Oportunidad de Ahorro
Reducir el “Lift” en las enfriadoras de la planta de agua helada
La mayor pérdida de energía en una enfriadora es el exceso de “Lift”. El “Lift” se determina restando la temperatura del agua fría que se entrega al edificio, de la temperatura del agua que sale del condensador para ser enfriada por una torre de enfriamiento o ventiladores. El término “Lift” también se puede utilizar para describir las presiones de funcionamiento de un enfriador en lugar de sus temperaturas.
Estrategia de inversión mínima
El algoritmo de reducción del “Lift” utilizado en el controlador GCOP ofrece un costo inicial más bajo en comparación con las ofertas de la competencia que requieren un análisis exhaustivo de la planta, modelado del sistema, sistema de control y actualizaciones del sistema mecánico.
Estrategia de cambio del punto de ajuste de agua fría para reducir el “Lift”
La temperatura del agua fría de salida se fijaba tradicionalmente alrededor de 44 °F. El ajuste variable de la temperatura de agua fría permite aumentar la temperatura del agua fría durante las condiciones de carga parcial. Esto reduce la cantidad de trabajo realizado por el compresor de las enfriadoras.
Reducción del trabajo del compresor
El aumento de la temperatura del agua fría da como resultado un aumento de la presión del refrigerante en el evaporador. El compresor toma el refrigerante a la presión del evaporador, luego lo comprime y aumenta su presión a la presión del condensador, por lo que cuanto mayor es la presión del evaporador, menos trabajo necesita hacer el compresor para aumentar esa presión.
Cómo funciona el GCOP
Ajuste variable de la temperatura de agua fría de salida.
El controlador optimizador GCOP se conecta a través de la red Bacnet IP al panel de control de la enfriadora y varia el punto de ajuste de la temperatura del agua fría de salida (TAFS) en tiempo real a un valor óptimo. Para calcular este valor, el GCOP comienza a aprender el comportamiento de las enfriadoras durante diferentes demandas de frio. Los datos utilizados en este aprendizaje son: la temperatura ambiente, la temperatura del agua fría de entrada, el punto de ajuste de temperatura del agua fría de salida y la capacidad actual del enfriador. Con estos datos, la función de control se basa en 4 componentes básicos:
Temperatura Exterior
A una temperatura exterior más baja, el punto de ajuste se puede aumentar y viceversa.
Demanda de frio actual
La carga de frío es proporcional a la diferencia entre la temperatura del agua fría de entrada y el punto de ajuste de la temperatura del agua fría de salida. El valor del punto de ajuste se puede aumentar para una menor demanda de frio.
Capacidad Actual
Este valor también es proporcional a la demanda de frio y puede definir la magnitud del valor de variacion del punto de ajuste.
Temperatura ambiente del espacio
La temperatura de una o varias zonas de espacio se controlan para limitar el incremento del punto de ajuste.
Una vez evaluada la magnitud de la incidencia de estos cuatro componentes sobre el punto de ajuste, se utiliza la lógica difusa para determinar el centro de masa y, con ese resultado, obtener el mejor valor de ajuste para el momento actual.
Modo de Evaluation
Como se realiza
Teniendo en cuenta que el porcentaje de ahorro de energía para cada enfriador es diferente y depende de muchos factores, como la eficiencia del enfriador, estado de las condiciones ambientales y de operación, el controlador GCOP puede configurarse para operar en modo de evaluación. En este modo, los algoritmos de optimización que varían el punto de ajuste de la temperatura del agua enfriada de salida en tiempo real están habilitados solo en días pares y deshabilitados en días impares. Durante los días impares, este punto de ajuste se coloca en un valor fijo de 44 oF todo el día, que es el valor común actual si no se aplica la optimización. Todos los días se miden y guardan los principales parámetros de la enfriadora en una base de datos en la nube.
Los principales objetivos de este modo de evaluación son:
Obtener resultados reales de ahorro de energía
Al comparar el porcentaje de capacidad media del enfriador (que está directamente relacionado con el consumo de energía) obtenido en los días pares con el obtenido en los días impares, el porcentaje de ahorro de energía para ese enfriador en particular se puede estimar con mayor precisión.
Obtener un factor de reducción de capacidad para la planta enfriadora
Este factor se calcula utilizando la diferencia entre la capacidad promedio para los días pares e impares, y la variación promedio del punto de ajuste de la temperatura del agua fria de salida durante los días pares por encima del valor del punto de ajuste fijo para los días impares. En el modo normal de trabajo del GCOP sin evaluación, este factor permite estimar el aumento de la capacidad de la enfriadora en tiempo real conociendo la variación del punto de ajuste de temperatura del agua fría de salida por encima de 44 oF debido al algoritmo de variación de ajuste del GCOP, y así estimar el ahorro de energía. utilizando las toneladas nominales y las toneladas por Kw del enfriador dadas por el fabricante del enfriador.
Se recomienda repetir el modo de evaluación al menos tres veces al año para tomar en consideración los cambios estacionales que pueden impactar en el ahorro de energía real. Además, es posible instalar medidores de potencia en cada enfriador y hacer todos los cálculos usando kW en lugar de la capacidad del enfriador.
