Energieffektivitet. ... i Europa-Park med intelligent ventilationsregulering. Europa-Park

Transkript

1 Edgar Mayer Product Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH 09 I 2008 Mere end 100 attraktioner og talrige shows på et areal af ca. 85 hektar nemlig Europa-Park Rust, Tysklands største fritids- og familiepark, sætter nye standarder: Både hvad angår størrelse, attraktivitet og ikke mindst energieffektivitet. I den forbindelse satser parkens tekniske ledelse ikke blot på varmepumper og solenergianlæg, men også på intelligent reguleringsteknik. Dette gælder også i Magic-Cinema-4D-biografen, som bibringer tilskuerne en helt ny dimension. CentraLine-regulatorer styrer det komplekse ventilationsanlæg så energieffektivt, at energiforbruget har kunnet sænkes ganske markant. Med sin fremad sku ende holdning til udviklingen inden for energiforbruget reagerer Europa-Parks ledelse på den voksende miljøbelastning og de stigende energipriser. Europa-Park Siden åbningen i sommeren 1975 har mere end 74 millioner mennesker besøgt parken. Med sine mere end 4 millioner besøgende i det forløbne år er Europa-Park den sæsonmæssigt mest besøgte park i hele verden, langt den største fritidspark i Tyskland og efter domkirken i Køln det mest besøgte turistmål i Tyskland. Parken er en familievirksomhed, som familien Mack allerede har investeret mere end 500 millioner Euro i og som i hovedsæsonen beskæftiger helt op til medarbejdere. Rundt regnet 100 attraktioner og internationale shows er garantien for morskab og underholdning for hele familien. Det er længe siden, at Europa-Park blot var en klassisk fritidspark: Der er i dag tale om et velrenommeret kongrescenter og en populær adresse for events og TV-produktioner. I kraft at sine fire 4-stjernede oplevelseshoteller er parken derudover et populært mål for miniferier for gæster fra hele Europa.

2 Fig. 1: Europa-Park i Rust er den mest besøgte fritidspark i Tyskland. 4D-biografen Siden 2004 har også Magic Cinema 4D-biografen hørt til parkens attraktioner. Biografen modtager de besøgende i en 4-dimensional verden: Se, høre, føle og forstå. Filmen Panda Vision, et samarbejde med World Wide Fund for Nature (WWF Deutschland) verdens største uafhængige miljøorganisation, bortfører tilskuerne til dyrenes verden og får dem til at fornemme naturen med alle sanser. De kan fange fisk, svømme sammen med skildpadder og røre ved slanger omgivet af et imponerende lydanlæg og på et kæmpemæssigt lærred på 19 x 9 meter. Overraskende 3D-effekter fængsler blikket, næsen fornemmer forskellige dufte, huden mærker den friske vind eller man er indhyldet i tågebanker. En såkaldt bodyshaker, som for sæderne til at vibrere under filmforevisningen, sørger for et særligt kick. Alt i alt en biograf for alle sanser. Fig. 2: 4D-biografen i Europa-Park i Rust er ikke kun tredimensional. 4D-forestillingerne kører fra om morgenen kl. 10:00 og indtil parken lukker og varer i 15 minutter ad gangen. Mellem de enkelte forestillinger er der indlagt en pause på ligeledes 15 minutter. Fra kl til vises der flere gange om ugen aktuelle film i konventionel 2D-teknik, som understøttes af biografens

3 4D-teknik: F.eks. ryster sæderne pludseligt ved et jordskælv. 4D-teknikken stiller her biografens ventilationsanlæg over for en stor udfordring: Under 4Dfilmforevisningen sprayes der - afhængigt af de enkelte filmscener fra loftet passende dufte ned i salen. Ved undervandsscenerne indsprayes der f.eks. små mængder havvandsduft eller ved urskovs scener duft af frisk græs. For at den aktuelle duft ikke skal blandes med den næste, skal den suges hurtigt ud igen. Tilskuerne til de følgende forestillinger skal nemlig ikke på grund af restduftene fornemme, hvad der venter dem. Dette er også årsagen til, at biografen reguleringsteknisk set kører i 3 driftstilstande: 1. 4D-forestillinger i forbindelse med attraktionerne i Europa-Park, 2.Pauser mellem 4D-forestillingerne og forevisninger af aktuelle biograffilm og 3.Natdrift. Fig. 3: 4D-biografen viser også aktuelle biograffilm. Til den energieffektive regulering af ventilationen satser Europa-Park på reguleringsteknik fra CentraLine. Denne teknik sørger for, at hver driftstilstand har sit eget specielle reguleringspro gram, som afstemmer de forskellige komponenter optimalt til hinanden.

