Der blev oprettet følgende fire arbejdsgrupper, hver med deres egen formand. De fire grupper og deres formænd var:

Transkript

1

2 Energistyrelsens statstilskud til energibesparelser m.v. i erhvervsvirksomheder Energistyrelsens journal nr / Projektansvarlig: Teknologisk Institut Redigeret af: Andy Drysdale, Teknologisk Institut, Industri og Energi Etablering af pilotinstallation med intelligente komponenter i en erhvervsvirksomhed 1 st udgave, 1. oplæg 2003 Teknologisk Institut, Industri og Energi ISBN nr

3 Forord Denne rapport er resultatet af projektet Etablering af pilotinstallation med intelligente komponenter i en erhvervsvirksomhed, som er blevet gennemført med bevilget støtte fra Energistyrelsens program Tilskud til energibesparelser m.v. i erhvervsvirksomheder. Projektet blev igangsat i december 2000 (Energistyrelsens journal nr / ) og støttet med et tilsagn om tilskud på kr. Projektet er blevet gennemført i en projektgruppe bestående af producenter, brugere (procesindustrivirksomheder) og institutter. Deltagerne har været Danfoss A/S, Exhausto A/S, Grundfos A/S, Kamstrup A/S, LK A/S, Arla Foods, Novo Nordisk Engineering, Danmarks Tekniske Universitet/DTU Ørsted og Teknologisk Institut, Industri og Energi. Alle har været repræsenteret i projektgruppen, hvor de aktuelle deltagere har været: Danfoss A/S Salgschef Niels Tuxen, projektleder Kaj Christensen (indtil december 2002), projektleder Ole Stenderup, ingeniør Per Ballegaard og udviklingsingeniør Jan Erik Thorsen Exhausto A/S Produktchef Per Munch Jacobsen Grundfos A/S Regional segment manager Torben Kynde Nielsen, senior udviklingsingeniør Niels Bidstrup, afdelingsleder Jens Kierstein Hansen (repræsentant fra Grundfos Fabrik), udviklingsingeniør Allan Moos, udviklingsingeniør Henrik Frederiksen, civilingeniør Erik Olsen og elektrikerne Peter Rasmussen og Jesper Smidt Kamstrup A/S Afdelingsleder Lasse Pedersen LK A/S Markedschef Henning Toft, markedschef Jens Søndergaard, ingeniør Jørgen Toft og ingeniør Morten Zinther Arla Foods, Brabrand Mejeri Driftschef Knud Iversen Novo Nordisk Engineering Preben Bille Brahe Danmarks Tekniske Universitet, DTU Ørsted Professor Ole Jannerup Teknologisk Institut, Industri og Energi Divisionen Centerchef Kaj Bryder, civilingeniør Søren Gundtoft og projektleder Andy Drysdale På grund af projektgruppens størrelse blev der oprettet en række arbejdsgrupper, som gav mulighed for parallelt at arbejde med forskellige delfaser af projektet. Ligeledes blev der oprettet en styre- og følgegruppe. Der blev oprettet følgende fire arbejdsgrupper, hver med deres egen formand. De fire grupper og deres formænd var: - Arbejdsgruppen for den fysiske installation / Jens Kierstein Hansen, Grundfos - Arbejdsgruppen for styringsstrategier / Kaj Christensen, Danfoss og senere Niels Bidstrup, Grundfos 1

4 - Arbejdsgruppen for simulering /Niels Bidstrup, Grundfos, senere Søren Gundtoft, Teknologisk Institut - Arbejdsgruppen for kommunikation /Lasse Pedersen, Kamstrup og senere Per Ballegaard, Danfoss. Deltagerne i projektets styregruppe var: Niels Tuxen, Danfoss (formand) Torben Kynde Nielsen, Grundfos (næstformand) Kaj Bryder og Andy Drysdale, Teknologisk Institut Ved projektets start foreslog Energistyrelsen, at der blev oprettet en følgegruppe til at følge projektet. Følgegruppens deltagere har været: Styregruppen (se ovenfor) Vagn Nielbo (senere Dorte Maimann), Energistyrelsen Villy Falk, COWI Niels Tuxen, Danfoss, har desuden virket som projektgruppens formand. Teknologisk Institut har virket som projektleder, og udarbejdelse af rapporten er foretaget af Teknologisk Institut i samspil med projektgruppen. Nærværende projekt Pilotinstallation med intelligente komponenter indgår som en del af et større projektinitiativ om anvendelse af intelligente komponenter, som omfatter både informationsformidlings- og udviklingsaktiviteter og er en fortsættelse af tidligere arbejde på området. Ligeledes er projektet tæt tilknyttet et igangværende projekt, nemlig EFP-projektet Industrielle installationer med plug-and-play komponenter, som afsluttes ultimo Teknologisk Institut, juni

5 Indhold Forord... 1 Indholdsfortegnelse Sammenfatning Indledning Projektets formål, baggrund, sammenhæng med andre aktiviteter og deltagere 2.2 Intelligente komponenter: Hvad er det? 3. Resultater og konklusioner Udvikling af komponenter med nye funktioner 3.2 Energi- og andre besparelser ved anvendelse af intelligente komponenter 3.3 Fordele og ulemper ved anvendelse af intelligente komponenter i pilotinstallationen 4. Projektets delaktiviteter Den overordnede projektplan 4.2 Nye teknologiske muligheder: Samspil mellem komponenter og delsystemer 4.3 Pilotinstallation den fysiske installation 4.4 Valg af kommunikationsvej og styringsstrategier 4.5 Simulering af de valgte komponenter og styringsstrategier 4.6 Måleprogram: Målinger, dataopsamling, -behandling og analyse 5. Erfaringer med pilotinstallation Pilotinstallation 5.2 Særlig erfaringer med implementering af LON 5.3 Andre erfaringer 6. Referencer og forkortelser Bilag 1 Markedsundersøgelsen 2 Tegninger og anden dokumentation, inkl. datalogning 3 Materiale fra temadagen hos Grundfos den 20. maj 2003 Bilagsmaterialet er vedlagt rapporten som CD-ROM. 3

