Išmanioji energija, kurią tiekia „MasterTherm“

Įvadas

Viešieji baseinai ir laisvalaikio centrai yra vieni iš daugiausiai energijos reikalaujančių įrenginių laisvalaikio ir svetingumo sektoriuje.

Tokių įrenginių pelno maržos paprastai yra labai mažos, o eksploatavimo išlaidos – labai didelės. Tikslus energijos valdymas ir šilumos šaltiniai, galintys gaminti nebrangią šilumą, yra esminis verslo modelio komponentas ir dažnai pagrindinis veiksnys, lemiantis, ar tokie įrenginiai veikia pelningai, ar nuostolingai. Šiame dokumente išsamiai aprašomas ir dokumentuojamas perėjimas nuo tradicinio iškastinio kuro šilumos šaltinio prie atsinaujinančios energijos šildymo sistemos; valdymo, vėdinimo ir šildymo paskirstymo sistemos optimizavimas, po to atliekami matavimai ir patikrinta energijos ataskaita bei galiausiai finansinės santaupos, gautos po dvylikos eksploatavimo mėnesių.

Sistemos dizainas pagal užsakymą

Šildymo ir vėdinimo sistemą iš pradžių sudarė suskystintų dujų katilai, o šilumą ir elektrą tiekė kombinuotas šilumos ir elektros energijos įrenginys. Baseino zonos šildymą ir vėdinimą užtikrino oro kondicionavimo įrenginiai su šilumos atgavimo blokais ir fiksuoto greičio varikliais. Visą ŠVOK sistemą valdė pastato valdymo sistema.

Pradinė sistema turėjo daug teigiamų aspektų, tačiau bendrai sistemos konstrukcijai trūko energijos vartojimo efektyvumo, todėl energijos suvartojimas buvo didelis, o tai lėmė dideles išlaidas.

Kaip įprasta šio laikotarpio pastatuose, šilumos šaltiniai buvo bent 2 kartus didesni, kad būtų patenkinti didžiausi baseino vandens, baseino zonos ir karšto vandens dušams bei patalpų šildymui poreikiai. Dėl šios praktikos paprastai per daug cikliškai kaitinami šilumos šaltiniai, atsiranda dideli statinės šilumos nuostoliai, per didelės priežiūros išlaidos ir sutrumpėja įrangos tarnavimo laikas.

Baseino salės ir persirengimo kambarių oro kondicionavimo įrenginiai buvo parinkti taip, kad atitiktų maksimalią paklausą su 50 % laisva galia. Oro kondicionavimo įrenginiuose buvo sumontuoti fiksuoto greičio elektros varikliai.

Planavimas ir stebėjimo bei vertinimo projektavimas

Visą planavimą atliko mūsų įmonės M&E projektavimo komanda. Kadangi laisvalaikio centrai paprastai veikia ištisus metus, o vidutinė metinė lauko temperatūra yra 11 laipsnių Celsijaus, kaip efektyviausias šilumos šaltinis buvo pasirinkta kintamo greičio oro-vandens šilumos siurblių kaskadinė sistema. Buvo atsižvelgta į minimalias ir maksimalias šilumos apkrovas, siekiant užtikrinti pakankamą našumą ir galimybę veikti be ciklų esant mažam šilumos poreikiui.

Optimizuotas pagrindinių ir bivalentinių šilumos šaltinių dydis

Kiekviena šilumos siurblio sistema turi būti kruopščiai subalansuota, kad būtų patenkintas vidutinis šilumos poreikis. Šilumos siurblio technologijos kaina paprastai matuojama pagal kW galios kainą, o kW kapitalo kaina yra didesnė nei įprastų šilumos šaltinių, tokių kaip katilai. Todėl svarbu užtikrinti, kad didžioji dalis šilumos siurblio sistemos būtų naudojama esant vidutiniam šilumos poreikiui. Didžiausią šilumos poreikį patenkina dvivalenčiai šilumos šaltiniai, tokie kaip išoriniai katilai. Toks sistemos projektavimas ir požiūris garantuoja maksimalų šilumos siurblio sistemos panaudojimą, taip pat sumažina cikliškumą, užtikrina optimalų įmanomą atsipirkimą ir ilgiausią sistemos tarnavimo laiką.

Šilumos paskirstymo sistemos optimizavimas

Žemos temperatūros šildymo paskirstymo sistema reiškia didelį šilumos siurblio sistemos efektyvumą ir dėl to mažą šilumos kW kainą. Visi emiteriai, įskaitant baseino ir sūkurinės vonios šilumokaičius, oro valymo įrenginių šildymo rites ir karšto vandens šildytuvus, buvo suprojektuoti taip, kad veiktų su kuo žemesne šildymo vandens temperatūra, taip pasiekiant maksimalų šilumos šaltinių SCOP.

