrale de procesare. Un exemplu ilustrativ de coordonare perfecta este reprezentat de sistemul inteligent de programare a metroului din Tokio, care echilibreaza traficul de persoane din statii la ore de maxima aglomeratie, prin evitarea intersectarii inutile a traiectoriilor acestora, in timpul tranzitului. Beneficiul este constituit de obtinerea unei maniere relaxate si civilizate de transport public. In mod similar, cladirile inteligente pot fi echipate cu interfete care sa le asigure comunicarea cu alte cladiri inteligente, precum si cu sistemele relevante de infrastructura (cum ar fi, de pilda, cea de electricitate). Aceste retele au capacitatea de a asigura o comunicare bilaterala, scopul fiind acela de a optimiza consumul energetic indivitual, fara a sacrifica exigentele de confort sau a periclita integritatea retelelor de electricitate, prin suprasolicitarea acesteia cu varf de sarcina. De asemenea, un alt obiectiv este si acela de limitare a impactului negativ asupra mediului exercitat prin cresteri bruste ale consumului de curent electric. Pot fi utilizate numeroasele posibilitati pe care sistemul IoT le ofera in ceea ce priveste stocarea, electrica sau termica, de energie. Exploatarea optima a tarifelor flexibile de electricitate, auto-generarea de energie si prognozele avansate de consum constituie alte avantaje pe care doar un astfel de sistem le poate oferi. Automatizarea cladirilor moderne implica si optimizarea lor, iar aceasta depinde, la randul sau, de numarul de utilizatori care beneficiaza la un anumit moment de un serviciu specific, solutia fiind data tot de integrarea IoT. In mod suplimentar, sistemul isi poate dovedi utilitatea in demersuri de orientare si pozitionare, facilitand economii importante de timp.