Energibesparende takket være moderne fjernstyring av bygninger

Transkript

1 Michael Rader Product Marketing Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH 4 I 28 Stadig økende energipriser og lovpålegg gjør Energieffektivitet i bygg stadig mer aktuelt for byggherrer, konsulenter, og de som eier og bruker bygninger. Det største innsparingspotensialet ligger ifølge EU-handlingsplanen 1 i eksisterende bygninger (på 27 til 3 prosent frem til 22). Denne artikkelen peker på muligheter for å beregne og oppnå det reelle innsparingspotensialet. Det er mange faktorer som bidrar til energieffektiviteten i et bygg. Dette kan bl.a. være: Isolasjon mot vind, vær og solstråling. Herunder hører også reduksjon av energitap på grunn av bedre avskjerming. Behovsriktig produksjon av varme- og/eller kjøleenergi. Effektiv bruk av gratisenergi i bygninger, dvs. effektiv bruk av eksisterende kulde (f.eks. med fri nattekjøling) og varme (solinnstråling, jordvarme etc.) Effektiv fordeling og så lite tap av varme- og kjøleenergi i bygget som mulig. Bruk av fornybar energi hvis mulig, eller så høy høy virkningsgrad som mulig ved bruk av fossil energi. Optimal innstilling/parametrering av eksisterende HVAC-anlegg. Reduksjon av strømbehovet i HVAC-anlegg (sirkulasjonspumper, vifter osv.). 1 Kilde: p286.pdf

2 Målet er å oppnå maksimal komfort med så lavt energiforbruk som mulig. Ved alle punktene som er omtalt ovenfor spiller reguleringsteknikken en direkte eller indirekte rolle når det gjelder å sikre energieffektiviteten. Også på området Bygningsisolasjon kan reguleringsteknikk brukes: For eksempel kan man bruke elektronisk styrt solavskjerming for å isolere mot strålingsvarme. Ved for sterk solinnstråling reduserer den automatiske avskjermingen kjøleenergien som er nødvendig i bygningen. En optimal innstilt regulering kan gi betydelig innsparingspotensiale på alle andre ovennevnte områder. Før man man begynner å arbeide med å optimalisere energieffektiviteten, må man vurdere innsparingspotensialet. Grafikken1 i figur 1 fra en europeisk undersøkelse viser en sammenligning av forskjellige typer bygninger med tanke på deres varmeenergiforbruk. Selv om dataene ikke er fullstendige på grunn av manglende informasjon fra de enkelte EU-landene, kan man trekke slutninger på grunnlag av eksisterende potensiale. Det er for eksempel tydelig at per kvadratmeter kontorflate i Nederland trengs det nesten tre ganger så mye varmeenergi som i Tyskland. Heating consumption, non-residential kwh/m Offices Education Hospitals/health care Hotels/restaurents Farm houses Factories/workshops Retail sector Other production Transport and garage Sports facilities be de dk fr gr nl uk Figur 1: Varmeforbruk per kvadratmeter i bygninger Det finnes utallige metoder for å vurdere innsparingspotensialet i en eksisterende bygning. Ved hjelp av termografering kan for eksempel varmetapet i en bygning visualiseres, som figur 21 viser, for på den måten å trekke slutninger når det gjelder innsparinger gjennom en optimert varmeisolering. 2 Kilde: p286.pdf 3 Kilde:

3 Figur 2: Varmetap i en dårlig isolert bolig (Kilde: Verband Privater Bauherren e. V./ Bundesverband Deutscher Baustoff-Fachhandel e. V.) Building Management-systemer (BMS) kan registrere konkrete forbruksverdier, og ved hjelp av normer sørge for at de kan sammenlignes: For eksempel kan klimapåvirkninger og oppvarmingskostnader settes opp mot hverandre ved hjelp av graddagstall, slik at man lettere kan sammenligne oppvarmingskostnadene i de ulike månedene. Ut fra forbruksverdier som er protokollført i et BMSsystem kan man også foreta enkle før/etter-sammenligninger. Effektiviteten til optimeringstiltak kan spores direkte og sikkert. I eksemplet nedenfor (se figur 3) kan man registrere en tydelig reduksjon av varmeenergiforbruket med ca. 3 prosent etter optimeringen. 45 Zeit 4 35 Energieverbrauch (kwh) Optimierung 5 Januar 6 Februar 6 März 6 April 6 Mai 6 Juni 6 Juli 6 August 6 September 6 Oktober 6 November 6 Dezember 6 Januar 7 Februar 7 März 7 April 7 Mai 7 Juni 7 Juli 7 August 7 September 7 Oktober 7 November 7 Dezember 7 Gradtagzahl Energieverbrauch Heizenergie (kwh) Figur 3: Energiforbruk kontra graddagstall

