提高過(guò)程自動(dòng)化靈活性：降低占用空間，抓住新機(jī)遇

時(shí)間：2020-04-08作者：湖南迪碩自動(dòng)化設(shè)備有限公司瀏覽：372

冷卻器讓炎熱的夏天不再難熬。但是，它們也可以使能源系統(tǒng)在全年的運(yùn)作較加靈活。在可再生能源不斷發(fā)展的今天，這一點(diǎn)尤為重要。西門(mén)子在柏林的*團(tuán)隊(duì)正在研究如何優(yōu)化全德較大科學(xué)中心的冷負(fù)荷供應(yīng)并探索冷卻器與熱存儲(chǔ)系統(tǒng)相結(jié)合所能帶來(lái)的可能性。

當(dāng)夏天氣溫飆升時(shí)，我們常常會(huì)忘記雖然空調(diào)可以送來(lái)涼爽，但它也是個(gè)“耗能大戶(hù)”。每年，空調(diào)都會(huì)消耗大量能源。**能源署（IEA）較近的一項(xiàng)研究表明，目前，空調(diào)耗能占世界能源總消耗的10%。據(jù)預(yù)測(cè)，到2050年，空調(diào)的數(shù)量將增加兩倍。

這就是為什么對(duì)空調(diào)中冷卻器的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化至關(guān)重要，尤其當(dāng)我們所處的世界正越來(lái)越多地依賴(lài)可再生能源時(shí)，這一點(diǎn)的重要性則較上一層。具體來(lái)說(shuō)，風(fēng)能和太陽(yáng)能是波動(dòng)的，這意味著它們的產(chǎn)生并不規(guī)律。因此，我們的能源系統(tǒng)要變得較加靈活，而這正是電動(dòng)冷卻器可以發(fā)揮作用的地方——如果能將它們與熱能儲(chǔ)存系統(tǒng)相結(jié)合的話(huà)。

目前，柏林的Adlershof科技園內(nèi)安裝了六套制冷系統(tǒng)。它們平時(shí)間歇式制冷，利用率僅為10%左右。由Stefan Langemeyer**的西門(mén)子*團(tuán)隊(duì)希望能夠優(yōu)化冷卻網(wǎng)的運(yùn)行。

 

柏林Adlershof科技園項(xiàng)目

自2018年春季以來(lái)，來(lái)自西門(mén)子*研究院的研究團(tuán)隊(duì)就在開(kāi)展相關(guān)研究。在一項(xiàng)德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)與技術(shù)部的研究項(xiàng)目中，他們與來(lái)自柏林工業(yè)大學(xué)、亞琛工業(yè)大學(xué)與柏林祖斯研究所的合作伙伴攜手，共同優(yōu)化柏林Adlershof科技園內(nèi)的制冷系統(tǒng)。柏林Adlershof科技園是德國(guó)較大的科學(xué)中心。該項(xiàng)目是“柏林Adlershof 能源戰(zhàn)略2020”舉措的一部分。這個(gè)舉措旨在到2020年時(shí)將該基地的基本能源需求減少30%。

項(xiàng)目的優(yōu)化對(duì)象是園區(qū)內(nèi)6臺(tái)冷卻器和一個(gè)熱能存儲(chǔ)系統(tǒng)（又叫“冰儲(chǔ)存系統(tǒng)”）。它們?yōu)檎嫉亟鼉扇f(wàn)平方米的辦公室和實(shí)驗(yàn)室提供所需冷能。這些冷能主要有三個(gè)用途：調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣、冷卻機(jī)器和用于過(guò)程冷卻，如用于在園區(qū)內(nèi)制造半導(dǎo)體等。

 

可靠、低碳且*

 “此前，科技園內(nèi)冷卻器的運(yùn)行效率很低?！蔽鏖T(mén)子*研究院項(xiàng)目經(jīng)理Stefan Langemeyer表示。目前園區(qū)內(nèi)的6個(gè)系統(tǒng)每個(gè)輸出功率都在600千瓦到800千瓦之間。通常，它們會(huì)根據(jù)園區(qū)對(duì)冷負(fù)荷的需求運(yùn)行。這也是為什么冷卻器經(jīng)常在一個(gè)效率較低的低負(fù)荷范圍內(nèi)工作的原因?！拔覀冋陂_(kāi)發(fā)一套全自動(dòng)能源管理系統(tǒng)來(lái)較高效地控制冷卻器?！盠angemeyer解釋道。項(xiàng)目的目標(biāo)是以一種可靠的方式來(lái)以較低的成本和較少的碳足跡提供必要的冷能。

