Эту школу построили в Челябинске в 2019 году. Смонтировали современную систему вентиляции, использовали вентустановки (15 штук) компании «ВЕЗА», одного из лидеров на рынке РФ. Не поскупились, но получили вот такой результат:
Видно, что система нагрева воздуха была разморожена. Пострадали и калориферы, и насосы. Причем, произошло такое не на одной вентустановке, и не один раз. Как так? Вентиляционную систему смонтировали по проекту, который прошел экспертизу, на материалах и оборудовании не экономили… О том, что случилось, нам рассказал Дмитрий, инженер организации, обслуживающей вентиляцию. Причина всего одна, и это — тяга.
Когда вентустановка отключается, закрывается воздушная заслонка, установленная на ее входе. Но воздушная заслонка негерметична, она пропускает какое-то количество воздуха — совсем небольшое, однако оно увеличивается пропорционально тяге. А в школе три высоких этажа, да и регион холодный — расчетная температура для систем отопления -34 °C. Тяга создается приличная. Плюс современные калориферы очень легкие, из тонкостенных медных трубок, теплоемкость низкая. И при неподвижной воде внутри они размерзаются буквально за 15 минут.
Почему этого не учел проектировщик и не заметили в экспертизе, остается только догадываться. Можно было бы организовать контур с промежуточным незамерзающим теплоносителем, что кардинально решает проблему. Но что есть, то есть. И теперь, при аварийном отключении электропитания школы в морозный день, у обслуживающей организации есть только те самые 15 минут, чтобы либо восстановить электропитание, либо слить воду из калорифера и его обвязки.
Аварийные отключения бывают нечасто, но случаются. Проблему усугубляют ложные срабатывания пожарной сигнализации. Проектировщики решили, что в этом случае они просто обесточат вентустановки при помощи независимых расцепителей, которые обратно включить можно только вручную. Хотя могли бы отключать только вентиляторы, а циркуляционные насосы и цепи контроля замерзания оставить работающими. Благо, и нормативная документация, и существующая автоматика вентустановок позволяют это сделать. Но, опять же, что есть, то есть. Сработала пожарная сигнализация в морозный день — за 15 минут обслуживающая организация должна защитить вентустановки от замерзания.
Еще одна проблема — систему вентиляции проектировщики сделали однорежимной. Ночью в пустой школе воздухообмен такой же интенсивный, как и днем, когда школа заполнена учениками. Расчетная тепловая нагрузка системы вентиляции составляет почти 1.5 МВт, колоссальные «деньги на ветер». Отключать электропитание вентустановок нельзя, это мы уже обсудили. Корректно (с работающей защитой от замерзания) отключить вентустановки можно только на щите их автоматики, дистанционного управления в проекте не предусмотрено. Щиты расположили в венткамерах, а те — в подвале школы. Чтобы до них добраться, нужно пройти целый квест: спуститься на цокольный этаж и, согнувшись, идти до нужной вентиляционной камеры по земляному полу, переходя на гусиный шаг под трубами. А таких камер – четыре. Понятно нежелание дежурного персонала школы этим заниматься. Они и не занимались.
Еще автоматика вентустановок позволяет работать по расписанию. Но для этого нужно:
периодически синхронизировать часы контроллеров вручную;
иметь стабильное расписание, учитывающее внеурочные занятия в школе;
(пере)настраивать каждый из 15 контроллеров вентустановок индивидуально.
Надо ли говорить, что эта возможность тоже не использовалась.
В результате перед обслуживающей организацией встали три насущные задачи:
Моментальное уведомление дежурного инженера (и ответственных лиц школы) об отключении электропитания вентустановок.
Возможность дистанционного отключения вентустановок с сохранением питания цепей защиты от замерзания, и соответственно, дистанционного включения.
Возможность дистанционного наблюдения за работой вентустановок (состояние оборудования, датчиков, значения температур), чтобы обнаруживать проблемы заранее, а не по пару, валящему из вентиляционных решеток (такое тоже было).
Конечно, в бюджете школы денег на решение этих задач не было — школа же новая, какие ремонты… Надо было обойтись малой кровью. Такое может сделать только увлеченный человек. И да, такой человек нашелся — это наш собеседник, инженер обслуживающей организации Дмитрий.
Что сделал Дмитрий?