6 1 Sammenfatning Indledning Denne rapport beskriver opbygning og etablering af en pilotinstallation med intelligente komponenter, som er koblet sammen via et bus-baseret kommunikationssystem. Pilotinstallationen består af et kombineret opvarmnings-, køle- og belysningssystem og er etableret hos Grundfos elektronikfabrik i Bjerringbro. Installationen hører til en række kontorlokaler på to etager beliggende i forbindelse med fabrikkens produktionsarealer. Installationstypen vurderes typisk for de lokaler og rum, som findes i en procesvirksomhed. Installationen hos Grundfos blev valgt som pilotinstallation for dette projekt som resultat af et foregående projekt, Analyse og vurderinger af samspil mellem komponenter, hvori en række forskellige energiforbrugende installationer blev undersøgt og analyseret. På grund af den store udbredelse af anlæg med kombineret opvarmnings-, køle- og belysningssystemer, blev denne installationstype vurderet til at have det største energimæssige potentiale. Installationstypen og dens tilhørende komponenter har samtidigt betydelig markedsmæssig interesse for deltagerne i projektgruppen. Installationstypen er yderligere interessant, fordi den omfatter komponenter, som typisk anvendes i en bred vifte af andre proces- og procesrelaterede installation, som betyder at resultaterne vil være interessante for en stor må l- gruppe. Målet med pilotinstallationen var at skabe et bedre samspil mellem de installerede komponenter og delsystemer, samt at opnå energibesparelser på minimum 10%. Yderligere gav etablering af en faktisk pilotinstallation mulighed for at undersøge potentielle besparelser i kabler, kabeltrækning mv. Projektarbejdet blev indledt med en markedsundersøgelse, jf. bilag 1, som beskriver potentialet for anvendelse af intelligente komponenter i kombineret opvarmnings-, køle- og belysningsanlæg. Markedsundersøgelsen er primært baseret på erfaringer og information fra projektets producentgruppe, suppleret med telefonisk interview af repræsentanter for udvalgte procesindustrier samt med enkelte rådgivere. Markedsundersøgelsen underbygger vurderingen af, at intelligente komponenter med basis i den aktuelle pilotinstallation har et betydeligt potentiale. Markedsundersøgelsen belyser dog også en række barrierer for en hurtig udbredelse af intelligente komponenter, herunder markedets generelle træghed mod ny teknologi samt manglende erfaring i anvendelse af de nye komponenter. Især forventningerne til at komponenterne kan medvirke til energibesparelser og sikker drift vil være med til at øge målgruppens motivation til at anskaffe, anbefale eller specificere intelligente komponenter. Efterfølgende er en pilotinstallation blevet etableret hos Grundfos. Pilotinstallationen er baseret på en eksisterende installation, hvor der er blevet foretaget en række ændringer. Der blev gennemført målinger på installationen og en ny styringsstrategi blev udviklet og afprøvet, både i form af simuleringer og i praksis. 4

7 Opbygning af pilotinstallationen Der blev foretaget en omfattende ombygning af den eksisterende installation. Ombygning krævede en meget stor indsats fra flere af projektdeltagerne, men især fra Grundfos, som vært for installationen. Udgangspunktet for dette arbejde var en eksisterende installation. Der var en overordnet styring af anlægget fra et centralt styring (et CTS-anlæg), men der var ingen udnyttelse af samspil mellem de forskellige komponenter eller dels ystemer. Installationen udgør en del af Grundfos elektronik-fabrik i Bjerringbro og består af en række kontorlokaler placeret i to plan, hver med ca. 400 m 2 gulvareal. Lokalerne er en blanding af laboratorier, kontorer og møderum. Geografisk er bygningen placeret med mange sydvendte vinduer. Blandsløjferne til varmeanlægget og ventilationsaggregatet er installeret i bygningens kælder. Opvarmning sker ved hjælp af radiatorer til at tage kuldenedfald fra vinduerne og til at sikre varmeforsyning i perioder uden ventilation. Radiatorerne forsynes via én blandesløjfe pr. plan, og der er vejrkompensering. Ventilationsanlægget sikrer det nødvendige luftskifte til lokalerne og er udstyret med køling og varmegenvinding. Den del af fabrikkens installationer, som blev vurderet relevante for pilotinstallation blev identificeret og isoleret fra den øvrige installation. Installationerne omfattede flere blandesløjfer til varme og ventilation samt el-kreds til lys og strømforbrugende komponenter. Der blev installeret en række supplerende komponenter til måling og registrering af energiforbrug i de enkelte kredse, og på nogle udvalgte komponenter således at alle energistrømme kunne kortlægges. Vejrdata fra installationens eksisterende CTS-anlæg blev inddraget og suppleret med ekstra målinger. Pilotinstallation blev opbygget i flere faser. Som referencegrundlag blev installationen opdateret og tilpasset til dagens standard med VAV-ventilation, dvs. hvor ventilation i de enkelte rum eller zoner styres af bevægelsesmeldere til persondetektion samt aktuelle CO 2 - og temperaturniveauer. Yderligere blev der installeret rumopdelt belysning med dagslysregulering. Der blev gennemført et måleprogram til at dokumentere installationens drift både som dagens standard og efter den nye styringsstrategier til ventilations- og varmeanlæg blev iværksat. På et forholdsvis tidligt tidspunkt i projektet blev der valgt LON som kommunikationsmedie til sammenbinding af samtlige komponenter i pilotinstallationen, inklusive de supplerende komponenter som blev brugt til måling af data. Til opgaven blev valgt en kabelbaseret bus udgave af LON. Alle producenter kunne levere deres komponenter med LON kommunikation og dette skabte en fælles kommunikationsvej for såvel kommunikation mellem komponenter som for dataopsamling. Dataopsamlingsprogrammet omfattede måling, registrering og logning af næsten 200 forskellige tilstandsstørrelse. 5