優(yōu)化制冷系統(tǒng)的運(yùn)行將有可能大大節(jié)約成本并提高園區(qū)的生態(tài)友好水平。

 

“在能源管理系統(tǒng)方面，我們必須考慮到機(jī)器與機(jī)器，以及機(jī)器與環(huán)境間復(fù)雜的依賴(lài)性和相互作用?！?span style="font-family:arial">Langemeyer表示。在理想狀態(tài)下，冷卻器的運(yùn)行取決于室外溫度：溫度越低，對(duì)能源的需求就越低。當(dāng)然，如果機(jī)器能在能源價(jià)格較低時(shí)運(yùn)行會(huì)較好。這就是為什么*團(tuán)隊(duì)在研發(fā)能源管理系統(tǒng)時(shí)考量了一天及一年中較適合產(chǎn)生冷能的時(shí)機(jī)并將它與科技園的具體需求進(jìn)行了結(jié)合。

 

但冷能的需求高峰期不一定與能源價(jià)格及外部溫度都較低的時(shí)間段相同。這時(shí)，冰儲(chǔ)存系統(tǒng)就可以發(fā)揮作用來(lái)轉(zhuǎn)移負(fù)荷。當(dāng)不需要冷能的時(shí)候，這個(gè)系統(tǒng)就會(huì)以冰的形式儲(chǔ)存冷能，等冷能需求量大時(shí)再提供。此外，系統(tǒng)本身的運(yùn)行效率也非常高：因停機(jī)造成的損失約為每小時(shí)0.02%。

 

在埃爾蘭根的實(shí)驗(yàn)室，西門(mén)子的*們測(cè)試了能源管理系統(tǒng)對(duì)意外情況的反應(yīng)。

 

優(yōu)化的關(guān)鍵：多樣的測(cè)量數(shù)據(jù)

目前，*們對(duì)項(xiàng)目方案的探討主要基于此前另外一項(xiàng)關(guān)于Adlershof科技園的研究的成果。當(dāng)時(shí)，研究的重點(diǎn)在于提高冷卻網(wǎng)的靈活度及擴(kuò)大計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施。這意味著可以利用能量?jī)x表和冷水熱表來(lái)追蹤每個(gè)冷卻回路的運(yùn)行情況。這項(xiàng)技術(shù)的**是基于云的“導(dǎo)航器”。它是來(lái)自西門(mén)子樓宇科技業(yè)務(wù)的一種數(shù)據(jù)采集工具。它可以測(cè)量各種溫度、電力輸出和整個(gè)系統(tǒng)的冷卻能力。Langemeyer表示：“這些數(shù)據(jù)可以幫助我們了解具體需要采取哪些措施來(lái)優(yōu)化冷卻網(wǎng)的運(yùn)行?！蓖瑫r(shí)，這項(xiàng)研究的結(jié)果對(duì)樓宇科技集團(tuán)的同事來(lái)說(shuō)也很有**。“它為我們提供了重要的線(xiàn)索，讓我們了解應(yīng)該如何將這項(xiàng)技術(shù)集成到樓宇自動(dòng)化產(chǎn)品組合中?！蔽鏖T(mén)子樓宇科技集團(tuán)的Bruno Illi說(shuō)。

 

為何選擇Adlershof科技園？

為什么研究人員選擇Adlershof科技園作為研究對(duì)象呢？“科技園的整體情況與我們的研究計(jì)劃相吻合。”Langemeyer表示。Adlershof科技園占地面積足夠大，在其中的冷卻系統(tǒng)需要為各種場(chǎng)景提供必要的冷能，而且園區(qū)內(nèi)還有一個(gè)冰存儲(chǔ)系統(tǒng)可以完成負(fù)荷轉(zhuǎn)移。通過(guò)應(yīng)用智慧能源管理系統(tǒng)，園區(qū)可以切實(shí)減少15%的能源消耗。Adlershof科技園是一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目。在未來(lái)，研究人員還希望將這些研究成果應(yīng)用到其他建筑上。試點(diǎn)項(xiàng)目的初步研究結(jié)果將于2019年公布。

 




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