Щиты управления вентустановками построены на контроллере Carel. Поскольку он управляет всем подключенным оборудованием, достаточно было наладить с ним связь, чтобы получать данные и отдавать команды. Загвоздка в том, что у контроллера не было необходимого интерфейса. Точнее, RS-485 был, но на нем работал протокол для связи с внешним дисплеем того же производителя, а нужен был какой-нибудь из стандартных протоколов. Дмитрию удалось выяснить у инженеров Carel, что существует прошивка с поддержкой Modbus RTU на том же порту. Он записал в контроллеры эту прошивку.
Следующий шаг — нужен коммуникационный контроллер, который бы общался с контроллерами Carel, и на котором можно было построить пользовательский интерфейс и интеграцию с мессенджерами для доставки сообщений. Таким контроллером стал Wiren Board. Витая пара у Дмитрия тоже нашлась — остатки от другого объекта. Больше ничего аппаратного не потребовалось, осталось все запрограммировать.
Сразу скажем, Дмитрий — не программист. Чтобы подружить WB c Carel, он создал шаблон. Действовал по инструкции. Говорит, было просто. Дальше драйвер последовательного порта контроллера, в соответствии с шаблоном, начал опрашивать регистры контроллеров Carel и раскладывать данные в MQTT-топики.
Для построения интерфейса пользователя он задействовал встроенную возможность контроллера создавать SVG-дашборды. Саму картинку (SVG-файл) он создал в бесплатном редакторе Inkscape. А анимировал ее (привязал элементы изображения к MQTT-топикам) прямо в веб-интерфейсе контроллера по инструкции. Это тоже не вызвало у него никаких затруднений. Теперь на любом мобильном устройстве, которому он разрешит подключаться к веб-интерфейсу контроллера, можно видеть все, что происходит с вентиляцией. И включать/отключать вентустановки без опасения их разморозить. Разграничение доступа сделали средствами Wiren Board Cloud — сервиса удаленного администрирования.
Следующий шаг — оповещение. Напомним, что при аварийной ситуации дежурный инженер должен быть извещен немедленно, даже если спит. В качестве мессенджера был выбран Telegram. В нем Дмитрий создал бот, который, при помощи API шлет сообщение в специальную группу. Эти сообщения получают все участники группы. Кому положено — со звуковым уведомлением, остальным — по желанию. И да, Дмитрий все опять делал по инструкции, при помощи движка правил wb-rules. Оцените компактность правила (все секретные данные заменены на *):
function sendTelegramMessage(message) {
var token = ***********************************************; //токен бота
var chat_id = *********************************************; // id группы
var command = 'curl -s -X POST https://api.telegram.org/bot' + token + '/sendMessage -d chat_id=' + chat_id + ' -d text="' + message + '"';
runShellCommand(command);
}Казалось бы, задача решена. Но аппетит приходит во время еды — захотелось «прикрутить» к системе голосового помощника Алиса от Яндекс. Самым простым способом оказалась установка на контроллер бесплатной программы для домашней автоматизации Home Assistant, у которой есть средства интеграции с Алисой. Не улыбайтесь, снова по инструкции. Дмитрий научил Алису необходимым навыкам, и теперь вентиляция школы и разговаривает, и понимает голосовые команды.
Отдельная задача — аварийное отключение электропитания школы, если пропадет питание контроллера, отключатся контроллеры Carel и «ляжет» интернет. Но и тут никаких проблем. В контроллер установили модуль бесперебойного питания WBMZ4-BATTERY и GSM модем WBC2-4G. Как только Carel перестанут отвечать на запросы, контроллер поймет, что с электричеством беда, и отправит аварийное уведомление через мобильный интернет. Аккумулятора контроллеру хватит на несколько часов работы. Появится электричество — он также отправит уведомление. Само собой, в веб-интерфейсе это все будет видно, и Алиса тоже будет знать.
Следующий шаг — работа вентиляции по расписанию. Автоматическое выключение в нерабочее время и включение заблаговременно, чтобы к появлению людей воздух был качественный. Дмитрий сделал это средствами движка правил wb-rules — уже сам, без всяких инструкций. И посчитал экономический эффект от этого. Мы были шокированы цифрой: 2,334 миллиона рублей экономии за отопительный период!!! При стоимости оборудования 33 683 рублей. Все цифры есть у Дмитрия, он готов с вами поделиться.
Теперь Дмитрий думает над реализацией режима Freecooling — автоматического включения вентиляции в теплый период года в ночное время, чтобы охладить помещения. Нужно будет анализировать текущую температуру в помещениях и на улице, и прогноз погоды на завтра. Можно будет понизить температуру в классах в жару, за счет использования теплоемкости строительных конструкций. И тем самым повысить комфорт без дополнительных затрат. Повторимся, Дмитрий не программист, но он не сомневается, что ему это вполне по силам.