Plantroom valdikliai

Valdymo sistema yra bene svarbiausia kiekvienos šilumos siurblio gamyklos projekto dalis. Todėl svarbu kruopščiai suplanuoti valdymo strategiją, kad būtų pasiektas komforto lygis, taip pat užtikrinti maksimalų šilumos siurblio gamyklos efektyvumą. Kiekviena šilumos paskirtis paprastai turi skirtingus temperatūros reikalavimus. Todėl šilumos siurblio valdikliai nusprendžia, kuriuos kontūrus ir kokioje temperatūroje reikia tenkinti, ir sukuria žemiausią įmanomą temperatūrą, kad būtų patenkinti kiekvieno kontūro kontūrų šilumos poreikiai, tuo pačiu maksimaliai padidinant šilumos šaltinio efektyvumą. Esant didžiausiam šilumos poreikiui, dvivalenčiai šilumos šaltiniai naudojami didžiausiai šilumos apkrovai papildyti. Todėl išmanioji vidinė šilumos siurblių valdymo sistema dažnai yra svarbiausias viso projekto aspektas. Bandymas valdyti šilumos siurblių gamyklos patalpas vien tik iš išorinės pastatų valdymo sistemos (BMS) dažnai lemia pernelyg didelį dvivalenčio šilumos šaltinio naudojimą arba neefektyvų šilumos siurblių veikimą.

Projekto įgyvendinimas

Kadangi baseinai / laisvalaikio centrai paprastai veikia ištisus metus, visos šildymo sistemos modernizavimas gali būti sudėtingas, nesutrikdant kasdienės veiklos. Tačiau gerai suplanuotas projektas gali būti įgyvendintas neuždarant įstaigos ir neprarandant pajamų.

Visa šio konkretaus projekto šildymo sistemos renovacija buvo atlikta maždaug per 3 savaites.

1. Pirmiausia visi emiteriai buvo optimizuoti darbui esant žemesnei LPHW temperatūrai.
2. Buvo sumontuota nauja įranga, įskaitant vamzdynus, šilumos kaupimo bakus, šilumos siurblius ir dvivalenčius šilumos šaltinius.
3. Buvo atlikti visi valdymo ir elektros jungtys, įskaitant kintamo greičio pavaras oro valymo įrenginiams (AHU), naują šilumos siurblio MCC plokštę.
4. Sistemos paleidimas ir bandomasis paleidimas bei sąsaja su esama „Cylon BMS“.
5. Paleidimas eksploatuoti
6. Tikslus derinimas ir optimizavimas internetu siekiant maksimalaus našumo ir efektyvumo.

Valdikliai ir našumas

Teisingas šilumos siurblio patalpos valdymas dažnai yra svarbiausia bet kurio projekto dalis. Maksimalus efektyvumas ir našumas gali būti pasiektas tik griežtai laikantis visų principų ir pilnai išnaudojant visus šilumos siurblio sistemos valdiklius. Tai gali būti viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl daugelis šilumos siurblių modernizavimo projektų baigiasi mažiau sėkmingai nei tikėtasi.

„MasterTherm“ požiūris – suprojektuoti ir pagaminti visą sistemą, o ne tik šilumos šaltinį. Tik ši strategija gali garantuoti, kad šilumos siurblio sistema maksimaliai išnaudos visą savo projektinį potencialą. Ji taip pat apsaugo nuo sumažėjusio našumo ir efektyvumo dėl trečiosios šalies potencialiai neteisingos valdymo strategijos ar projekto.

Sudėtingos šilumos siurblių valdymo sistemos gali atpažinti kiekvieno kontūro reikalavimus ir atitinkamai reaguoti, nesvarbu, ar kontūras aptarnauja baseiną, baseino salę, sūkurinę vonią ar registratūrą. Visa sistema laikui bėgant tampa savarankiškai besimokanti. Pavyzdžiui, šiuo atveju baseinas šildomas iki 34 laipsnių Celsijaus. Šilumos siurblio sistema nuolat tikrina, kokia gali būti žemiausia LPHW kontūro temperatūra, kad baseinas būtų palaikomas reikiamoje 34 laipsnių temperatūroje.

Dėl to temperatūra gali nukristi iki 36 laipsnių. Taikant šį metodą kiekvienam šildymo kontūrui, ženkliai padidėja visos sistemos SCOP, taip sutaupant eksploatavimo išlaidas.

Daugybė atliktų bandymų įrodė, kaip kartu naudojant EEV technologiją ir nuolatinės srovės kompresorius, žymiai padidėja šilumos siurblio efektyvumas ir sumažėja eksploatavimo išlaidos. Galimybė integruoti didelio efektyvumo įrenginius leidžia mūsų sprendimui atitikti naujosios ES energijos vartojimo efektyvumo direktyvos reikalavimus.

BMS valdiklis „Pco5“ yra tikroji sprendimo širdis, nuskaitanti įvestis ir valdanti išvestis. Be to, integruotas nuoseklusis prievadas reiškia, kad valdiklis gali keistis duomenimis su kitais įrenginio pavaros mechanizmais (EVD EVO, ventiliatorių valdikliais, kompresorių keitikliais ir kt.), taip optimizuodamas įrenginio valdymą ir efektyvumą.

