Energieffektiv... i Europa-Park takket være intelligent ventilasjonsregulering Edgar Mayer Product Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH 09 I 2008 Europa-Park Rust, Tysklands største fritids- og familiepark, setter standarden: både når det gjelder størrelse og popularitet, og med tanke på energieffektivitet. Den tekniske ledelsen i parken satser ikke bare på varmepumper og solcelleanlegg, men også på intelligent reguleringsteknikk. Slik er det også ved Magic-Cinema-4D-kinoen som leder tilskuerne inn i en ny dimensjon. CentraLine-regulatorer styrer det komplekse ventilasjonsanlegget så energieffektivt at energiforbruker reduseres betydelig. Med sin fokus på utviklingen av energiforbruket, reagerer ledelsen ved Europa-parken på den økende belastningen på miljøet og de økende energiprisene. Dette gjør de med løsninger fra CentraLine. Europa-parken Siden åpningen sommeren Sommer 1975 har over 74 millioner mennesker besøkt parken. Med over fire millioner besøkende i fjor er Europa-parken den mest besøkte sesongparken i verden, den definitivt største fritidsparken i Tyskland og det mest besøkte turistmålet i Tyskland etter Kölner-domen. Parken er et farmilieforetak, som familien Mack allerede har investert over 500 millioner Euro i, og i høysesongen arbeider det omlag 3500 medarbeidere i parken. Rundt 100 attraksjoner og internasjonale show garanterer morro og underholdning for hele familien. Europa-parken er for lengst mer enn bare en tradisjonell fritidspark: et velrenommert møtested og et populært sted for forskjellige begivenheter
og fjernsynsproduksjoner. Med de fire 4-stjernes opplevelseshotellene er den i tillegg et populært korttidsferiemål for gjester fra hele Europa. Bilde 1: Europa-parken i Rust er den mest besøkte fritidsparken i Tyskland. 4D-kinoen Siden 2004 er også Magic Cinema 4D blant attraksjonene i parken. Kinoen tar imot besøkende i en firedimensjonal verden: se, hør, føl og forstå. Filmen Panda Vision, et samarbeid med World Wide Fund for Nature (WWF Tyskland) den største verdensomspennende uavhengige miljøorganisasjonen fører publikum inn i dyrenes verden, hvor de kan føle naturen med alle sanser. Fiske, svømme sammen med skilpadder og ta på slanger omgis av et imponerende lydanlegg og på et kjempestort lerret på 19 x 9 meter. Overraskende 3D-effekter fanger blikket, nesen fornemmer forskjellige dufter, huden føler frisk vind eller den er omhyllet av tåkeskyer. En såkalt Bodyshaker gir et spesielt kick, da den sørger for at setet vibrerer under filmen. Alt i alt, kino for alle sanser. Bilde 2: 4D-kinoen i Europa-parken i Rust er ikke bare tredimensjonal
4D-forestillingene går fra kl. 10.00 om morgenen til parken stenger, og varer i 15 minutter. Mellom hver fremvisning er det en pause på 15 minutter. Mellom kl. 20.00 og 24.00 vises det aktuelle filmer i tradisjonell 2D-teknikk flere ganger i uken, disse støttes av kinoens 4D-teknikk: Ved et jordskjelv vakler plutselig setet. 4D-teknikken stiller kinoens ventilasjonsanlegget overfor en stor utfordring: Under 4D-kinodriften blir, avhengig av filmscene, også den tilsvarende duften sprayet inn fra taket. I undervannsscenene blir det for eksempel sprutet inn små mengder saltvannsduft og i skogsscener sprøytes det inn duft av friskt gress. For at den aktuelle duften ikke skal blande seg med den neste, må den suges raskt ut igjen. Publikum på de etterfølgende fremvisningene må ikke kjenne restduftene slik at de vet hva de kan forvente seg. Også derfor går kinodriften reguleringsteknisk i tre driftsmåter: 1. 4D-forestillinger innenfor rammen til attraksjonene i Europa-parken, 2. Pauser mellom 4D-enhetene og fremvisningene av aktuelle kinofilmer og 3. Nattdrift. Bilde 3: 4D-kinoen viser også aktuelle kinofilmer For energieffektiv regulering av ventilasjonen satser Europa-parken på reguleringsteknikk fra CentraLine. Reguleringsteknikken tilordner hver driftsmåte et eget reguleringsprogram, som tilpasser de forskjellige komponentene optimalt til hverandre.