8 Driftsstrategi for den eksisterende installation Det oprindelige ventilationsanlæg opererede efter CAV (Constant Air Volume) ventilationsprincippet. Dette betyder, at rummene forsynes med en konstant volumenstrøm af luft med fast indblæsningstemperatur. Hovedventilationsaggregatet består af genindvindings-, varme- og køleflader. CAV-princippet er meget almindeligt i ældre installationer og er stadig ret udbredt i nye installationer. Med denne driftsform er elforbruget til motorerne, der driver ventilatorerne konstant, uanset om der er et reelt ventilationsbehov eller ej. På varmesiden blev anvendt traditionelle blandesløjfer styret efter udetemperaturen og radiatorerne var påmonteret traditionelle radiatortermostater. Lysstyring var traditionel tænd/sluk via afbryder. Driftsstrategi efter ombygning til dagens standard Dagens standard for nye ventilationsinstallationer er VAV (Variable Air Volume) ventilationsprincippet, og det eksisterende ventilationssystem blev under etablering af pilotinstallationen ombygget til dette. Med VAV arbejdes der også med et konstant tryk i hovedventilationskanalen, men der opereres med en variabel volumenstrøm igennem spjældene til de enkelte rum. Spjældene styres individuelt med hver deres setpunkt, og der foretages en forskydning af setpunktet via en rumstyring, som anvender CO 2 - og temperaturmåling som indgangssignaler. Styringen overstyres af de installerede PIR-følere (bevægelsesmeldere) til detektion af, om der er personer til stede i rummet, dvs. om der er behov for ventilation eller ej. Der blev ikke foretaget ændringer til blandesløjferne til varme. De installerede PIR-følere anvendes også til tænd og sluk af lys, og der blev etableret dagslysregulering via LUX-sensorer til automatisk regulering af lysintensitet i rummene. Driftsstrategi for pilotinstallationen med intelligent styring I løbet af projektet er der arbejdet med følgende forslag til styringsstrategier: a) En ny form for behovsstyret ventilation baseret på variabelt tryk og variabel volumenstrøm: Den traditionelle konstanttryksregulering blev erstattet af en regulering med variabelt tryk i hovedventilationskanalerne. Ventilatorernes omdrejningstal styres, så der altid er ét af de CO 2 -/temperatur-/pir-styrede reguleringsspjæld, der er næsten fuldt åbent. I VAV-anlægget holder hovedventilationsaggregatet et konstant tryk. Den nye styring udnytter data fra samtlige spjæld til at sikre, at der kun leveres det tryk, der er nødvendigt. b) Flow-baseret styring af ventilatorerne: Denne styring udnytter princippet, som også er kendt fra proportionalstyring af pumper, dvs. at der anvendes en omdrejningsstyret regulering af ventilatoren baseret på en måling af flowet i hovedventilationskanalen. c) Styring af blandesløjfe: Da der nu i installationen er blevet etableret mulighed for adgang til information om den enkelte radiators ydelse (via åbningsgraden af ventilerne), er det muligt at overstyre vejrkompenseringskurven fra CTS-anlæg fx via en setpunktsforskydning. Dette kan anvendes til at operere varmesystemet med en lavere fremløbstemperatur og dermed reducere varmetab og give en bedre regulering og øget komfort. Fx hvis alle radiatorventiler er lukkede (intet reelt varmebehov) kan man - uanset udetemperaturen - med fordel sænke fremløbstemperaturen. 6

9 Der blev valgt at iværksætte den strategi, hvor simulering har indikeret mulighed for de største energibesparelser, dvs. a). Denne styringsstrategi er blevet døbt IVAV (Intelligent VAV). Der er blevet udviklet speciel software til IVAV styringsstrategi, som er blevet afprøvet i pilotinstallationen. IVAV styringen er planlagt til senere at blive suppleret med c) vedr. en mere intelligent behovsstyring af blandesløjferne. Pilotinstallationen er blevet forberedt til dette via installation af termoaktuatorer på radiatorkredsene. Dette giver mulighed for at styre blandesløjferne ved at udetemperaturkurven forskydes efter den mest åbne termoaktuator, dvs. hvis alle radiatorventiler er lukkede, sænkes fremløbstemperaturen til varmekredserne. Det har dog ikke været muligt helt at iværksætte denne styringsstrategi i pilotinstallationen, men der arbejdes videre på princippet i et andet igangværende projekt, hvor resultaterne forventes ult imo Resultater Resultaterne er baseret på såvel simulering som målinger fra den aktuelle drift af pilotinstallationen. Resultater af simulering Simulering giver mange muligheder for hurtigt og billigt at afprøve nye idéer. I projektet er der blevet opbygget en simuleringsmodel, som anvendes for at kunne afprøve potentielle nye ideer til nye komponenter og samspillet mellem disse for på den måde at rationalisere udviklingsarbejdet. På et tidligt tidspunkt i projektet blev det besluttet, at det ville være naturligt og rationelt at udnytte de simuleringsmodeller af enkeltkomponenter og systemer, der allerede findes hos Grundfos, Danfoss og Teknologisk Institut - for simulering af komplekse varme og ventilationsanlæg. Simuleringsmodellen er derfor struktureret, så den indeholder alle væsentlige komponenter og systemer til den faktiske installation på elektronikfabrikken, dvs. den indeholder et ventilationsanlæg efter VAV-princippet og et radiatoropvarmningsanlæg baseret på blandesløjfeprincippet. Modellen er for så vidt generel, men med hensyn til væsentlige parametre, f.eks. radiatorstørrelser i forhold til rumstørrelser, bygningens orientering mod syd med vinduer etc., er den baseret på de aktuelle fysiske forhold på pilotinstallationen. Specielt ved simuleringsmodellen er også, at komponentmodellerne afspejler faktisk forekommende komponenter. Som eksempel kan nævnes, at pumpemodellen er en model af en faktisk pumpe (med dens helt unikke performance, dvs. trykkurve, virkningsgrad mv). Radiatorventilerne incl. ventil og følerelement er ligeledes modeller af virkelige ventiler. Herved bliver det med simuleringsmodellen muligt at simulere eksempelvis konsekvensen af at anvende en lidt for stor pumpe - eller for små radiatorventiler, undersøgelser som ikke kan foretages med mere generelle simuleringsmodeller, f.eks. det meget anvendte BSim, et overordnet program til termisk simulering af energiforbrug i bygninger. 7

10 Simulering er blevet anvendt igennem hele projektarbejdet for både at afprøve pilotinstallations drift som dagens standard installation som at afprøve de nye intelligente styringsstrategier. Her udnyttes simuleringsmodellens styrke, dvs. at tage den i anvendelse forinden, dels i udvælgelsesarbejdet, dels for at påvise energibesparelsespotentialet for forskellige alternative ideer. Som tidligere nævnt er der i den praktiske installation foretaget forsøg med en ny ventilatorstyring, IVAV. Figur 1-1 viser resultatet af en simulering, her elforbrug til drift af ventilatorerne ved de tre forskellige styringsstrategier El-forbrug til ventilation Energiforbrug (CAV=100) CAV VAV IVAV Figur 1-1 Elforbrug til ventilatorer, simuleret Som det fremgår sparer man ca. 40% i elforbruget ved at skifte fra CAV til VAV. Begge systemer kører med nat- og week-endsænkning, så besparelsen skyldes indførelsen af behovsbestemt ventilation. Som det ses, spares der yderligere ved skiftet til IVAV. Besparelsen i forhold til VAV er ca. 23%, og den kan i det væsentlige tilskrives et lidt lavere gennemsnitstryk i hovedkanalen. Men her skal erindres, at man samtidig med at trykniveauet - i gennemsnit sænkes, også ændrer lidt på driftsforholdene for ventilatorvinge, elmotor og frekvensomformer, i det aktuelle tilfælde til lidt lavere virkningsgrader for de tre komponenter, dvs. trykreduktionen slår ikke igennem med fuld styrke. Besparelsen ved IVAV-drift er et godt eksempel på, at der kan spares ved bedre sampil mellem komponenterne. Man udnytter viden om nogle komponenters tilstand til at optimere driften af andre komponenter. I projektet er der arbejdet med at udvikle en tilsvarende idé for så vidt angår blandesløjferne. Her er problemstillingen følgende: Ved relativt høje udetemperaturer sænkes fremløbstemperaturen. Herved vil radiatorventilerne, alt andet lige, gå mod en større åbningsgrad, vandstrømmen stige og dermed måske også pumpens effektforbrug, specielt hvis den reguleres efter proportionaltryksprincippet. Fordelen ved den lave fremløbstemperatur er lavere varmetab fra rørsystemet og bedre reguleringsegenskaber for radiatorventilerne, 8

