提高过程自动化灵活性:降低占用空间,抓住新机遇

2020-04-08 浏览次数:369

冷却器让炎热的夏天不再难熬。但是,它们也可以使能源系统在全年的运作更加灵活。在可再生能源不断发展的今天,这一点尤为重要。西门子在柏林的*团队正在研究如何优化全德较大科学中心的冷负荷供应并探索冷却器与热存储系统相结合所能带来的可能性。

当夏天气温飙升时,我们常常会忘记虽然空调可以送来凉爽,但它也是个“耗能大户”。每年,空调都会消耗大量能源。国际能源署(IEA)较近的一项研究表明,目前,空调耗能占世界能源总消耗的10%。据预测,到2050年,空调的数量将增加两倍。

这就是为什么对空调中冷却器的运行进行优化至关重要,尤其当我们所处的世界正越来越多地依赖可再生能源时,这一点的重要性则更上一层。具体来说,风能和太阳能是波动的,这意味着它们的产生并不规律。因此,我们的能源系统要变得更加灵活,而这正是电动冷却器可以发挥作用的地方——如果能将它们与热能储存系统相结合的话。

目前,柏林的Adlershof科技园内安装了六套制冷系统。它们平时间歇式制冷,利用率仅为10%左右。由Stefan Langemeyer**的西门子*团队希望能够优化冷却网的运行。

 
柏林Adlershof科技园项目

自2018年春季以来,来自西门子*研究院的研究团队就在开展相关研究。在一项德国联邦经济事务与技术部的研究项目中,他们与来自柏林工业大学、亚琛工业大学与柏林祖斯研究所的合作伙伴携手,共同优化柏林Adlershof科技园内的制冷系统。柏林Adlershof科技园是德国较大的科学中心。该项目是“柏林Adlershof 能源战略2020”举措的一部分。这个举措旨在到2020年时将该基地的基本能源需求减少30%。

项目的优化对象是园区内6台冷却器和一个热能存储系统(又叫“冰储存系统”)。它们为占地近两万平方米的办公室和实验室提供所需冷能。这些冷能主要有三个用途:调节室内空气、冷却机器和用于过程冷却,如用于在园区内制造半导体等。

 
可靠、低碳且性价比高

 “此前,科技园内冷却器的运行效率很低。”西门子*研究院项目经理Stefan Langemeyer表示。目前园区内的6个系统每个输出功率都在600千瓦到800千瓦之间。通常,它们会根据园区对冷负荷的需求运行。这也是为什么冷却器经常在一个效率较低的低负荷范围内工作的原因。“我们正在开发一套全自动能源管理系统来更高效地控制冷却器。”Langemeyer解释道。项目的目标是以一种可靠的方式来以较低的成本和较少的碳足迹提供必要的冷能。

优化制冷系统的运行将有可能大大节约成本并提高园区的生态友好水平。

 
“在能源管理系统方面,我们必须考虑到机器与机器,以及机器与环境间复杂的依赖性和相互作用。”Langemeyer表示。在理想状态下,冷却器的运行取决于室外温度:温度越低,对能源的需求就越低。当然,如果机器能在能源价格较低时运行会更好。这就是为什么*团队在研发能源管理系统时考量了一天及一年中较适合产生冷能的时机并将它与科技园的具体需求进行了结合。
 
但冷能的需求高峰期不一定与能源价格及外部温度都较低的时间段相同。这时,冰储存系统就可以发挥作用来转移负荷。当不需要冷能的时候,这个系统就会以冰的形式储存冷能,等冷能需求量大时再提供。此外,系统本身的运行效率也非常高:因停机造成的损失约为每小时0.02%
 

在埃尔兰根的实验室,西门子的*们测试了能源管理系统对意外情况的反应。

 
优化的关键:多样的测量数据
目前,*们对项目方案的探讨主要基于此前另外一项关于Adlershof科技园的研究的成果。当时,研究的重点在于提高冷却网的灵活度及扩大计量基础设施。这意味着可以利用能量仪表和冷水热表来追踪每个冷却回路的运行情况。这项技术的核心是基于云的“导航器”。它是来自西门子楼宇科技业务的一种数据采集工具。它可以测量各种温度、电力输出和整个系统的冷却能力。Langemeyer表示:“这些数据可以帮助我们了解具体需要采取哪些措施来优化冷却网的运行。”同时,这项研究的结果对楼宇科技集团的同事来说也很有价值。“它为我们提供了重要的线索,让我们了解应该如何将这项技术集成到楼宇自动化产品组合中。”西门子楼宇科技集团的Bruno Illi说。
 
为何选择Adlershof科技园?
为什么研究人员选择Adlershof科技园作为研究对象呢?“科技园的整体情况与我们的研究计划相吻合。”Langemeyer表示。Adlershof科技园占地面积足够大,在其中的冷却系统需要为各种场景提供必要的冷能,而且园区内还有一个冰存储系统可以完成负荷转移。通过应用智慧能源管理系统,园区可以切实减少15%的能源消耗。Adlershof科技园是一个试点项目。在未来,研究人员还希望将这些研究成果应用到其他建筑上。试点项目的初步研究结果将于2019年公布。

 



quzhangming.cn.b2b168.com/m/
联系我们

在线客服: 2750130146

联系人:瞿章明

联系电话: 13217430013