Ventilasjonsanleggets komponenter Bilde 4: Skjematisk framstilling av ventilasjonsanlegget til 4D-kinoen i Europa-parken Rust Som bilde 4 viser, består alegget av omluftsspjeld (1), et direktefyrt varmebatteri (2) i ventilasjonskanalen som varmer opp luften ved hjelp av en luft/luftvarmeveksler. varmebatteriet kan starte kun når den frigis av luftstrømvakten. Brenneren blir i tillegg sikret av en sikkerhetstemperaturbegrenser og -vakt. For kjøling blir det satt inn en femtrinns direktefordamper (3). Både Varmebatteriet og direktefordamperen reagerer svært raskt på regulatorsignalene, og gir dermed et vesentlig bidrag for å øke komforten i kinosalen. Turtallet til til- (4) og avtrekksviftene (5) reguleres med frekvensomformere (6). Dermed blir turtallet etter reguleringsavviket forandret av romtemperaturen. I komfortområdet, når reguleringsavviket er lite, går anlegget med minimum turtall. Ved større reguleringsavvik blir viftens turtall økt til maksimalt turtall både i varme- og kjøledrift. Reguleringsteknikk Den anvendte CentraLine-reguleringsteknikken utnytter optimalt alle eksisterende innsparingspotensialer i alle driftsmåtene til ventilasjonsanlegget. I 4D-drift får reguleringen etter at det er sprøytet inn dufter, et signal fra kinoanlegget, og kobler for resten av fremvisningen over til 100 % andel uteluft. Dermed forhindrer anlegget at de forskjellige duftene blander seg med hverandre. På denne måten blir energieffektiviteten ved uteluftdrift sikret takket være følgende funksjoner:
Glidende ønskeverdier med sommer- og vinterkompensasjon for å holde temperaturforskjellen mellom inne og ute så liten som mulig, behovsført luftmengderegulering ved hjelp av variable luftstrømmer, luftkvalitetsregulering ved hjelp av overstyring av vifteturtallet og komfordrift eller nullenergibånd. I de 15 minutters pausene eller under fremvisningen av vanlige filmer blir anlegget regulert i blandingsluftdrift. Dette gir ekstra energibesparelser på grunn av: lavere andel uteluft, regulering av omluftspjeldsekvensen avhengig av utetemperatur og romtemperetur, samt luftkvalitetsregulering ved hjelp av overstyring av omluftspjeldene og vifteturtallet. I nattdrift er følgende funksjoner for energieffektivitet og sikkerhet aktive: Overvåking av minimumstemperaturen om vinteren, overvåking av maksimal romtemperatur om sommeren, samt fri nattkjøling. Energibalansen avhengig av utlegg med konvensjonell reguleringsteknikk for 4D-kino er vist i tabell 1: Energiforbruker Driftstimer Varmeeffekt [kw] Kjøleeffekt [kw] Tilluft [kw] Avluft [kw] Volumstrøm [m 3 /h] Energiforbruk/år Maks. utlegg 240 122 30 7,5 27.500 4-D Drift Driftsmåter 4-D Pauser/ kino Dager /år Energi [kwh/ år] 4,75 [h/dag] 61% 1 73% 1 82% 1 82% 1 15.098 8,75 [h/dag] 43% 1 49% 1 64% 1 64% 1 11.743 120 100 191.052 94.591 77.900 19.475 Sum oppvarming, kjøling og elektro Til Pris sammen [ / kwh] [ / år] 0,059 2 11.311 12.725 10.480 2620 37.135 Tabell 1: Energibalanse med konvensjonell reguleringsteknikk 1 gjennomsnittlig prosentvis middelverdi for forstillingssignalene fra maks. utlegg i spalte 2 for denne driftsmåten 2 /kwh gass 3 /kwh Elektroenergi