11 men denne fordel skal ses i lyset af pumpens effektforbrug. Denne problemstilling arbejdes der videre med i EFP-projektet, i første omgang på simuleringsniveau, men senere er det tanken at implementere nogle af ideerne i installationen hos Grundfos når næste fyringssæson indtræder. Resultater af målinger i praksis Målingerne på den eksisterende pilotinstallation, inkl. VAV ventilationsstyring er blevet foretaget siden medio januar Målinger på den nye intelligente styring, IVAV blev iværksat primo maj Et eksempel på måleresultaterne er vist i figur 1-2, som er et uddrag af måledata, hvor det kan konstateres, at der med IVAV i gennemsnit arbejdes med et noget lavere tryk i hovedkanalerne. Figuren viser effektforbruget til udsugningsventilatoren i en periode med VAVdrift (til venstre) og en tilsvarende periode med IVAV-drift (til højre). 5 Effekt som fkt. af klok 5 Effekt som fkt. af klok [kw] 2 [kw] Figur 1-2 Målt effektforbrug over døgnet for udsugningsventilatoren, målt med to forskellige styringsstrategier. Bemærk, at der med VAV-drift (venstre) køres med natsænkning af ventilationsanlægget (mellem kl og 06.00). For den viste kurve for IVAV (højre) er natsænkningen frakoblet for at undersøge, hvordan styringsstrategien ville nedregulere også om natten. Som det ses, reduceres effektforbruget med omkring 45% i dagtimerne. VAV-spjældregulatorerne er indstillet til en vis minimumsluftmængde, hvilket ses ved det lave effektforbrug i nattetimerne. I praksis kan det forventes at man også med IVAV-strategien vil køre med tvungen natsænkning. Umiddelbart kan man dog ikke omsætte disse korttidsmålinger direkte til et udtryk for årsbesparelser, idet det bl.a. skal tages i betragtning, at der har været forskellige ydre forhold (udetemperatur, solindfald, personbelastning, gratisvarme fra udstyr) under de to forsøg. Men her må man støtte sig til fordelene ved simulering, hvor man kan gentage forsøg under helt identiske forhold og samtidigt få et estimat for et helt års drift. Dvs. de forventede besparelser på ca. 20%, som simuleringen viser, er ikke helt urealistiske, men det skal der længere tids målinger til at eftervise. 9

12 Generelt set kan man godt ved forsøg og målinger over en vis tidsperiode påvise energibesparelser, men det er meget vanskeligt at påvise årsagssammenhængen, dvs. hvad der er årsag til besparelsen. Anvendelse af simuleringsmodeller er her et rationelt analyseværktøj. Herudover kaster målingerne lys over en række driftssituationer og andre fænomener, som ellers ikke vil blive opdaget af den almindelige drift. Eksempler er bl.a. pumper, der øger deres omdrejningstal ved overgang til natsænkning og ustabil drift af en motorventil. Jf. afsnit 3.2. Temadag hos Grundfos den 20. maj 2003 Projektets resultater blev vist på en temadag og åbent-hus arrangement med rundvisning hos Grundfos den 20 maj Arrangementet blev holdt sammen med LonUser Group Danmark med ca. 40 deltagere. Jf. bilag 3 for temadagens program samt indlæg. Erfaringer med pilotinstallationen Opbygning af pilotinstallationen har givet en række erfaringer vedr. ombygning af eksisterende installationer: - Ombygning af eksisterende installationer i retning af indbygning af mere intelligens kræver i højere grad en nøje og detaljeret analyse af installationen. Dette gælder for såvel driften af installationen og dens bestykning af komponenter og deres funktion. Et godt eksempel på dette var den forventede genanvendelse af spjældene. Efter indledende analyser var det umiddelbart meningen at udnytte de eksisterende 63 spjæld og blot monterer nye motorer. Det viste sig senere at motorerne ikke kunne installeres sammen med de eksisterende spjæld og alle spjæld, inklusiv motorerne måtte udskiftes. - Mange eksisterende installationer har central styring, fx CTS-anlæg. For at sikre udbredelse af intelligente komponenter i lignende installationer er det nødvendigt at man kan få indblik i hvordan CTS-anlægget virker og få adgang til hvordan systemet er opbygget software- og hardwaremæssigt. - I pilotinstallationen er der anvendt komponenter leveret af forskellige producenter. Det har der generelt været god erfaringer med, dog har nogle prototype-komponenter givet anledning til problemer og hermed grund til forsinkelser. - Samtlige komponenter er forbundet i ét netværk, hvor der blev valgt at anvende LON teknologi. LON har en række fordele, er bl.a. meget udbredt og alle producenter har LON på deres produktprogram og kan levere support til dette. Som kommunikationssystem kræver LON dog specialistkendskab og det kan anbefales, at man inddrager en ekspert, fx en systemintegrator, som har kendskab til både kommunikationssystemet og installationenskomponenter på et tidligt tidspunkt i projektforløbet. 10

