MPC (z anglického Model Predictive Control) je souhrn moderních řídicích algoritmů, které mohou ovládat vytápění a chlazení budov: pracují s předpovědí počasí, zpětnou vazbou od prostorových teplot v budově a s modely tepelné dynamiky budovy i otopného systému. Systém vyvinuli v Univerzitním centru energeticky efektivních budov ČVUT v Praze (UCEEB) a úspěšně testovali na několika budovách. V UCEEB se touto technologií zabývá tým Monitorování, diagnostika a inteligentní řízení budov. Zeptali jsme se Ing. Jiřího Ciglera, Ph.D., na podstatu a výsledky chytrého systému. Co je MPC pro budovy? Je to systém vytápění a chlazení budovy, který zajistí požadovanou tepelnou pohodu, a to za cenu minimální dodané energie. Optimální dodávku energie totiž periodicky propočítává a nastavuje na základě celé řady informací, které ovlivňují právě spotřebu energie. V čem tkví unikátnost řešení? Na rozdíl od jiných systémů vytápění pracuje pro optimální využití energie s pravidelně aktualizovanou předpovědí počasí v lokalitě budovy, podrobnou informací o stavební konstrukci, otopném systému, cenách energií a konečně s profilem obsazenosti této budovy. Všechny informace jsou zaneseny do centrálního řídicího systému, který vypočítá minimální dodávku energie v takové míře, aby byl udržen tepelný komfort. Systém tak doslova zabraňuje plýtvání, protože se snaží využít všech fyzikálních a stavebních vlastností otopné soustavy v součinnosti s budovou k tomu, aby se s energií nakládalo hospodárně a nevytápělo se zbytečně. Pro které budovy je systém určen? MPC je vhodné jak pro budovy s komplexními nároky, kde je potřeba řídit teploty v jednotlivých místnostech, kvalitu vzduchu (CO2, vlhkost), ale i pro situace, kdy je pouze jednoduchý požadavek na řízení teploty v nějaké části budovy. Je vhodné, aby měla schopnost tepelné akumulace. V takovém případě lze více využít potenciál předpovědi počasí a obsazenosti k dosažení vyšších úspor oproti běžným regulacím. Jaké jsou výhody proti jiným regulačním technikám? Stávající systémy vytápění pracují obvykle jen s měřením venkovní teploty. Systém MPC zahrnuje předpověď počasí, a dokáže tak včas reagovat na prudké ochlazení nebo oteplení, aby nedošlo ke snížení tepelné pohody. Kromě udržení tepelného komfortu je přirozené zajistit co nejmenší spotřebu energie. Žádný z klasických systémů vytápění či chlazení neumožňuje tento požadavek přímo zahrnout do svého programu. U MPC je to přitom klíčový element a faktor, který způsobuje velký rozdíl mezi spotřebou energie u běžných systémů a MPC. V noci nepotřebujete stejnou teplotu jako přes den. Adekvátní noční útlum je samozřejmou možností MPC, stejně jako časově proměnné tarify energií, se kterými lze v MPC pracovat. Můžete uvést konkrétní příklad úspěšného použití MPC? MPC jsme poprvé začali testovat v roce 2009 na řízení vytápění budovy ČVUT v pražských Dejvicích. Budova je složena z několika částí a úspory se pohybovaly od 15 do 27 %. Od té doby jsme systém testovali na celé řadě kancelářských budov s podobnými dosaženými výsledky. V současné době se také zaměřujeme na sektor bytových domů a jednou z budov, kde si ověřujeme potenciál technologie, je objekt U9 v pražských Stodůlkách. Jedná se o panelový dům z konce 80. let minulého století, který, jako řada dalších podobných objektů, prošel v nedávné době nutnou výměnou oken a zateplením fasády. Po provedení stavebně technických zásahů, které měly za cíl snížit energetickou náročnost, je nezbytné přistoupit k úpravám systému měření a regulace (MaR) a modernizaci strojních částí kotelny za energeticky úspornější zařízení. V minulých měsících se nám podařilo v rámci úprav MaR implementovat MPC a nyní máme možnost analyzovat vliv na provoz budovy. Vyčíslili jste již u tohoto domu úspory? Už po realizaci první etapy došlo podle vyhodnocení reálných dat za období leden až duben 2014 ke 26% úspoře energie oproti stavu, kdy bylo zatepleno, ale bez zásahu do regulace. Pro porovnání se využila metodika denostupňů, která je invariantní vůči klimatickým podmínkám. /vn/