4 Ventilationsanlæggets komponenter Fig. 4: Skematisk oversigt over ventilationsanlægget i 4D-biografen i Europa-Park i Rust Som det ses på fig. 4, består anlægget af blandespjæld (1), en direkte fyret luftopvarmer (2) i ventilationskanalen, som opvarmer luften ved hjælp af en luft/ luftvarmeveksler. Luftopvarmeren kan kun starte, når den frigives af luftstrømsvagten. Brænderen sikres desuden af en sikkerhedstemperaturbegrænser og -vagt. Til køling anvendes en 5-trins direktefordamper (3). Både luftopvarmeren og direktefordamperen reagerer meget hurtigt på reguleringssignalerne og yder således et væsentligt bidrag til at forøge komforten i biografsalen. Indsugnings- (4) og luftafkastventilatorernes (5) hastighed reguleres ved hjælp af frekvensomformere (6). Samtidig ændres hastigheden afhængigt af reguleringsafvigelsen fra rumtemperaturen. Inden for komfortintervallet kører anlægget, når reguleringsafvigelsen er minimal, med minimal hastighed. Ved større reguleringsafvigelse øges ventilatorhastigheden både under opvarmnings- og køledrift til maksimal hastighed. Reguleringsteknik Den anvendte CentraLine-reguleringsteknik udnytter alle eksisterende besparelses muligheder i alle ventilationsanlæggets driftstilstande optimalt. Under 4D-forevisninger modtager reguleringen efter indsprayning af duftene et signal fra biografanlægget og skifter for den resterende tid af forevisningen fra blandingsluftdrift til 100% udeluftandel. Derved forhindrer anlægget, at de forskellige dufte blandes. Samtidig sikres energieffektiviteten under udeluftdrift ved hjælp af følgende funktioner: Glidende setpunkt-værdier med sommer- og vinterkompensation for at holde temperaturforskellen mellem inde og ude så lille som mulig Behovsstyret luftmængderegulering ved hjælp af variable luftstrømme Luftkvalitetsregulering ved overstyring af ventilatorhastigheden og Komfortdrift eller nulenergiområde

5 Under 15-minutters pauserne eller forevisninger af normale spillefilm reguleres anlægget i blandingsluftdrift. Yderligere energibesparelser opnås her i kraft af: Den mindre udeluftandel Omstyringen af blandingsluftspjældsekvensen afhængigt af udendørstemperatur og rumtemperatur samt Luftkvalitetsreguleringen ved overstyring af blandingsluftspjældene og ventilatorhastigheden Under natdrift er følgende funktioner til energieffektivitet og sikkerhed aktive: Overvågning af mindsterumtemperaturen om vinteren Overvågning af den maksimale rumtemperatur om sommeren samt Fri natkøling Energiregnskabet - alt efter biografudnyttelsen - med konventionel reguleringsteknik for 4D-biografen er vist i tabel 1: Energiforbruger Driftstimer Varmeeffekt [kw] Køleeffekt [kw] Tilgangsluft [kw} Afkastluft [kw] Volumenstrøm [m 3 /h] Energiforbrug/år Maks. dimensionering , Driftstilstande 4-D drift 4,75 [h/døgn] 61% 1 73% 1 4-D pauser/ biograf 8,75 [h/døgn] 43% 1 49% 1 64% 1 Døgn /år 120 Energi [kwh/ år] % 1 82% % Sum opvarmning, køling og el-energi Pris [ / kwh] 0,059 2 I alt [ / år] Tabel 1: Energiregnskab med konventionel reguleringsteknik 1 Gennemsnitlig procentvis middelværdi af indstillingssignalerne for den maks. dimensionering i spalte 2 for denne driftsmodus 2 /kwh gas 3 /kwh elenergi Anvendelsen af CentraLine reguleringsteknikken kunne reducere den gennemsnitlige volumenstrøm med 22% og samtidig opretholde komforten og luftkvaliteten. Den største andel i besparelsen har den behovsstyrede luftmængderegulering ved hjælp af variable luftstrømme og luftkvalitetsreguleringen, som om nødvendigt overstyrer udeluftandelen og luftstrømmen 1. Luftkvalitetsreguleringen ved hjælp af blandingsgasfølere sikrer, at den maksimale volumenstrøm - alt efter biografens udnyttelse - køres variabelt. Jo bedre luftkvaliteten er, jo mindre friskluft skal der tilføres og desto mindre energi til opvarmning og køling forbruges der. Reguleringssignalet til frekvensomformerne, som styrer tilgangsluft- og luftafkastven tilatorerne, er det maksimale signal fra temperaturreguleringen og luftkvalitetsreguleringen 2. I nulenergiområdet køres ventilatorerne med minimale hastigheder. Jo større reguleringsafvigelsen for rumtemperaturen er, desto højere