13 - Intelligente komponenter stiller nye krav til de mennesker, der installerer og idriftsætter. Korrekt idriftsættelse er vigtigt for at sikre optimal drift på længere sigt. Producenterne leverer typisk hver deres komponent, som installeres af forskellige fagfolk, men efter at installationsarbejdet er færdigt, står det dog ikke altid klart, hvem der har ansvar for selve idriftsættelse af komponenterne. Der er derfor behov for undervisning og træning af ingeniørerne og teknikker, men også i høj grad folk på gulvet, dvs. elektrikere, installatører og montører, som til daglig skal beskæftige sig med service og fejlfinding på installationerne. - Erfaringer med anvendelse af simuleringsmodellen er, at det er et nyttigt værktøj til at illustrere komplicerede sammenhænge i diskussionerne af nye muligheder. Simuleringsmodeller bliver konstant videreudviklet og bliver bedre og mere brugervenlige, men i dag kræves forsat specialistkendskab. Dvs. forbeholdt få større virksomheder og en snæver kreds af mennesker, men mange flere virksomheder kunne have gavn af simulering i udviklingen af nye produkter eller afprøvning af nye samspilsmuligheder. - Det er vigtigt med planlægning, når man vil foretage ændringer til en eksisterende installation. Planlægning er naturligvis også vigtig, når der er tale om installation af komponenter mv. i forbindelse med nybyggeri, men der er flere forhold, der skal tages hensyn til i eksisterende installationer, især hvis der er tale om en bygning i drift. Den eksisterende installation hos Grundfos er i forbindelse med et arbejdende produktionslokale, der opererer med 2- eller 3-holdsskift. Installering af kablerne og nye eller supplerende komponenter, skulle derfor planlægges nøje for ikke at forstyrre den almindelige produktionsmæssig drift eller være til gene for brugerne. - En af styrkerne med anvendelse af intelligente komponenter er, at man kan sammensætte forskellige komponenter leveret af forskellige producenter. Dette giver mulighed for leverandøruafhængighed, men kræver klare leveringsgrænser, så der ikke opstår problemer mht., hvem der har ansvaret for levering af hvilke dele af systemet, og hvad de skal gøre for at få den del til at fungere med andre dele af systemet. En god løsning kan måske være at have en projektejer, som har denne funktion og har overblik over leverancer. - Når en installation er opdelt i mange delsystemer, ligesom pilotinstallationen med va r- me-, køle-, el- og ventilationsanlæg, skal der ske et samarbejde på tværs af de forskellige faggrænserne. Ofte involveres mange fagfolk og det er vigtigt at præcisere, hvem der har ansvaret for dokumentation. Det er også vigtigt at sørge for at drifts- og vedligeholdsfolk, der efterfølgende har med installationen at gøre har adgang til nyttig og brugbar dokumentation. - Ved installation af intelligente komponenter er der en forventning om, at der vil kunne vindes nogle besparelser i kabler og kabling. I pilotinstallationen er der installeret en række supplerende komponenter til måling af energiforbrug og andre driftsparametre, som man ikke vil installere i en almindelig installation. Alle de supplerende komponenter krævede ekstra kabling, derfor vil det være urealistisk at sammenligne mængden af kabler og antal eltavler m.m. i pilotinstallationen med en traditionel installation. 11

14 2 Indledning 2.1 Projektets formål, baggrund, sammenhæng med andre aktiviteter og deltagere Projektets formål Projektet har til formål at demonstrere, at anvendelse af intelligente komponenter i energiforbrugende installationer hos erhvervsvirksomheder i praksis kan bevirke energioptimal drift samt anlægsmæssige ressourcebesparelser. I projektet er der blevet etableret en pilotinstallation, hvori en række intelligente komponenter er blevet installeret og afprøvet, og de energirelaterede resultater er blevet undersøgt og efterfølgende dokumenteret. Udgangspunktet for pilotinstallationen var et eksisterende kombineret køle-, opvarmnings- og belysningssystem hos Grundfos elektronikfabrik i Bjerringbro Projektets baggrund og sammenhæng med andre aktiviteter Projektet udgør den anden fase af et projektinitiativ vedr. anvendelse af intelligente komponenter til reduktion af energiforbrug og miljøbelastning i energiforbrugende industrivirksomheder. Projektinitiativet har oprindelig baggrund i VVS Fabrikanternes projekt VVS-industriens nye horisonter, som blev afsluttet med en rapport af samme navn i I fortsættelse heraf blev der under EFP-96 programmet gennemført et forprojekt Analyse af muligheder for anvendelse af intelligente VVS-komponenter til forbedret energieffektivitet med deltagelse af komponent-producenterne Danfoss, Grundfos, Kamstrup, LK og Toni Armatur samt Dangas/DGC, DTU og Teknologisk Institut. EFP-forprojektet blev suppleret med en velbesøgt temadag om Intelligente komponenter og installationer i byggeri og industri i december I fortsættelse af EFP-projektet blev der i 1997 i et samarbejde mellem komponentproducenterne Danfoss, Grundfos, LK, Kamstrup og Exhausto, procesvirksomhederne Novo Nordisk, MD Foods (nu Arla Foods) og Grundfos fabrik samt DTU og Teknologisk Institut udarbejdet et langsigtet idégrundlag for det fremtidige arbejde med intelligente komponenter. Idegrundlaget strakte sig fra indledende vurderingsaktiviteter til visioner om fremtidens komponenter med plug-and-play muligheder. Det langsigtede idegrundlag blev opdelt i en række selvstændige projekter, hvoraf de primært energiorienterede er vist skematisk i figur Efter bl.a. drøftelser med Energistyrelsen, blev der søgt midler til iværksættelse af de to første projekter hos Energistyrelsens program for statstilskud til energibesparelser mv. i erhvervsvirksomheder. De to projekter omfattede parallelt løbende aktiviteter i hhv. et informationsprojekt, Viden- og erfa-samspil med industrivirksomheder angående anvendelse af intelligente komponenter til reduktion af energiforbrug og miljøbelastning og i et analyse- og vurderingsprojekt, Analyse og vurderinger af samspil mellem intelligente komponenter i konkrete installationsmæssige sammenhænge. 12

15 Projekternes korte navne er henholdsvis info-projektet (A1 i figur 2.1-1) og analyseprojektet (B1 i figur 2.1-1). Projektgruppen bag ansøgningen til analyse- og info-projektet omfattede Danfoss, Grundfos, LK, Kamstrup og Exhausto samt DTU og Teknologisk Institut. Analyseprojektet omfattede endvidere procesvirksomhederne Novo Nordisk, MD Foods og Grundfos fabrik. AKTIVITET A: Generel information og formidling A1 Viden og erfasamspil (A2) Præsentation, Incl. åbent hus (A3) Evt. andre in fo -aktiviteter B: Udvikling og demonstration B1 Analyse og vurderinger B2 Etablering af pilotinstallation med IK er (B3) Evt. demonstration af IK er Tid (år) Nøgle for aktiviteterne: IK = Intelligent komponent Gennemført Fremgår af denne rapport Evt. fremtidige Figur Samspil mellem projektinitiativets aktiviteter (For overskueligheds skyld er de enkelte projekter betegnet A1, A2, osv. for informationsaktiviteter og B1, B2 osv. for udviklings- og demonstrationsaktiviteter). Begge de to nævnte projekter blev bevilget i januar Info-projektet omfattede bl.a. afholdelse af en række informationsmøder rundt om i landet, indlæg ved diverse andre temadage, udarbejdelse af artikler mv. Projektet blev afsluttet i juni 1999 med udlevering af et ringbind med en opsamling af relevant materiale om intelligente komponenter. Analyse-projektet omfattede bl.a. analyse og vurderinger af dels nuværende typiske energikrævende installationer med traditionelle komponenter, dels af de muligheder, som intelligente komponenter i samspil giver med hensyn til at opnå energi- og ressourcebesparelser. De undersøgte installationer omfattede pasteuriserings- og filtreringsanlæg hos et mejeri, stinkskabsinstallationer hos en medicinal virksomhed, og et kombineret aircondition- og radiatoranlæg hos en komponentproducent. Projektet blev afsluttet i december 1999 med en rapport Analyse og vurdering af samspil mellem komponenter. Informations- og analyse-projektet viste: - At der typisk er intet eller begrænset samspil mellem de forskellige komponenter i de undersøgte installationer. Hvis der anvendes intelligente komponenter i typiske procesinstallationer, er der grundlag for energibesparelser på 5-15%. I særlige tilfælde kan besparelser være på op til 30%. - At ud over energibesparelser giver anvendelse af intelligente komponenter mulighed for besparelser i kabeltræk på op til 50 70% samt service-, drifts- og vedligeholdsbesparelser og øget driftssikkerhed. 13

