" Autore: Thirumalaichelvam Subramaniam - CEMS Engineering Sdn Bhd
"Le istruzioni vengono determinate attraverso una serie di calcoli di varianti dei dati di input real-time, loop di controllo PID, principi di termodinamica, trasferimento di calore, analisi matematiche avanzate e altre equazioni proprietarie su un'applicazione in LabVIEW Real-Time che favorisce una riduzione del 30 percento del consumo energetico." Thirumalaichelvam Subramaniam, CEMS Engineering Sdn Bhd
La sfida:
Ridurre il consumo energetico degli impianti di condizionamento su larga scala in ambienti tropicali
La soluzione:
Utilizzare NI Compact FieldPoint e LabVIEW Real-Time per acquisire e analizzare i dati in real-time pe
Chiller Energy Management System (CEMS) Engineering è un'azienda specializzata nella gestione dei consumi per gli impianti di condizionamento. Negli ultimi tre anni, CEMS Engineering ha messo in atto un approccio innovativo per il miglioramento della qualità e dell'efficienza energetica di sistemi di condizionamento in località tropicali, inclusi quelli installati presso uffici, fabbriche e ospedali. Per raffreddare una vasta area, i sistemi commerciali e industriali di condizionamento impiegano tradizionalmente una o più unità di raffreddamento, note come condizionatori, che controllano la temperatura dell'aria rimuovendo il calore da un liquido refrigerante attraverso un sistema di compressione del vapore oppure tramite un ciclo di assorbimento-refrigerazione. Il metodo tradizionale per raffreddare un edificio consiste nel determinare la quantità di energia richiesta per raggiungere la temperatura desiderata e, successivamente, impostare ciascun condizionatore per produrre acqua di refrigerazione allo stesso valore prescritto. I calcoli si effettuano generalmente prendendo in considerazione lo scenario peggiore: il giorno o i giorni più caldi dell'anno, spesso causa di un utilizzo energetico inefficiente e di temperature interne difficili da controllare.
La tecnologia pionieristica di CEMS Engineering ha permesso di ridurre il consumo energetico dei condizionatori e di mantenere la medesima temperatura fresca all'interno dell'edificio. Engineering ha utilizzato la piattaforma PAC e in esecuzione su un PC industriale per acquisire in real-time i dati di input direttamente dai sensori posti sui NI Compact FieldPoint LabVIEW condizionatori e in seguito utilizzare gli stessi dati per determinare e inviare nuove istruzioni alle unità di condizionamento. Le istruzioni vengono determinate attraverso una serie di calcoli di varianza dei dati di input real-time, loop di controllo PID, principi di termodinamica, trasmissione del calore, ottimizzazioni matematiche avanzate e altre equazioni proprietarie all'interno di un'applicazione LabVIEW Real-Time. CEMS ha permesso ai propri clienti di ridurre del 30 percento i costi di condizionamento, che nei paesi tropicali varia dal 45 al 60 percento del consumo energetico di un edificio.
I sistemi di CEMS Engineering impiegano un approccio innovativo nella determinazione dei parametri di funzionamento ottimali dei condizionatori. L'utente acquisisce in real-time i dati di input direttamente da sensori posti all'esterno, sui condizionatori e all'interno degli edifici. CEMS Engineering ha condotto una serie di calcoli di varianza dei dati di input real-time con loop di controllo PID e ha successivamente utilizzato questi dati per determinare e inviare nuove istruzioni ai condizionatori per mezzo di piccoli segnali elettrici. Non esistono parti mobili e le istruzioni vengono determinate con una serie di algoritmi genetici che combinano principi di trasmissione del calore, predicati matematici e termodinamica. Le istruzioni vengono utilizzate per garantire il funzionamento ottimale dei condizionatori, mantenendo nello stesso tempo gli standard industriali senza compromettere il livello di comfort degli occupanti dell'edificio commerciale o industriale.
Grazie al supporto di LabVIEW e Compact- FieldPoint, è stato possibile implementare il sistema di CEMS Engineering sei mesi dopo l'inizio delle operazioni e adesso è installato e funzionante.
CEMS Engineering ha ridotto il time-tomarket grazie alla stretta integrazione di LabVIEW e Compact FieldPoint. LabVIEW ha permesso a CEMS Engineering di sfruttare le potenzialità della progettazione grafica di sistemi, passando da un progetto a un prototipo e in seguito alla produzione in serie, in tempi da record. Il sistema impiega Compact FieldPoint per le fasi di acquisizione dati, analisi, decision making e controllo a stato solido. L'interfaccia grafica mostra letteralmente il flusso di calore da e verso ciascun edificio. Un altro beneficio dell'approccio insito nel monitoraggio grafico in real-time consiste nella gestione remota dei propri clienti. Terminata la fase d'installazione dei sistemi, gli ingegneri di CEMS hanno implementato il monitoraggio real-time dai propri uffici, per il controllo dei sistemi da ogni parte del globo. CEMS ha modulato i condizionatori sulla base delle variazioni climatiche interne ed esterne a intervalli di 10 secondi, controllando automaticamente il carico delle unità di condizionamento.
Confrontando giornalmente il consumo medio dei condizionatori, i gestori degli impianti hanno notato delle variazioni significative nel consumo quando CEMS entra in modalità risparmio. Tutti i dati necessari vengono registrati per quantificare l'energia risparmiata da ogni condizionatore.
In presenza di un guasto meccanico, gli ingegneri di CEMS avvisano i gestori dell'impianto di passare alla modalità standby e nel frattempo possono coordinarsi per effettuare la riparazione sul posto. CEMS monitora le ore di funzionamento di ciascun condizionatore e organizza delle operazioni di manutenzione preventiva sulla base delle specifiche del produttore per ciascun tipo e condizione di impianto di climatizzazione.