6 er ventilatorhastigheden. Ved maksimalt tilladelig regulerings afvigelse er ventilatorhastigheden 100% og transporterer følgelig også den maksimale volumen strøm ind i biografsalen. Denne situation forekommer kun ved maksimal biografudnyttelse og ved maksimale temperaturforskelle mellem rum- og udeluft. Hvis volumenstrømmen stiger direkte proportionalt med ventilatorhastigheden, så stiger forbruget af el-energi med tredje potens af hastigheden 3. Energiregnskabet med CentraLine-reguleringsteknik er vist i tabel 2: Energiforbruger Driftstimer Opvarmningseffekt [kw] Køleeffekt [kw] Tilgangsluft [kw] Afkastluft [kw] Volumenstrøm [m 3 /h] Energiforbrug/år Besparelse i % Besparelse i , Driftstilstande Maks. dimensionering 4Ddrift 4,75 [h/døgn] 4D-pauser/ biograf 8,75 [h/døgn] 50% 1 35% 1 60% 1 40% 1 45% 1 45% % 1 35% Døgn /år Sum opvarmning, køling og el-energi Energi [kwh/ år] Pris [ / kwh] I alt [ / år] 0, , % Tabel 2: Energirfegnskab med CentraLine reguleringsteknik 1 Gennemsnitlig procentvis middelværdi af indstillingssignalerne for den maks. dimensionering i spalte 2 for denne driftsmodus 2 /kwh gas 3 /kwh elenergi Som vist i tabel 2, falder forbruget af energi til opvarmning og køling proportionalt med den reducerede, gennemsnitlige volumenstrøm, medens forbruget af elenergi til ventilatorerne falder med tredje potens. Det samlede energiforbrug falder overproportionalt med 27%. Ved anvendelse af CentraLine-frekvensomformere får kunden et software-program, ved hjælp af hvilket han selv kan beregne besparelsen af el-energi alt efter udnyttelsesgraden. Heraf fremgår det, at udgifterne til energiforbruget til ventilatorer over hele livscyklussen udgør mere end 90%, medens anskaffelses- og serviceringsudgifterne tilsammen kun udgør 10% 3. Komfort Med henblik på en forøgelse af komforten har anlægget justérbare luftudgangsåbninger. Disse er monteret i loftet og styrer under opvarmningdrift luften direkte nedad i retning mod tilskuerne. For at undgå trækgener under køledriften drejes luftudgangsåbningerne i dette tilfælde sideværts. Følgelig blæses den kolde luft i retning mod ydervæggene. Afkastluften udsuges via arealmæssigt store og ca. en meter høje, perforerede luftplader i den nederste del 1 Hannes Lütz: Energieffektivitet med nye projekteringsbestemmelser på grundlag af DIN EN for ventilations-og klimaanlæg 2 Hannes Lütz: Energieffektivitet gennem bedre luftkvalitetsregulering i ventilations- og klimaanlæg 3 Tomi Ristimäki: Energieffektivitet ved hjælp af hastighedsregulerede drivmotorer med frekvensomformer.

