Za úspěchem, díky němuž došlo k ušetření na vytápění komplexu ČVUT, které znamená průměrnou úsporu 18 procent (800 tisíc Kč) za topnou sezónu, stojí pokročilá matematika a práce studentů z katedry řídicí techniky.
Budovy jsou dle školy ideálním testovacím prostředím, a tak zde vědci jako první v Evropě použili k řízení vytápění takzvaný prediktivní regulátor.
Výpočty v půlhodinových cyklech
Prediktivní regulátor je počítačový program, který se stará se o optimalizaci veškerých energetických toků budovy. Software v půlhodinových cyklech provádí výpočty založené na matematickém popisu termodynamiky budovy, aktuálním vývoji teploty uvnitř i venku či předpovědi počasí, a následně reguluje přívod otopné vody do systému.
Provoz regulátoru je úsporný, náklady na hardware i software jsou minimální. Nevyžaduje navíc velké zásahy do stávajícího systému vytápění. Tvorba matematického modelu budovy a samotná implementace systému však vyžaduje znalosti z oboru řídicí techniky, fyziky budov a také zkušenosti s napojením řídicích systémů budov.
„Jelikož implementace prediktivního regulátoru v univerzitní budově byla první reálnou aplikací v Evropě, zahraniční partneři měli značný zájem o praktické poznatky našich studentů,“ uvedlo ČVUT.
Výzkum tématu na katedře pokračuje i dále, kupříkladu nedávná práce Evy Žáčekové publikovaná v odborném časopise Control Engineering Practice ukázala další možnosti zefektivnění této metody.
„S odstupem času lze říci, že se jedná o mimořádný úspěch našeho výzkumu a vývoje. Články na toto téma jsou hojně citované a patří mezi základní publikace oboru," řekl Michael Šebek z dané katedry.
Metoda se rozšiřuje i ve světě
Pro svou efektivitu se v letech 2011–2017 metoda aplikovala v mnoha dalších budovách v ČR i ve světě, a to v Praze a okolí (kancelářská budova, základní škola, obytný panelový dům), v Belgii (kancelářská budova s tepelným čerpadlem) a dokonce i v USA v budově knihovny Kalifornské univerzity v Berkeley.
Komerčně dále metodu rozvíjejí firmy Feramat Cybernetics a Energocentrum Plus. „V posledním roce jsme prediktivní řízení budovy ČVUT rozšířili o hlídání maximálního odběru tepla, což je limit, který je nastavený s teplárenskou společností," dodal Jan Široký ze společnosti Energocentrum Plus s tím, že díky tomu nehrozí penále za překročení limitu.
„Metoda se v budoucnu může stát samozřejmou součástí inteligentních budov na celém světě. Jsme rádi, že jsme k tomu mohli významně přispět," uzavřel Šebek.