4 Dataene som er registrert av BMS-systemet gir viktig informasjon om optimeringspotensialet under drifting av anlegget. Energistyringssystemer utfører dataanalyse og databehandling, slik at beslutningsgrunnlaget vises raskt. Mange forskjellige analyseformer brukes, som for eksempel: Grunnlastanalyse, opplysning om forbruksverdier når bygningen ikke er i bruk (se Figur 4). Effekttoppanalyse, som gir opplysninger om effekttopper f.eks. ved elektriske laster (se Figur 5). Forskjellige tariffanalyser, som for eksempel ved hjelp av reelle forbruks data analyserer hvilke virkninger et tariffskifte hos en strømleverandør har (se Figur 6). Sammenligningsanalyser, f.eks. avvik i forbruket på forskjellige ukedager eller avvik i forbruket i forskjellige bygninger (se Figur 7). (kwh) Dec 27 2 Dec 27 3 Dec 27 4 Dec 27 5 Dec 27 6 Dec 27 7 Dec 27 8 Dec 27 9 Dec 27 1 Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec 27 2 Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec 27 3 Dec Dec 27 Base Load (kwh) of Office.Office Elec Active (kwh) of Office.Office Elec Figur 4: Grunnlastanalyse

5 Main Meters.Main Elec kwh kw Day of Month kw Maximun Demand Available Capacity Figur 5: Effekttopppanalyse Main Meters.Main Elec kwh Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sunday Day Night Weekend Figur 6: Tariffanalyse

6 Main Meters.Main Elec kwh 1/7/27 2/7/27 3/7/27 4/7/27 5/7/27 6/7/27 7/7/27 8/7/27 9/7/27 1/7/27 11/7/27 12/7/27 13/7/27 14/7/27 15/7/27 16/7/27 17/7/27 18/7/27 19/7/27 2/7/27 21/7/27 22/7/27 23/7/27 24/7/27 25/7/27 26/7/27 27/7/27 28/7/27 29/7/27 3/7/27 31/7/27 kwh : :3 1: 1:3 2: 2:3 3: 3:3 4: 4:3 5: 5:3 6: 6:3 7: 7:3 8: 8:3 9: 9:3 1: 1:3 11: 11:3 12: 12:3 13: 13:3 14: 14:3 15: 15:3 16: 16:3 17: 17:3 18: 18:3 19: 19:3 2: 2:3 21: 21:3 22: 22:3 23: 23:3 Figur 7: Ukedagssammenligning Ekstern tilgang til BMSsystemet For å motta nødvendige data for energistyringen fra et lokalt installert BMSsystem, må det være mulig med ekstern tilgang. Fra forskjellige eiendommer kan forbruksdata leses ut og analyseres via ekstern tilgang for å vurdere om det er nødvendig med optimeringstiltak eller for å kontrollere effektiviteten til gjennomførte tiltak. Ekstern tilgang til BMSsystemet for aktiv optimering BMS-systemer, som CentraLine, gir ikke bare anskaffelse av data, men aktivt inngrep i reguleringen av hver anleggskomponent, fra kjel til romtermostat. På denne måten kan en servicepartner gjennomføre optimeringer uten at det er nødvendig å ta turen til anlegget. Tidsprograminnstillinger eller reguleringsparametere kan under løpende drift tilpasses endrede forhold. En optimal innstilt regulering gir et enormt innsparingspotensiale: I et boligprosjekt i Uckermarkstraße i Eberswalde ved Berlin kan vi påvise energikostnadsbesparelser på 25 prosent. Dette innsparingspotensialet ble utelukkende realisert gjennom et nytt, optimalt innstilt CentraLine-reguleringssystem. Det ble ikke gjort noen forandringer på selve bygningen. Som CentraLine servicepartner overvåker vi eiendommene konstant, og garanterer jevn optimal drift av anlegget. I forbindelse med dette er en ekstern tilgang til alle anleggsdata, som CentraLine Arena tilbyr, udiskutabel., sier Marco Reinicke fra R&T Gebäudeanlagentechnik GmbH (figur 8).