16 - At der er betydelig interesse fra såvel producenter som brugere for at udvikle og anvende nye intelligente komponenter i procesinstallationer og i installationer omkring selve kerneprocessen. - At der er et stort behov for fastlæggelse af samspil og kommunikation mellem intelligente komponenter i typiske procesinstallationer, således at intelligente komponenter af forskellig fabrikat kan spille sammen. Dvs. allerede det indledende analysearbejde bekræftede, at anvendelse af intelligente komponenter i procesinstallationer vil kunne give mulighed for energibesparelser. Der var enstemmig opbakning fra projektgruppen til at indlede drøftelser med Energistyrelsen om en opfølgende projektfase, hvor der skulle udvikles nogle specielle pilot-intelligente komponenter, som kunne spille sammen og med efterfølgende afprøvning af dem i en pilotinstallation, dvs. under virkelige installationsforhold. Efter drøftelser med Energistyrelsen blev der udarbejdet en ansøgning bestående af 3 særskilte delprojekter, som omfattede etablering af 3 forskellige pilotinstallationer (baseret på installationerne undersøgt i analyse-projektet) med intelligente komponenter. Ansøgning blev sendt til Energistyrelsen ultimo Efter yderligere drøftelser vedr. muligheder for finansiering af nye tiltag vedr. intelligente komponenter foreslog Energistyrelsen at reducere ansøgningen til kun at omfatte det ene af de 3 pilotprojekter. Med baggrund i ønsket om dels at inkludere så bred en virksomhedsdeltagelse som muligt i projektets gennemførelse, dels bedst muligt at kunne opfylde kravene til CO 2 -reduktion gik drøftelserne samtidig i retning af, at delprojektet vedr. et kombineret aircondition-, radiator og belysningssystem skulle prioriteres. Med stor opbakning fra den tidligere projektgruppe blev en ny ansøgning fremsendt i oktober 2000 og bevilget i december Nærværende projekt har et meget tæt samspil med et igangværende projekt, nemlig EFPprojektet Industrielle installationer med plug-and-play komponenter, som har til formål at opnå energibesparelser og effektivisering i systemer af forskellige komponenter ved at komponenterne kan installeres og spille optimalt sammen efter "plug-and-play" princippet, som bl.a. er allerede kendt fra pc-verdenen. EFP-projektet afsluttes ultimo Projektets deltagere Projektet er gennemført i et samarbejde mellem følgende industrivirksomheder: - Danfoss A/S - Exhausto A/S - Grundfos A/S - Grundfos Fabrik - Kamstrup A/S - LK A/S samt Danmarks Tekniske Universitet, Ørsted DTU og Teknologisk Institut, Industri og Energi. På brugersiden har Arla Foods, Novo Nordisk Engineering og Grundfos Fabrik været tilknyttet projektet. 14

17 Deltagernes baggrund og deres indsats i projektet fremgår efterfølgende: Grundfos Fabrik Grundfos er en af verdens førende pumpefabrikanter med ca medarbejdere og en årlig produktion på i alt ca. 10 mio. pumpeenheder. Ud over pumper producerer Grundfos også elmotorer til pumperne og udvikler avanceret elektronik til styring af pumper og pumpeanlæg, fx piezoresistiv-baserede tryktransducere produceret på en ny fabrik i Farum. Grundfos hovedfabrik i Bjerringbro består af en række forskellige typer fabrikker, men typisk for mange fabrikker er, at rundt om selve kerneprocessen, fx i kontorlokalerne m.v., er der en række hjælpeinstallationer, hvor det vurderes, at anvendelse af intelligente komponenter vil være energimæssigt relevant. I analyseprojektet blev et kombineret aircondition-, varme og belysningsanlæg på Grundfos elektronikfabrik udpeget som et relevant sted til etablering af en pilotinstallationen med intelligente komponenter. Pilotinstallationen er blevet etableret i løbet af nærværende projekt. Jens Kierstein Hansen har været hovedrepræsentant fra Grundfos fabrik. Danfoss A/S Danfoss er Danmarks største industrielle virksomhed med ca medarbejdere og er en af verdens førende producenter af mekaniske og elektroniske komponenter til industrielle applikationer. Produkterne, som har særlig interesse i forbindelse med anvendelse af intelligente komponenter, er bl.a. ventiler, motorer med indbyggede frekvensomformere, controllere, temperatur- og tryktransducere m.v. Danfoss har hele projektet igennem været involveret i generelle drøftelser og overvejelser vedr. anvendelse af nye komponenter, inkl. deres fordele, barrierer m.v. og med særlig interesse for samspil mellem komponenter. Danfoss har været repræsenteret i projektet ved bl.a. Niels Tuxen (formand for projekt-, styre- og følgegruppen) og Ole Stenderup. Exhausto A/S Exhausto er en international koncern med datterselskaber i flere europæiske lande og USA. Virksomheden har ca. 300 ansatte og producerer bl.a. ventilationstekniske produkter til hjemmemarked og eksport. Produkterne er baserede på optimal energiudnyttelse og konstrueret til behovsstyring og anvendes primært til komfortventilation, herunder kontorventilation. Exhausto har specielt været involveret i drøftelserne vedr. nye styringsstrategier til ventilationsanlæg og dettes samspil med radiatorinstallation. Exhausto har været repræsenteret ved Per Munch Jacobsen. Grundfos A/S Som nævnt ovenfor, er Grundfos en af verdens førende pumpefabrikanter og har en årlig produktion på ca. 10 mio. pumper. Udover pumper producerer Grundfos også elmotorer og udvikler avanceret elektronik til styring af pumper og pumpeanlæg. Grundfos producerer en række elektronisk styrede pumper bl.a. de såkaldte UPE-pumper, som har indbygget frekvensomformer og nogle selvregulerende egenskaber samt kommunikationsmuligheder. I mindre pumper er der mulighed for et elektronisk estimat af bl.a. væskeflow og væsketemperatur, effekt og pumpetryk. I nogle større pumper findes der desuden indbyggede temperaturfølere og tryktransducere. Grundfos har projektet igennem været meget involveret i generelle drøftelser og overvejelser vedr. anvendelse af nye 15