Заключение
Беда свежепостроенных бюджетных объектов — отсутствие денег на исправление недостатков, допущенных при проектировании и строительстве. К счастью, нашелся неравнодушный инженер, который смог по принципу «дешево и сердито» добавить к приточным вентиляционным установкам на контроллере Carel удаленную диспетчеризацию и автоматизацию. Чтобы посмотреть состояние вентустановки, больше не придется спускаться на цокольный этаж и добираться по земляному полу до вентиляционной камеры, кое-где переходя на гусиный шаг.
Дмитрий купил контроллер Wiren Board, добавил к нему пару модулей. Разобрался в документации, создал графические дашборды, добавил оповещения в телеграм-канале и голосовое управление. Конечно, пришлось связаться с инженерами Carel и попросить у них прошивку с поддержкой управления через Modbus. Но результат того стоил.
Вентиляционные установки на контроллерах Carel распространены довольно широко, и если вы сталкивались с подобными проблемами, то можете легко повторить путь Дмитрия, с ним можно связаться через Телеграм. Что вы думаете о приведенном в статье решении? Можно ли его улучшить? Пишите в комментариях.
Комментарии (30)
zatim
22.08.2024 07:37+1Почему этого не учел проектировщик и не заметили в экспертизе, остается только догадываться.
Потому что проектировщики - м...ки, а экспертиза умеет только взятки брать. Жилые дома, в частности мой, строят по проектам таких же делетантов, исправляя (если хватит ума понять проблему и найти решение) свои косяки за счет жителей. В моем доме, например, проектант не учел что в воде растворен воздух, который будет высвобождаться при нагреве в ИТП и корродировать все доступные металлы. В результате из горячего крана периодически идет ржавая вода.
Раньше, когда разработкой проектов занималось специализированное НИИ, когда то давным давно набили шишки на подобного рода неочевидных проблемах и с тех пор выдавали годные проекты. Сейчас же частные проектанты скачут по всем граблям каждый раз как первый раз. Нет централизованного накопления базы знаний. Этой базой могли бы стать ГОСТы, СНиПы и СанПиНы, но и там царит бардак и разгильдяйство.
garageman
22.08.2024 07:37А что металлического в современных сетях водоснабжжения? Мне почему-то казалось что давно уже полипропиленом делают.
zatim
22.08.2024 07:37Задвижки, радиаторы, теплообменник. Трубы - да, полипропилен. В первой очереди домов были стальные трубы, там с водой была полная ж. Во второй разводку заменили на п/п, стальными оставили только магистральные. Стало получше, но ржа все равно перла. В третьей очереди, наконец, заменили все трубы на п/п. Стало почти норм.
ru_vlad
22.08.2024 07:37+3Вопрос, а почему не подали в суд на проектную организацию, да и на экспертную тоже
Думается что гарантий срок объекта не вышел.
deee
22.08.2024 07:37Могу лишь предположить, что если школу ввели в строй в 2019 году, то, скорее всего, в период пандемии школа не эксплуатировалась и на проектные ошибки никто не обращал внимания.
ru_vlad
22.08.2024 07:37На сколько помню минимальный срок гарантийных обязательств на такие объекты не менее 5 лет.
Скорей всего проектировщики, контора "рога и копыта" которые не за что не отвечают (к сожалению с такими встречался).
Так как школу строили по "нац проекту" то соответственно конкурс и минимальная цена, со всеми вытекающими.
dimapa0074
22.08.2024 07:37+2Строительная организация обанкротилась через 2 месяца после подписания актов приёмки школы. Не к кому предъявлять претензии
Ivanii
22.08.2024 07:37Рекуператор с незамерзающим теплоносителем и бесперебойник для его насоса решат большую часть проблем + сильно снизят теплопотребление воздухогрейки.
garageman
22.08.2024 07:37Наоборот. Не нужен бесперебойник, который будет гонять остывший ниже "0" теплоноситель вторичного контура через теплообменниек в котором замерзающий. Нет питания - есть вероятность что нет циркуляции в первичном контуре.