Bruk av CentraLine reguleringsteknikk kunne redusere den gjennomsnittlige volumstrømmen med 22 % samtidig som man overholdt komforten og luftkvaliteten. Den største innsparingen representerte den behovsstyrte luftmengdereguleringen ved hjelp av variable luftstrømmer og luftkvalitetsregulering, som ved behov overstyrer andelen uteluft og luftstrømmen1. Luftkvalitetsreguleringen ved hjelp av blandingsgassføler garanterer at den maksimal volumstrømmen kjøres variabelt avhengig av utforming av kinoen. Jo bedre luftkvalitet, desto mindre friskluft må det tilføres, og desto mindre varme- og kjøleenergi blir brukt. Reguleringssignalet for frekvensomformeren som styrer tillufts- og avtrekksviftene, er det maksimale signalet fra temperaturreguleringen og luftkvalitetsreguleringen 2. I nullenergibåndet blir viftene kjørt med minimumsturtall. Jo større reguleringavviket til romtemperaturen er, desto høyere er viftens turtall. Ved maksimal tillatt reguleringsavvik er viftens turtall 100 %, og transporterer dermed den maksimale volumstrømmen inn i kinosalen. Denne situasjonen inntreffer kun ved maksimal belastning i salen og ved maksimale temperaturforskjeller mellom rom- og uteluft. Stiger volumstrømmen direkte proporsjonalt med vifteturtallet, øker forbruket av elektroenergi med tredje potens av turtallet 3. Energibalansen med CentraLine reguleringsteknikk er vist i tabell 2: Energiforbruker Driftstimer Varmeeffekt [kw] Kjøleeffekt [kw] Tilluft [kw] Avluft [kw] Volumstrøm [m 3 /h] Energiforbruk/år Besparelse i % Besparelse i Maks. utlegg 240 122 30 7,5 27.500 Driftsmåter 4Ddrift 4,75 [h/dag] 4D-pauser/ kino 8,75 [h/dag] 50% 1 35% 1 60% 1 40% 1 45% 1 45% 1 12375 35% 1 35% 1 9625 Dager /år 120 100 Sum oppvarming, kjøling og elektro Energi [kwh/ år] 156.600 77.534 42.900 10.725 Pris [ / kwh] Til sammen [ / år] 0,059 2 9271 0,1345 2 10428 5770 1443 26912 27% 10224 Tabell 2: Energibalanse med CentraLine reguleringsteknikk 1, 2, 3 som i tabell 1 1 Hannes Lütz: Energieffektivitet takket være nye planleggingsspesifikasjoner på grunn av DIN EN 13779 for ventilasjons- og klimaanlegg 2 Hannes Lütz: Energieffektivitet takket være bedre regulering av luftkvaliteten i ventilasjons- og klimaanlegg 3 Tomi Ristimäki: Energieffektivitet takket være turtallsregulerte drev med frekvensomformer
Som tabell 2 viser, reduseres forbruket til varme- og kjøleenergi proporsjonalt med den reduserte, gjennomsnittlige volumstrømmen mens forbruket av elektroenergi for viften faller med tredje potens. Totalforbruket synker overproporsjonalt med 27 %. Ved bruk av CentraLine frekvensomformere får kunden et software-program som vedkommende kan bruke til å beregne besparelsen av elektroenergi avhengig av kapasitetsutnyttelse. Dermed blir det åpenbart at kostnadene til energiforbruk for vifte utgjør mer enn 90 % over den totale levetiden, mens anskaffelses- og vedlikeholdskostnader til sammen kun utgjør 10 % 4. Komfort For å øke komforten har anlegget justerbare luftutløp. Disse er montert på taket og styrer luften i varmedriften direkte nedover i retning publikum. For å unngå trekkluftfunksjonen under kjøledrift, rettes luftutløpene i dette tilfellet sideveis ut. Dermed blir den kalde luften blåst i retning av ytterveggene. Avluften suges ut over store flater over ca. en meter høye, luftplater med hull på den nedre delen av sideveggene. Dermed merker man ikke trekkluft i tilskuerområdet. Uansett vær skal kinopublikum ha en behagelig temperatur i salen og det på hver av de 448 sitteplassene. Sikkerhet For å opprettholde sikkerheten til publikum er det montert seks brannspjeld med