使节能潜力可视化

作者:Mekanie Mörtlbauer 文章来源:PROCESS德文版 发布时间:2013-06-03

Boehringer Ingelheim公司研发的工程技术能够实现到2020年时,把企业在Ingelheim市的能源需求和CO2排放减少20%。为此,它们使用了Sauter公司开发的能源管理解决方案EMS系统。这一软件系统实现了能源流的可视化,并可清楚地显示出能源消耗最大的部分。

如今,确定每一个房间的能源消耗已经是一件非常简单的事情了,但要确定输送1m3空气所需的能源则并不容易,它只能在先进计算机软件程序的帮助下才能实现。

Sauter公司开发的EMS能源管理解决方案软件系统就能够采集每台通风换气设备的能源消耗量,并计算出每1m3空气所支付的能源费用。借助于在各个能耗点的体积流量的检测,可以清楚地知道每小时向各个房间各输送了多少立方米的空气。按照这种方法,就可以计算出每一个用户以及每一间房间消耗的能源费用了,进而也就能够知道产生这些费用的原因了。

直到1998年,Boehringer Ingelheim公司中心实验室的空气调节还是集中管理的。利用建筑物管理系统首次引进了高层次的楼宇中央控制系统。这一系统最初的功能是对整个楼宇进行集中的控制和管理,节能还不是这一系统的重点。从2007年起才开始利用Sauter公司的楼宇自动化技术发掘节能潜力,对能源消耗进行优化,并进行了长达1年的数据点采集。在数据点采集的基础上,对温度数据、湿度数据和空气流量进行分析。这也就奠定了采用能源管理系统的前提。

在分析数据时,首先是对温度传感器、压力传感器和湿度传感器采集到的数据利用楼宇中央控制系统进行可视化,并顺利地把这些数据传输到EMS楼宇能源管理系统之中。事实证明,这样做的好处,是安装使用了楼宇和实验室管理自动化系统之后,实现了很高的自动化检测和调节,所使用的新传感器中三分之二是可视化类型的传感器,投资费用也明显降低了。


图1 通过楼宇中央控制系统可以把像温度、湿度等数据直接显示在EMS能源管理系统中,并通过图像方式相互比较,这也就能够准确地找出节能方面的薄弱环节了

自设控制特性并自动监控

“EMS能源管理系统是我们搞清能源流和能源消耗的一个有力工具。”Sauter公司的项目经理Alfred Streit先生说道。它能够让用户自己决定在哪里、怎么样节约能源。另外,这一工具也允许经验丰富的设备操作者自己编写程序对任意控制参数和大量的控制功能进行控制。

例如,Boehringer Ingelheim公司就决定了将每立方米空气的能源数据可视化,同样,利用这一软件也可以实现按房间、按部门和按建筑物的能源数据可视化。所有的仪表读数都可以按照日、周、月、年分类汇总。利用图示的方法还可以对这些数据进行比较,准确地找出薄弱环节。另外,也可以在程序中编制需要控制的界线值,以便能够开始新的比较、对比,例如确定需要控制的特征值,根据这些特征值的运行曲线对能源优化情况进行评估。

这也就有可能引进节能监控机制了。“当一台设备的能源消耗极具下降时,或者连续处于较低水平时,就可能是其功能故障的信号。”Boehringer Ingelheim公司的工程技术部职工Klaus Roos先生说道。同样,这也有可能对系统进行能源技术的监控和能源效率利用率的监控。


图2 Boehringer Ingelheim公司的Sven Pohlmann先生(左)和Klaus Roos先生推动了PQC能源管理系统项目的进展。为了能够降低中央空调的能源消耗,他们与Sauter公司一起研发了一款调节空调通道气体压力的应用软件

第一时间显示效果

Boehringer Ingelheim公司对EMS能源管理系统分析的结果是:实验室中RLT设备是该部门的能耗大户。Roos先生介绍说道:“我们还可以知道更加详细的信息,我们能够知道RLT设备消耗的绝大部分能源都是由空气加湿引起的。”这样就可以有针对性地采取有效措施,从技术上进一步优化设备。由于房间的通风需要利用中央空调,因此这里使用的是带有位置信号反馈的体积流量调节器。

“为了实现设备运行的优化,我们就要找出哪一个体积流量调节器在最不经济的状态下工作,哪里出现了泄露。”Boehringer Ingelheim公司工程部的职工Sven Pohlmann先生说。在第一个检测、调整循环中就把设备的压力降了下来,这也就明显地减少了设备的能源消耗。在这一过程中,Sauter公司和Boehringer Ingelheim公司共同开发了一款保证送风通道所需最少空气量的应用软件。按照这种方法就可以明显降低能源消耗了。

借助于可视化技术可以把这些措施的效果直接显示出来,从采取措施的第一时间开始就能够明显地看到能源措施的效果。利用集成在EMS能源管理系统中的公式编辑器可以把节约的能源数据直接换算成节约的费用数据,这也就为设备运营商提供了显示经营成果的可能性。

符合节能条例的报告功能

EMS能源管理系统的分析也可以带来使人惊喜的分析结果。Pohlmann先生说:“我们原来认为除通风换气技术以外,照明也消耗了很多的电力。”但软件系统检测到的,是照明所消耗的电力仅占整个电力消耗的8%。相比之下,所消耗的能源比一般楼宇技术设备消耗的能源要高许多,两者的比值恰好对调。通过现场参观、现场展示和宣传教育,尝试着对使用能源的方式施加影响。

由于节能条例(EnEV 2009)规定的企业节能检查时间为10年,因此EMS能源管理系统的报告功能是一件非常好的事情。节能条例规定:新建的建筑物和原有公共建筑物的装修都要有节能措施,并做好能源数据的检测记录。谁拿不出数据,谁就会受到巨额罚款。因此,许多企业在采集这样的能源消耗数据时都会委托外部技术服务公司代劳,但这也带来了一笔不小的额外费用。Streit先生说:“基于这一原因,我们与Boehringer Ingelheim公司的同事一起开发了一款满足节能条例要求,可自动记录节能数据的应用程序。”这也就使软件用户手中有了一个自检、自查的工具。

更多优化和应用

根据在Ingelheim市试验项目中得到的经验,工程技术部计划在其它楼宇中也使用这种EMS能源管理系统。例如在新建的化学试验大楼中使用,在这一新建化工试验楼项目中还将增加一些新的优化项目,在满足生产过程要求和节能优化的同时也考虑到舒适性问题,其目的是保证在干燥、寒冷的冬季也有至少30%的相对空气湿度的空调技术,在炎热、潮湿的夏季则保证有舒适的冷气和相对较低湿度的空气。

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