Эффективное теплоснабжение

В России развито централизованное теплоснабжение, которое включает в себя системы транспорта тепловой энергии – тепловые сети. В настоящее время степень износа тепловых сетей в разных источниках оценивается от 30 до 80%, процент фактических тепловых потерь при транспортировке колеблется от 12 до 55%. .

Типовые проблемы в системах транспорта тепловой энергии

• Высокий износ тепловых сетей, окончание срока их эксплуатации.

• Высокая аварийность на магистральных и распределительных сетях.

• Высокие тепловые потери.

• Разрегулировка гидравлических режимов работы тепловой сети.

• Отсутствие достоверной информации о текущих параметрах теплоносителя в узловых точках тепловой сети.

• Длительное время обнаружения дефектов на тепловых сетях.

• Высокие расходы на персонал при его низкой производительности труда.

• Отсутствие специализированных IT систем и ПО.

Усовершенствованный подход базируется на концепции промышленного интернета вещей (IIoT) с применением технологии LoraWAN и заключается в непрерывном измерении температуры, давления в узловых точках тепловой сети, отслеживании и регистрации критических отклонений с помощью специализированного оборудования и программного обеспечения. Такой подход непрерывного зондирования позволяет:

• определить повышенные тепловые потери на участках тепловой сети;

• определить повышенные гидравлические сопротивления на участках тепловой сети;

• снизить время осмотра тепловой сети согласно существующим регламентам;

• снизить время на обнаружение дефектов тепловой сети.

Ключевые преимущества LoRaWAN

• Большая дальность. LoRaWAN обеспечивает связь на большом расстоянии (до 15 км) между датчиками и базовыми станциями, в результате чего в сетях используется в 2-3 раза меньше базовых станций по сравнению с сотовыми.

• Энергоэффективность. Для передачи и приема данных LoRaWAN требуется низкий ток (менее 50мА), что значительно снижает энергопотребление устройств и обеспечивает срок службы батареи до 10 лет.

• Двунаправленная связь обеспечивает широкий спектр вариантов использования, требующих восходящих и нисходящих линий связи.

• Высокая проникающая способность. Радиомодуляция LoRa делает возможным установку датчиков в трудно доступных местах (камерах, колодцах), при отсутствии в этих местах электропитания.

• Открытый исходный код. Стандарт LoRaWAN основан на открытом протоколе, управляемом LoRa Alliance, который контролирует разработку стандарта и обеспечивает взаимодействие между всеми сетями LoRaWAN.

• Нелицензионная группа. Сети LoRaWAN развернуты в бесплатных диапазонах ISM (868, AS 923, 915 МГц в США), что позволяет любому поставщику услуг развертывать и эксплуатировать сети LoRaWAN без необходимости приобретения лицензии на какую-либо частоту.

Открытый стандарт LoRaWAN в сочетании с бесплатными рабочими частотами и недорогими базовыми станциями позволяет операторам развертывать сети всего за несколько месяцев и с минимальными инвестициями. LoRaWAN использует сетевую триангуляцию для пассивного обнаружения любого устройства LoRa. Это обеспечивает новые приложения для отслеживания, более низкую стоимость и лучшую оптимизацию времени автономной работы по сравнению с GPS.

Кейсы применения на практике

Команда Aurora Evernet смогла решить типичные проблемы теплоснабжения совместно с партнерами ООО «ТОЭС», ПАО «Ростелеком» и ООО « Danfoss» на тепловых сетях в г. Пермь. При развертывании сети использовалось оборудование «Вега Абсолют». Aurora Evernet создала транспортный уровень системы контроля параметров тепловой сети средствами технологии передачи данных LoRaWAN.

• Система была оснащена 93 тепловыми камерами и павильонами.

• Установлены 163 датчика давления и 231 датчик температуры.

• Смонтировано 13 базовых станций.

В результате появилась возможность отслеживания фактических параметров работы тепловой сети, определения фактических тепловых и гидравлических потерь на участках тепловой сети, оперативного обнаружения мест возникновения дефектов. Применения технологии LoRaWAN позволило более точно оптимизировать температурные и гидравлические режимы работы тепловой сети, выявить места с повышенными температурными и гидравлическими потерями, снизить время на проведение диагностики и испытаний тепловой сети. Окупаемость затрат — менее года.