meldingskontakt i salen. Ved en brann får parkens eget brannvesen umiddelbart alarmmelding, og røyken suges ut via en røykgassvifte. Regelmessig vedlikehold For å sikre feilfri og energieffektiv drift, vedlikeholdes anlegget hvert år av en CentraLine-partner. Dette vedlikeholdet gjør det mulig å oppnå de optimale parametrene til anlegget. I vinterpausen blir alt arbeid gjennomført etter en vedlikeholdssjekkliste. De viktigste sikkerhetsrelevante vedlikeholdsarbeidene er: Kontroll av Varmebatteriet og direktefordamperen, Funktionskontrolle der Sicherheitstemperaturwächter und -begrenzer des direkt befeuerten Lufterhitzers, Kontroll av luftstrømvakten, Utskifting av kilereimene og Rengjøring av filtrene. 4 Tomi Ristimäki: Energieffektivitet takket være turtallsregulerte drev med frekvensomformer
Under vedlikeholdet kontrollerer og optimaliserer CentraLine-partner reguleringen. Da analyserer vedkommende måleverdiene og sammenligner disse med verdiene fra i fjor. Ut fra dette kan man finne innsparingsmuligheter. Takket være disse vedlikeholdstiltakene, har det aldri vært feil på anlegget siden kinoen ble åpnet i april 2004. Bilde 5: CentraLine-parnteren Marko Debacher sørger for regelmessig vedlikehold Fasit 4D-kinoen gjenspeiler tenkemåten til Europa-parken når det gjelder energieffektivitet. De tekniske medarbeiderne er underveis som Energisparedetektiver på parkens område alltid på utkikk etter muligheter for å redusere energiforbruket til de over 100 attraksjonene. Reguleringskonseptet fra CentraLine, som behovsstyrer ventilasjonsanlegget til 4D-kinoen, bidrar i høy grad til dette. Alle reguleringsfunksjoner er basert på flere tiår med erfaring, og ble forbedret kontinuerlig i årenes løp. For å utnytte alle innsparingspotensialene, har CentraLine-partneren tilpasset anleggene først og fremst direkte til de spesielle kravene som fritidsparken stiller. De nødvendige anleggsfunksjonene kunne vedkommende enkelt velge med konfigurasjonsprogrammet COACH. Reguleringsalgoritmen som er lagt bak er dermed allerede optimalisert med tanke på energieffektivitet. Etter at kinoen i 2004 tok opp driften, har han på grunnlag av de konkrete måleverdiene fra parken stadig tilpasset anlegget mer detaljert. Total kunne store energibesparelser oppnås. For Europa-parken betyr dette en attraksjon til som oppfyller de høye kravene til energieffektivitet. Dermed bidrar fritids- og familienparken til å verne miljøet, og legger grunnlaget for foretakets økonomi.
Bilde 6: Medarbeiderne ved teknisk kontor Herr Beil (helt til venstre) og Herr Glaser (andre fra høyre) med CentraLine-partner Marko Debacher (andre fra venstre, forfatter Edgar Mayer (helt til høyre) og Bernd Braun, salgsrådgiver CentraLine (i midten). Quellen [1] Hannes Lütz: Energieffektivitet takket være nye planleggingsspesifikasjoner på grunn av DIN EN 13779 for ventilasjons- og klimaanlegg [2] Hannes Lütz: Energieffektivitet takket være bedre regulering av luftkvaliteten i ventilasjons- og klimaanlegg [3] Tomi Ristimäki: Energieffektivitet takket være turtallsregulerte drev med frekvensomformer Autor: Edgar Mayer Product Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Se flere detaljer og relaterte artikler om Energieffektivitet på CentraLine websiden eller kontakt oss direkte. www.centraline.com CentraLine Honeywell AS Askerveien 61 Boks 263, 1372 Asker Tlf. 66762000