18 komponenter, inkl. deres muligheder, fordele, barrierer m.v. og med særlig interesse i komponenter til væskeførende varme- og køleanlæg. Grundfos har som komponentproducent været repræsenteret ved bl.a. Torben Kynde Nielsen og Niels Bidstrup. Kamstrup A/S Kamstrup er en førende dansk producent af elektronisk måleudstyr til fjernvarmeinstallationer og procesindustrien. Virksomheden har ca. 300 medarbejdere, og produkterne omfatter bl.a. flow-, energi- og elmålere og temperatursensorer samt fjernaflæsningsudstyr. I projektet har Kamstrup været involveret i måling, måleudstyr og instrumentering og kommunikationssystemer m.v. Kamstrup har været repræsenteret ved Lasse Pedersen. LK A/S LK udvikler, producerer og markedsfører el-installationer, herunder datainstallationsmateriel og intelligente systemer. Virksomheden beskæftiger ca. 500 medarbejdere i Danmark. LK har bl.a. udviklet IHC-systemet, som er et styringssystem til bl.a. styring af belysnings- og varmeanlæg og har også LK NETLON, som er et dansk udviklet intelligent installationskoncept til bygninger baseret på LonWorks teknologien. Der er anvendt bl.a. LKNetlon controllermoduler m.v. i pilotinstallationen. I løbet af projektarbejdet har LK været meget involveret i generelle drøftelser og forslag vedr. intelligente komponenter, kommunikationssystemer og samspilsmuligheder m.v. LK har hovedsagelig været repræsenteret ved Henning Toft og Jens Søndergaard. Danmarks Tekniske Universitet, Ørsted DTU På Ørsted DTU undervises og forskes på internationalt plan inden for kerneområder, der inkluderer metoder til og principper for udvikling og implementering af elektroniske systemer til specifikke anvendelsesområder. Instituttet har en række forskningsområder med tilknytning til industriel automation. DTU har virket som projektgruppens forskningsmæssige sparringspartner med hensyn til generelle drøftelser og overvejelser vedr. anvendelse af intelligente komponenter, deres fordele og barrierer, osv. DTU har været repræsenteret i projektgruppen ved Ole Jannerup. Teknologisk Institut, Industri og Energidivisionen Teknologisk Institut har virket som projektleder, koordinator og administrator for projektet og har også medvirket ved etablering af pilotinstallationen, simulering af nye styringsstrategier, behandling af måledata fra pilotinstallationen m.v. Instituttet har virket som aktiv samspilspartner for virksomheder gennem samtlige projektetfaser og har varetaget rollen som sekretær ved projektgruppemøder, rapportering m.v. Deltagerne fra Industri og Energidivisionen, har primært været projektleder Andy Drysdale, civilingeniør Søren Gundtoft samt centerchef Kaj L. Bryder fra center for Installation og Kalibrering. 16

19 2.2 Intelligente komponenter: Hvad er det? Intelligente komponenter adskiller sig fra traditionelle komponenter ved at have intelligens bl.a. i form af indbygget mikroelektronik. Indbygning af mikroelektronik i komponenter er en konsekvens af informationsteknologiens udbredelse. De senere års stigende efterspørgsel på mikroelektronik har resulteret i let tilgængelige, billige, små, men samtidigt kraftige mikroelektroniske chips, som let kan indbygges i komponenter til bl.a. at forbedre energieffektiviteten. I projektgruppens tidligere arbejde er det blevet fremført, at hvis komponenten ved hjælp af indbyggede mikroelektronik kan udføre styrings- og reguleringsopgaver på en intelligent måde, og den kan kommunikere eksternt, - så kan man passende definere komponenten som intelligent. I analyseprojektet blev en intelligent komponent defineret, som en komponent, der: - har indbygget mikroelektronik i form af en eller flere mikroprocessorer - kan foretage målinger eller har adgang til måledata - kan udføre databehandling lokalt - kan kommunikere, dvs. kan sende og modtage data - kan reagere på en i forvejen defineret måde baseret på en eller flere målinger eller evt. baseret på kommunikation med omverdenen - kan lagre data og indstillinger/setpunkter, dvs. har historik - har indbygget bruger- og servicevejledning Det vurderes at denne definition stadig er dækkende og anvendes derfor også i nærværende projekt. 17

20 3 Resultater og konklusion 3.1 Udvikling af komponenter med nye funktioner Det forventes at installationskomponenter som eksempelvis pumper, ventiler og flowmålere med indbygget intelligens og mulighed for nye funktioner vil have brede anvendelsesmuligheder. Komponenterne, som er blevet anvendt i pilotinstallationen, anvendes i vid udstrækning også i mange andre installationer, eksempelvis kontorkomplekser, hoteller, sygehuse eller andre bygninger, som har lignende installationer med stort energiforbrug I pilotinstallationen er integreret en række forskellige intelligente komponenter leveret af forskellige leverandører. Leverandørerne er bl.a. Danfoss (motorventiler, regulatorer, VLT-frekvensomformere, termoaktuatorer), Grundfos (cirkulationspumper), Kamstrup (flow- og energimålere, elmålere) LK (controllere), Prolon (datalogger) og Unitro (powerline router til elmålere). Hertil er tilkoblet en række sensorer til måling af temperaturer, tryk, lysniveau og CO 2, samt PIR-følere til persondetektion. Komponenterne er anvendt i forskellige typer installationer, bl.a. varme-, ventilations- og belysningsanlæg samt vejrstation, og samtlige komponenter er via netværket bundet sammen i ét. 3.2 Energi- og andre besparelser ved anvendelse af intelligente komponenter Rumopvarmning, klimastyring og belysning er et område, som har betydning for en stor målgruppe. Med hensyn til den aktuelle procesinstallation var der en forventning til, at et bedre samspil mellem komponenter/delsystemer ville resultere i en energibesparelse på minimum 10%. Det er en almindelig tommelfingerregel, at der ved indførelse af natsænkningsdrift på varme- og ventilationsanlæg i administrations- og kontorbygninger kan spares 20% til 30% af energiforbruget til opvarmning. Det anslås, at der herudover gennem anvendelse af intelligente komponenter yderligere kan realiseres energibesparelser på 10% på energiforbruget til opvarmning og 20% til 40% på drift af pumper og ventilatorer. De 10% opstår især som følge af lavere ventilationsgrad (ved fastholdt komforttilstand) og de 20% til 40% især ved indførelse af behovsstyring vha. variabelt omdrejningstal på pumper og ventilatorer. Med udgangspunkt i den aktuelle pilotinstallation, skønnes der i markedsundersøgelsen et energibesparelsespotentiale på 10% og 30% for hhv. opvarmning og elforbrug til cirkulationspumper og ventilatorer. I pilotinstallationen er der iværksat intelligent drift af ventilations- og varmeanlæg som beskrives i de følgende afsnit. 18