7 Bilde 8: Marco Reinicke ved anleggsoptimering via ekstern tilgang, Dårlig innstilte regulatorer går ikke bare ut over energibesparelsen. Hvis regulatoren kryper for sakte mot målverdien, har dette negativ virkning på komforten: Det forhåndsgitte settpunktet nås ikke eller det nås for sent. Svinger regulatoren over, går ikke dette bare ut over energiforbruket, men det går også ut over levetiden til anleggskomponentene: Tangodansende ventiler (dvs. aktuatorene deres) bruker ikke bare mer strøm, men de utsettes også for høyere mekanisk belastning, noe som reduserer levetiden tilsvarende. Ved hjelp av spesielle funksjoner til et BMS-system kan feil innstilte reguleringsparametere raskt lokaliseres, og innstillingen tilpasses tilsvarende: Direkte fra kontoret til servicepartneren. Fasit Energieffektiv og dermed kostnadsbesparende drift av anlegg er en reguleringssirkel hvor BMS-systemer spiller en sentral rolle: Først og fremst må forbruks- og andre driftsdata til anlegget registreres for å kunne ta beslutninger basert på fakta. BMS-systemets rolle går her ut over ren dataregistrering. Som oftest brukes det som mellomlager hvor data blir midlertidig lagret for så å stille disse til disposisjon for forskjellige brukere via ekstern tilgang. Brukerne kan være både mennesker (f.eks. servicepartner) og datamaskiner, som bearbeider dataene videre. Rådataene vurderes automatisk eller manuelt for å kunne vurdere optimeringspotensialet kvalitativt og kvantitativt. BMS-systemet kan selv foreta den automatiske vurderingen, eller det kan gjøres av et ettermontert,

8 spesialisert energistyringssystem. Da analysene må være tilgjengelige for forskjellige brukere, er også her en ekstern tilgang ønskelig, f.eks. via internett. Hvis det blir fastslått at det er behov for optimering, kan optimeringen skje direkte ved å fjernbetjene BMS-systemet via nettleseren uten at det er nødvendig å ta turen til anlegget. Når optimeringen er fullført, kontrolleres resultatet. Igjen må BMSsystemet registrere og analysere data, for å sammenligne dem med den forrige tilstanden. Registrere Analysere BMS-SYSTEM Kontrollere resultat Optimere Bilde 9: Reguleringskrets til den energieffektive og kostnadsbesparende anleggsdriften Oppsummert kan man fastslå at BMS-systemer spiller en sentral rolle ved vurdering og optimering av energieffektiviteten. Muligheten til den eksterne tilgangen, ikke bare for operatøren, men også for videre bearbeidende, spesialiserte systemer, muliggjør sentral styring av bygg. Dermed kan spesialiserte servicepartnere bidra til å optimere energibehovet i en bygning. Eieren av anlegget gleder seg ikke bare over bedre kostnadseffektivitet, men også over feilfri drift. Kilde til figur 1 og 3 til 7: Kilde figur 2: Verband Privater Bauherren e. V./ Bundesverband Deutscher Baustoff-Fachhandel e. V.)

9 Forfatter: Michael Rader Product Marketing Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Se flere detaljer og relaterte artikler om Energieffektivitet på CentraLine websiden eller kontakt oss direkte. CentraLine Honeywell AS Askerveien 61 Boks 263, 1372 Asker Tlf