7 af sidevæggene. Dermed føles der ingen træk på nogen af tilskuerpladserne. Uanset hvordan vejret er udenfor, så forventer biografgængerne en behagelig temperatur i salen på alle 448 pladser uden undtagelse. Sikkerhed Af hensyn til tilskuernes sikkerhed er der i salen monteret seks brandsikkerhedsspjæld med meldekontakt. I tilfælde af brand modtager parkens eget brandvæsen straks en alarmmeddelelse og røgen suges ud via en røggasventilator. Regelmæssig servicering For at sikre den fejlfri og energieffektiv drift serviceres anlægget én gang årligt af en Cen traline-partner. Denne servicering gør det muligt at opretholde de optimale parametre for anlægget. I vinterpausen udføres alle arbejder i henhold til en serviceringstjekliste. De vigtigste sikkerheds relevante serviceringsarbejder er følgende: Kontrol af luftopvarmere og direktefordampere Funktionskontrol af den direkte fyrede luftopvarmers sikkerhedstemperaturvagt og -begrænser Kontrol af luftstrømsvagter Udskiftning af kileremme og Rensning af filtre Ved serviceringen kontrollerer og optimerer CentraLine-partneren reguleringen. Samtidig analyserer han måleværdierne og sammenligner dem med værdierne fra året før. På basis heraf kan der udledes besparelsestiltag. Takket være disse serviceringstiltag har der siden åbningen af biografen i april 2004 ikke været en eneste fejl ved anlægget. Fig. 5: CentraLine-partner Marko Debacher sørger for regelmæssig servicering

8 Facit 4D-biografen afspejler Europa-Parks måde at tænke på, når det drejer sig om energi effektivitet. De tekniske medarbejdere er som en slags energisparedetektiver hele tiden på farten inden for parkens område altid på jagt efter muligheder for at reducere forbruget af energi til de mere end 100 attraktioner. CentraLines reguleringskoncept, som behovstilpasset styrer 4Dbiografens ventilationsanlæg, bidrager i væsentlig grad hertil. Alle reguleringsfunktioner er baseret på erfaringer gennem årtier og de er i årenes løb blevet kontinuerligt forbedret. For at udnytte alle besparelsesmuligheder optimalt har CentraLine-partneren primært fokuseret på fritidsparkens ganske særlige krav. De krævede anlægsfunktioner kunne han så let vælge med konfigurationssoftwaren Coach. De lagrede reguleringsalgoritmer er samtidig allerede optimeret med henblik på deres energieffektivitet. Siden biografen åbnede i 2004, har han hele tiden mere og mere præcist tilpasset anlægget på grundlag af de konkrete måleværdier fra parken. Totalt set har det således været muligt at foretage betydelige energibesparelser. For Europa-Park er dette ensbetydende med endnu en attraktion, som fuldt og helt lever op til de høje krav om energieffektivitet. Dermed yder fritids- og familieparken et vigtigt bidrag til miljøbeskyttelsen og lægger grunden til virksomhedens lønsomhed. Fig. 6: Medarbejdere fra det Tekniske Kontor hr. Beil (helt til venstre) og hr. Glaser (nummer to fra højre) sammen med CentraLine-partner Marko Debacher (nummer to fra venstre, forfatter Edgar Mayer (helt til højre) og Bernd Braun, salgkonsulent CentraLine (i midten).

9 Kilder [1] Hannes Lütz: Energieffektivitet med nye projekteringsbestemmelser på grundlag af DIN EN for ventilations- og klimaanlæg [2] Hannes Lütz: Energieffektivitet gennem bedre luftkvalitetsregulering i ventilations- og klimaanlæg [3] Tomi Ristimäki: Energieffektivitet ved hjælp af hastighedsregulerede drivmotorer med frekvensomformer Forfatter: Edgar Mayer Product Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Se flere detaljer og relaterede artikler om energibesparelser på Centralines hjemmeside eller kontakt os direkte. CentraLine Honeywell A/S Strandvejen Hellerup Tel