21 3.2.1 Ventilationsanlægget På pilotinstallationen er de traditionelle ventilationsspjæld udskiftet med VAV spjæld, med LON kommunikation. Spjældene sikrer optimalt luftskifte i rummene under forudsætning af, at der er et tilstrækkeligt tryk til stede. Spjældreguleringen er kun aktiv når der er personer i rummene. Hvis der ikke er personer i et rum, stilles spjældene til minimumsværdien 30%. Den intelligente VAV styring (IVAV) reducerer ventilatorens omdrejningstal og dermed trykket i hovedkanalen indtil et af spjældene er på en forudindstillet værdi, her i projektet valgt til 80% åben. Dette sparer energi, idet trykket i hovedkanalen altid er lavest mulig. Reduktionen af kanaltrykket er realiseret ved at kompensere sætpunktet til trykreguleringen i hovedkanalen. IVAV kompenseringen i pilotinstallationen er meget simpel, idet den ukritisk anvender den maksimale værdi af spjældpositionerne. Der er yderligere valgt nogle referencespjæld i nogle referencerum. Referencerummene er valgt udfra erfaringer ved drift af systemet. Dette er implementeret på pilotinstallationen og fungerer efter hensigten. På pilotinstallationen er VAV spjældene aktive, når PIR sensoren indikerer, at der er personer i rummet. Informationen i PIR sensoren kan udnyttes mere intelligent. F.eks. skal VAV spjældene ikke forsøge at opretholde et flow, hvis systemet er i natdrift og sætpunktet til hovedventilatoren derfor er reduceret eller nul Varmeanlægget Varmeanlæg opdeles typisk i en forsyningsdel, fordelingsdel og forbrugsdel. I pilotinstallationen er forsyningsdelen fjernvarme; fordelingsdelen er blandesløjfer og forbrugsdelen er radiatorer. I blandesløjferne er der monteret nye komponenter, der alle kommunikerer via LON, jf. figur Bus (LON) Figur Blandesløjfe med intelligente komponenter 19

22

23 Bemærk, at der med VAV-drift (venstre) køres med natsænkning af ventilationsanlægget (mellem kl og 06.00). For den viste kurve for IVAV (højre) er natsænkningen frakoblet for at undersøge, hvordan styringsstrategien ville nedregulere også om natten. Som det ses, reduceres effektforbruget med omkring 45% i dagtimerne. VAV-spjældregulatorerne er indstillet til en vis minimumsluftmængde, hvilket ses ved det lave effektforbrug i nattetimerne. I praksis kan det forventes at man også med IVAV-strategien vil køre med tvungen natsænkning. Umiddelbart kan man dog ikke omsætte disse korttidsmålinger direkte til et udtryk for årsbesparelser, idet det bl.a. skal tages i betragtning, at der har været forskellige ydre forhold (udetemperatur, solindfald, personbelastning, gratisvarme fra udstyr) under de to forsøg. Men her må man støtte sig til fordelene ved simulering, hvor man kan gentage forsøg under helt identiske forhold og samtidigt få et estimat for et helt års drift. Dvs. de forventede besparelser på ca. 20% som simuleringen viser er ikke helt urealistiske, men det skal der længere tids målinger til at eftervise. Generelt set kan man godt ved forsøg og målinger over en vis tidsperiode påvise energibesparelser, men det er meget vanskeligt at påvise årsagssammenhængen, dvs. hvad der er årsag til besparelsen. Anvendelse af simuleringsmodeller er her et rationelt analyseværktøj. Herudover kaster målingerne lys over en række driftssituationer og andre fænomener, som ellers ikke vil blive opdaget af den almindelige drift. Som eksempler nævnes pumperne, der øger deres omdrejningstal ved overgang til natsænkning, ustabil drift af en motorventil samt en dårlig placeret sensor. Eksempel-1: Unødvendig pumpedrift efter natsænkning Effekt (k = 37) [W] Figur Effektforbrug, cirkulationspumpe i blandesløjfe til varme Figur viser effektforbruget for cirkulationspumpen i en blandesløjfe til varme. Dagene nr. 172 og 173 er lørdag og søndag, dvs. der er afbrudt for varmetilførslen til radiatoranlægget. Som konsekvens bliver rumtemperaturerne relativt lave, og radiatortermostaterne lukker op. Herved stiger vandstrømmen, og pumpen, der kører efter princippet proportional tryk skruer op for omdrejningstallet, og dermed effektforbruget. Den samme effekt kan anes i nattetimerne de foregående dage. Resultatet er, at man ikke får den fulde udnyttelse af den funktion, der var tilsigtet med en pumpe med variabel omdrejningstal. 21

24

25 Uden måledata ville dette uheldige driftsmønster næppe være blevet opdaget. Brugerne mærker ingen komfortproblemer, og dette forklares ved, at fremløbstemperaturen til radiatorerne efter opblanding udjævnes. Problemet skyldes manglende indregulering af regulatoren i CTS-anlægget. CTS-operatøren har ikke adgang til disse lokale data, og da der ikke er modtaget klager fra brugerne gøres der ingenting. Komponenten, i dette tilfælde en motorventil, bliver udsat for unødvendig slitage og livstiden forringes. Når komponenten bliver defekt før tid, får producenten skyld for at have leveret en dårlig komponent. Det er sandsynligt, at driftsfolk måske vil udskifte komponenten med en nye uden først at undersøge grunden til fejlen, dvs. problemet forsætter uløst! Eksempel-4: Uheldig placeret sensor Figur viser målinger fra en tryktransducer, som anvendes til at måle indblæsningstryk til hovedventilationsaggregat. Trykket er meget ustabilt (frem til dag 175). Ved nærmere undersøgelse viste det sig, at der var pladebulder i ventilationskanalen lige der, hvor sensoren var placeret. Sensoren blev flyttet til en anden position, som løste problemet, hvilket ses afspejlet i målinger af trykket efter dag 175, Indblæsningstryk (k = 183) [Pa] Figur Flytning af tryksensor (flyttes dag nr. 175,6) 3.3 Fordele og ulemper ved anvendelse af intelligente komponenter i pilotinstallation Med de fordele intelligente komponenter har, kan det på længere sigt forventes, at de vil kunne finde indpas i stort set alle typer og former for proces- og bygningsinstallationer enten alene som enkelte komponenter eller i systemer med flere komponenter. Set i et energi- og miljøpolitisk lys er det væsentligt at få sat fokus på de energimæssige aspekter, så det ikke alene bliver de driftsmæssige fordele, som bliver bestemmende for udviklingen. Pilotinstallation er baseret på en fælles installation med forskellige komponenter leveret fra nogle af Danmarks største komponentleverandører. Med baggrund i den valgte installationstype samt de komponenter, som skal anvendes i pilotinstallationen, kan det forventes at projektet vil have interesse for en bred målgruppe. Målgruppen m.v. er nærmere beskrevet i markedsundersøgelsen, jf. bilag 1, hvor de vigtigste konklusioner er: 23