BSOZ
22.08.2024 07:37+2Почему нельзя просто поставить клапан, который при снижении температуры носителя до 5-6 градусов автоматически осуществит аварийный сброс? Механический, если такой бывает или электромеханический с автономным питанием.
deee
22.08.2024 07:37Клапан автоматического слива, который работает по давлению в системе (остановился циркуляционный насос, возникла негерметичность в системе):
https://wwsystem.ru/ru/klapan_avtomatichwskogo_sliva_vody
Внутри шарик и пружинка.
dust70
22.08.2024 07:37+1Потому что теплоснабжение центральное. Чтобы слить воду с обвязки калорифера, надо сначала ее отсечь от тепловой сети.
BSOZ
22.08.2024 07:37Так и пусть сливает холодную. Если есть горячий теплоноситель в питающей магистрали, то пусть он и заполняет калорифер, попутно нагревая его. Можно сливать в резервуар с поплавковым клапаном, на случай, если температура в самой магистрали аварийно снизилась, но тогда уже речь про множественные отказы независимых систем, где вероятность совместного отказа крайне невысока.
dust70
22.08.2024 07:37+2Можно, конечно, и так, калорифер защитит. Но это сотни литров, трубопроводы там протяженные. И куда их сливать? В канализацию нельзя по закону. На пол?
Roman_shvbsk
22.08.2024 07:37+1Проектировщики решили, что в этом случае они просто обесточат вентустановки при помощи независимых расцепителей, которые обратно включить можно только вручную. Хотя могли бы отключать только вентиляторы, а циркуляционные насосы и цепи контроля замерзания оставить работающими. Благо, и нормативная документация, и существующая автоматика вентустановок позволяют это сделать.
Нормативная документация не позволяет, а обязывает сохранять питание цепей защиты от замораживания при отключении по "пожару".
Soorin
22.08.2024 07:37Мы сами создаём себе проблемы, а потом героически их преодолеваем. Рубить питание всей вентсистемы? Фейспалм. Режим защиты от замерзания - нет, не слышали... А те, кто строили - ну они-же видели, что быть беде....
dimapa0074
22.08.2024 07:37+1Строители не могут обсуждать проектное решение, либо исправлять его - им не оплатят работы из-за отклонения от проекта. Положение строителей как в армии - команды командира не обсуждаются, требуется только доложить об их исполнении.
К тому же проект прошёл госэспертизу.
dvb-des
22.08.2024 07:37А Вы не задумывались, что будет , когда зависнет или сгорит Ваша система, и произойдет очередная разморозка, то Вы легко сможете пополнить список кандидатов на судебное преследование и возмещение убытков. Как Вы думаете? Например в моей стране, не Россия, ровно так бы и было. Проектная организация на школу скорее всего была очередной "что тотамСтройпроект" который остался со времён СССР, экспертизу тоже не тронут. Есть проектное решение, Вы внесли в него изменение самовольно. Без изменения псд и прохождения экспертизы. У нас в стране это 100 проц уголовка и 100 проц посадка с возмещением ущерба 2-х или 3-х кратном размере в случае инцидента на бюджетном объекте с значительным (примерно 12-13 тыс баксов)материальным ущербом. Может в России иначе.
dust70
22.08.2024 07:37+1В проектное решение никаких изменений не внесено. Добавлена лишь диспетчеризация, т.е. удаленное наблюдение и удаленная отдача команд контроллеру вентустановок. Тех же самых команд, которые можно отдать с панели управления вентустановкой. Так что эксплуатация чиста перед Градостроительным кодексом.
dvb-des
22.08.2024 07:37Извиняюсь конечно, но наблюдение - без проблем, а вот отдача команд - уже может стать проблемой. На моей практике , один раз прибор , сертифицированный и установленный согласно проекта, решил самостоятельно пощелкать своими реле в процессе подвисания. Что его вызвало подвисание - уже не помню (может даже и гроза), но запустилась система пожаротушения и полила рояль. Но вот беда, рояль стоил как пол бинга. Кого сделали виноватым тоже не помню, за давностью лет, но сертификат у производителя прибора аннулировали. Так что с отдачей команд, даже если они дублируют физические кнопки - не все так просто. Если бы у прибора небыло сертификата, или его бы собрал Кулибин, то в первом случае , производитель бы купил Боинг, во втором - Кулибин с конфискацией сел бы на очень много лет.
dvb-des
22.08.2024 07:37Более того, если представить ситуацию, что установка по непонятной причине остановилась, и произошла поломка и разморозка системы, и начали разбираться на уровне суда, то производитель вентустаноки легко и сразу будет говорить, о подключении не штатного оборудования, которое собственно и вызвало сбой и остановку системы, со всеми вытекающими для Вас результатами.
