FrostGuard — это интеллектуальный теплоэлектронагреватель с микроконтроллерным управлением, предназначенный для автоматического поддержания температуры воды в противопожарных резервуарах на объектах нефтегазодобычи, расположенных в регионах с экстремально низкими температурами (Арктика, Якутия, ХМАО, ЯНАО, Красноярский край).

Проблема

В северных регионах России зимой температура опускается до -60°С. Вода в противопожарных резервуарах полностью замерзает, делая системы пожаротушения бесполезными. Существующие решения имеют критические недостатки:

• Постоянный подогрев ТЭНами приводит к огромным затратам электроэнергии (работа 24/7) и быстрому выходу оборудования из строя;
• Ручное включение оператором зависит от человеческого фактора — есть риск забыть включить подогрев перед морозами или вовремя его отключить;
• Греющий кабель требует сложного и дорогого монтажа по всей поверхности резервуара, имеет низкую ремонтопригодность.

При этом ни одно из существующих решений не обладает интеллектуальным управлением, способным адаптироваться к реальным погодным условиям и минимизировать энергопотребление.

Решение

FrostGuard автоматизирует процесс подогрева воды, включая нагрев только тогда, когда это действительно необходимо. Устройство состоит из:

• Блока управления на базе микроконтроллера (STM32/Arduino промышленного исполнения) с встроенным интеллектуальным алгоритмом;
• Датчиков температуры (погружной для воды и наружный для воздуха), работающих при -60°С;
• Нагревательного элемента (ТЭН) в антикоррозийном защитном корпусе;
• Системы коммутации (твердотельное реле / пускатель) для управления питанием ТЭНа.

Принцип работы: микроконтроллер непрерывно анализирует показания датчиков, отслеживает динамику охлаждения воды и прогнозирует момент достижения критической температуры. При реальной угрозе замерзания система включает нагрев, а после достижения безопасной температуры (+3...+5°С) автоматически отключает его. Такой подход позволяет поддерживать воду в жидком состоянии круглый год с минимальными затратами энергии.

Ключевые преимущества

1. Энергоэффективность — экономия электроэнергии до 50-60% по сравнению с постоянным нагревом.
2. Полная автономность — устройство работает в режиме «включил и забыл», не требуя участия оператора.
3. Исключение человеческого фактора — автоматическое управление исключает риск ошибок персонала.
4. Адаптация к экстремальному климату — все компоненты выбраны для надежной работы при температуре до -60°С (северное исполнение).
5. Простота монтажа — устройство устанавливается в штатное отверстие резервуара или через стандартную врезку, без сложной реконструкции.
6. Модульность и ремонтопригодность — блочная конструкция позволяет быстро заменять вышедшие из строя компоненты.
7. Интеграция в АСУ ТП — поддержка протокола Modbus RTU (RS-485) для удаленного мониторинга и управления.

Область применения

Продукт предназначен для использования на объектах нефтегазодобычи в регионах с холодным климатом:

• Кустовые площадки нефтяных и газовых скважин;
• Установки подготовки нефти (УПН) и газа (УКПГ);
• Компрессорные и нефтеперекачивающие станции;
• Резервуарные парки;
• Газораспределительные станции.

Целевая аудитория: вертикально-интегрированные нефтегазовые компании («Газпром нефть», «Роснефть», «ЛУКОЙЛ», «Сургутнефтегаз», «НОВАТЭК», «ЯТЭК»), сервисные компании, предприятия транспорта углеводородов.

Текущая стадия готовности

На данный момент разработаны:

• Принципиальная электрическая схема;
• Тестовое программное обеспечение (прошивка микроконтроллера);
• Лабораторный макет, подтверждающий работоспособность концепции;
• Проведены первичные испытания в лабораторных условиях (имитация низких температур).

Планируемый результат в рамках гранта

Создание 3-5 опытных образцов устройства, прошедших лабораторные и стендовые испытания, а также подготовка к полевым испытаниям на реальном объекте с привлечением индустриального партнера. По итогам проекта будет разработан полный комплект конструкторской документации и прошивка, готовая к тиражированию.

Рыночный потенциал

В России эксплуатируется около 13 000 – 17 500 противопожарных резервуаров, требующих защиты от замерзания. Объем рынка первичного оснащения оценивается в 1,3 – 2,6 млрд рублей. Дополнительный потенциал — регулярная замена выработавших ресурс устройств и экспорт в страны СНГ с холодным климатом.

Соответствие приоритетам развития РФ

Проект соответствует:

• Национальному проекту «Средства производства и автоматизации» (федеральный проект «Развитие промышленной робототехники и автоматизации производства»);
• Стратегии научно-технологического развития РФ (пункт «а» — переход к передовым технологиям создания высокотехнологичной продукции на основе интеллектуальных производственных решений);
• Приоритетному направлению 26 «Технологии создания отечественных средств производства и научного приборостроения».

На страницу проекта