Konkrečiai, naudojant EVD EVO tvarkyklę ir elektroninius išsiplėtimo vožtuvus (įrenginius, kurie standartiškai tiekiami CAREL sprendime sraigtiniams CH/HP įrenginiams), galima valdyti siurbimo perkaitimą, užtikrinant energijos vartojimo efektyvumą tiksliai valdant skirtingomis lauko ir apkrovos sąlygomis.

Galutinė vartotojo sąsaja

Valdymo sistema leidžia mums sukurti skirtingus prieigos lygius, nesvarbu, ar ši prieiga skirta šaldymo specialistui, ar baseino operatoriui. Šilumos lygių valdymas galutinio vartotojo programėlėje gali būti toks paprastas, kaip paspausti rodyklę aukštyn arba žemyn, kad padidintumėte arba sumažintumėte kiekvieno kontūro temperatūrą. Arba, turėdamas daug gilesnį prieigos lygį, visapusiškai apmokytas „MasterTherm“ specialistas gali nuotoliniu būdu atlikti tokias užduotis kaip EEV žingsnių skaičiaus per sekundę peržiūra arba redagavimas arba šilumos siurblio kompresoriaus greitis. Pagal kliento poreikius taip pat galima sukurti pritaikytą programėlę, leidžiančią jiems matyti ir valdyti tiesiogine prasme bet kurią sistemos dalį. Mūsų debesijos platforma leidžia mūsų inžinieriams patogiai perjungti skirtingus įrenginius, sistemas ar vietas. Visos sistemos duomenis renka MT serveriai ir jie yra prieinami bet kuriuo metu. Taip pat galima įrašyti konkretesnę informaciją, pavyzdžiui, baseino temperatūrą, o jei temperatūra nukrenta žemiau nustatytos vertės, sistema gali išsiųsti įspėjimą el. paštu iš anksto nustatytais adresais, kad informuotų vartotojus arba konkretų techniką.

Visų aukščiau išvardytų dalykų derinys užtikrina tikrą viso pastato šildymo sistemos našumo ir efektyvumo optimizavimą.

Eksploatavimo išlaidos ir CO2 sutaupymas

Šv. Mykolo laisvalaikio centro atveju sistemos modernizavimą iš dalies finansiškai parėmė Airijos tvarios energijos agentūra (SEAI). Viena iš dotacijos gavimo sąlygų yra susijusi su numatomo sutaupymo patikrinimu. Matavimo ir patikros ataskaitas parengia trečiųjų šalių energetikos konsultantai po 12 sistemos eksploatavimo mėnesių. Svarbi M&V dalis yra susijusi su energijos suvartojimo registravimu prieš ir po atnaujinimo, ir tai yra paprastas būdas palyginti projekto metu pasiektą energijos, finansinį ir CO2 taupymą.

Žemiau pateikiami nepriklausomos energetikos konsultacijų bendrovės pateikti duomenys.

Finansinis taupymas – minėtas objektas kaip iškastinio kuro šilumos šaltinis naudoja tik suskystintas dujas (SND). Gamtinės dujos, palyginti su kW kaina, yra pigiausias kuras, šiuo metu prieinamas Airijos rinkoje. Daugelyje kitų panašių objektų yra gamtinių dujų. Žemiau esančioje lentelėje parodytas finansinis taupymas, jei būtų naudojamas kitoks kuras.

Išvada

Atsižvelgiant į švelnų Airijos klimatą, vyraujantį ištisus metus, ir didelį šilumos poreikį laisvalaikio centrų patalpose, oro-vandens šilumos siurblių sistemos su pažangia valdymo strategija neabejotinai yra efektyviausias būdas tiekti šilumą laisvalaikio įstaigoms, lenkiančios geoterminius šilumos siurblius, biomasę ar bet kokius kitus alternatyvius šilumos šaltinius.

Skirtingai nuo kitų tipų komercinių pastatų, šilumos paskirstymo sistemos optimizavimas yra gana paprastas ir galima pasiekti didelių santaupų (tiek finansinių, tiek aplinkosaugos). Reikalinga minimali priežiūra, o ilga sistemos eksploatavimo trukmė yra papildomas, bet svarbus privalumas.

Tačiau absoliučiai svarbu naudoti tik specialiai sukurtą įrangą. Labai svarbu visapusiškai individualiai pritaikytas projektas, kuriame atsižvelgiama į esamus šilumos šaltinius, skleidėjus, temperatūrą ir kt. Siekiant maksimaliai padidinti technologijos našumą, turėtų būti naudojami ir patvirtinti šilumos siurblių projektavimo komandos. Šis metodas taip pat padeda išvengti komplikacijų, susijusių su netinkamu įrenginio valdymu ir eksploatavimu, taip pat padidina efektyvumą, eksploatavimo trukmę ir, galiausiai, maksimaliai padidina sistemos atsipirkimo laiką.

Lukas Kadlik
Techninis direktorius

Nuotrauka: „Master Therm Ireland“ / Lukas Kadlik – www.mastertherm.ie