dust70
22.08.2024 07:37+3Почему нештатного? У контроллера вентустановки есть штатный Modbus-RTU. Контроллер принимает по нему команды, описанные в документации. Никакая из этих команд не может привести к нештатной работе контроллера.
dimapa0074
22.08.2024 07:37+2Добрый вечер. В контроллер Carel мною загружена стандартная программа для управления вентиляционными установками. Её разработала сама компания производитель контроллера. Алгоритм и дефолтные настройки программы предусматривают безаварийную работу и защиту от дурака. Писали её в офисе carelrussia люди разбирающиеся в вентиляции. Я не вмешивался в работу алгоритма, а только управлял техпроцессом с помощью доступных пользователю в меню контроллера командами, но не через кнопки, а посредством Modbus-RTU .
dvb-des
22.08.2024 07:37+1Вентустаноки это не совсем по моей теме. Вот поэтому вопрос, контролер поставлялся вместе вентустовкой? Если вместе, то даже если обнаружится факт замены ПО контролёра , на отличное от того, установлено производителем вентустаноки в контролёр, которое использовалась при ПНР - это грубое вмешательство однозначно. Часто производители заказывают кастомные прошивки в контролёры, которые интегрируют внутрь своего продукта. Тоесть у вас небыло с завода возможности управления установкой по modbus и дальше даже никто разбираться не будет. Возможно я покажусь занудой, но приведу пример из моей практики поднятия rs-485 в одном источнике бесперебойного питания , путем заливки прошивки в контроллер ее поддерживающей. Дело в том , что железный интерфейс был распаян на плате. Позвонил в тех.подержку - дайте прошивку с поддержкой rs-485. Те удивились почему ее там нету и дали. Я ее залил и зацепил данные по 485 . Все работало. Пока через пару лет, случайно в разговоре в руководством компании производителя ,не обмолвился о том, зачем паять на плату драйвер 485, ставить клемник, и не использовать его. Оказалось, что прошивку с завода не спроста заливали без 485, оказывается были возможны моменты именно для этой модели ИБП, когда процессорного времени не хватало на работу системы защиты от перегрузки, и пришлось пожертвовать поддержкой 485, но и осталась прошивка с поддержкой 485, но тогда нужно было не допускать возможность перегрузки по току, что бы одновременно источником тока являлся и преобразователь и аккумулятор. Тех поддержка таких нюансов не знала, знал разработчик. Короче вернул я штатную прошивку , и подключил контроль через реле КИП, только два состояния норма или авария. О чем это я , в серьезных агрегатах , контрольные суммы прошивки(ее версии), и управляющей программы указывают в актах ПНР. Что бы потом, при аварии, никто не выкручивался, сваливая вину друг на друга. Тоесть сменил прошивку, изменил управляющую программу , будь добр как минимум выполни программу приемо-сдаточных испытаний в полном объеме, и оформи соответствующих документацию.
drVit
22.08.2024 07:37Столько внимания температуре, и ни одного упоминания об углекислом газе, контроль концентрации которого может быть даже важнее температуры.
Уж сколько общей вялости и головных болей из-за этого людям создано... Неужели в системе вентиляции нигде ни одного датчика СО2 не стоит?
deee
Все это прекрасно, но почему так и не установили теплообменник и не сделали контур с незамерзающим теплоносителем?
wofs
Предположу, что это уже капремонт системы вентиляции, а это отдельная история с выбиванием денег и планированием работ.
deee
Замена пришедших в негодность калориферов разве не тот же капремонт? Возникшая авральная ситуация сразу решила вопрос с планированием и финансированием.
Между тем, описанная модернизация системы вовсе не гарантирует, что при стечении ряда обстоятельств калориферы вновь не будут разморожены.
А это десятки тысяч рублей ущерба. Не говоря уже о том, что подобное событие сделает школу временно неработоспособной прямо в середине учебного года...
Впрочем, ЧП и внеплановый ремонт сулят немалые деньги для подрядной организации. Может именно поэтому устранение самого слабого места системы оказалось малоприоритетным...
dust70
Замена пришедшего в негодность - это текущий ремонт. А вот внесение изменений в обвязку калориферов - это уже реконструкция системы вентиляции, которая требует разработки проекта реконструкции и прохождения экспертизы. А предварительно надо предусмотреть на это (проект + экспертиза) деньги в бюджете.