Calcule las estimaciones de ahorro antes de instalar
Información de campo
Los cálculos de las estimaciones se basan en más de 15 años de experiencia en la instalación de sistemas de ahorro y optimización de energía en plantas enfriadoras. Los resultados mostrados se han realizado asumiendo parámetros medios de la planta enfriadora bastante conservadores, por lo que tras la instalación de GCOP los ahorros obtenidos pueden ser muy superiores.
Costo Energia ($/KWh):
Cantidad de meses calidos: 6
Toneladas de la Planta Enfr.: 200
Horas de enfriamiento por año:4368
Ahorro Anual Estimado: 67000 kWh
Ganancia Anual Estimada: $ 6700
Toneladas Equvalentes de CO2 Anuales* : 980 Tons
*Calculos basados en la Guia de EPA
Para estos cálculos se han tenido en cuenta los siguientes valores, según las estadísticas obtenidas en instalaciones anteriores del GCOP:
Ahorro estimado en meses cálidos 11%
Ahorro estimado en meses de invierno 4%
Capacidad de enfriamiento promedio en los meses más cálidos 75%
Capacidad frigorífica media en los meses de invierno 15%
Promedio de kilovatios-hora por tonelada de refrigeración para cada enfriador 0,95 kwh/ton
También se considera que en invierno las horas de refrigeración son en su mayoría la mitad de las horas de verano
Estimaciones de ahorro en tiempo real
Gráficos de ahorro de energía
La analítica que se está ejecutando en el Servidor Web GCOP calcula continuamente el ahorro de energía estimado mostrando los resultados en diferentes gráficos.
Grafica de tendencias de ahorro
Este grafico describe para cada enfriador cómo la variación del punto de ajuste de la temperatura del agua fría de salida (TAFS) impacta en la capacidad de enfriamiento actual, mostrando qué valor tendría la capacidad del enfriador si se usara un valor mínimo fijo en el punto de ajuste.
En el gráfico, la barra gris muestra los cambios del punto de ajuste de la TAFS por encima del valor mínimo fijo del punto de ajuste (Delta SP). En la figura de ejemplo, el punto de ajuste de la TAFS se ha movido hasta 4,3 oF por encima del valor mínimo fijo del punto de ajuste. La línea azul representa la capacidad de enfriamiento real de la enfriadora con el punto de ajuste de la TAFS modificado por el controlador GCOP y la línea roja representa la capacidad de enfriamiento estimada del enfriador si se usara el valor mínimo fijo en el punto de ajuste de la TAFS en lugar del algoritmo de variación. Esta capacidad estimada es calculada por el controlador GCOP utilizando el factor de reducción de capacidad estimado obtenido durante el Modo de Evaluación. Utilizando las toneladas nominales y los kW / ton de la enfriadora suministrada por el fabricante, se estima en tiempo real la energía ahorrada expresada en kW-h.
Informes de Ahorro
Basado en cómo el controlador GCOP calcula los ahorros al variar el punto de ajuste de la TAFS usando el factor de reducción de capacidad estimado, se elaboran varios informes de ahorro de energía, incluido el informe de los últimos 30 días, el mensual y el anual. En esos informes podemos encontrar muchos detalles que respaldan los cálculos de ahorro como el factor de reducción de capacidad utilizado, horas de funcionamiento de cada enfriador, toneladas nominales, kW / ton, costo energético, valor promedio de la capacidad del enfriador y valores promedio de las variaciones en el punto de ajuste de la TAFS por encima de un valor mínimo fijo.
Soporte de hardware para la integración
Integración en redes BACnet y control remoto
Primero, el GCOP permite la integración de cualquier dispositivo BACnet MS / TP, por ejemplo, los medidores de potencia Wattnode que se pueden usar para verificar el ahorro de energía. En segundo lugar, se pueden instalar controladores adicionales con protocolo BACnet en diferentes zonas de interés para detectar la temperatura y la humedad en las mismas, agregándose estos datos a la lógica de control de optimización del GCOP. Los nuevos controladores y el GCOP se pueden enrutar a la arquitectura BACnet existente del edificio, utilizando un ruteador BBMD, que permite que los mensajes BACnet atraviesen subredes que estén interconectadas con enrutadores IP. Por último, es posible acceder de forma remota al controlador GCOP y al programa del controlador adicional desde la comodidad del hogar u oficina del integrador de sistemas para fines de mantenimiento y actualización.
Esta integración es posible gracias al soporte de productos de Contemporary Controls System, Inc.
Si la instalación lo requiere, los principales productos de Contemporary Controls que se pueden utilizar para el soporte de integración del sistema GCOP son:
Controladores BAScontrol22 y BAScontrol20
La familia de productos BAScontrol proporciona todas las características necesarias de un controlador verdaderamente abierto. Si es necesario, este controlador se usa en el sistema GCOP para monitorear la temperatura y la humedad en diferentes zonas, y usar entonces estos valores en los algoritmos de optimización para el cálculo del punto de ajuste de la temperatura del agua fría de salida.
La familia de controladores BAScontrol se programa utilizando Sedona, un lenguaje de programación basado en componentes de código abierto.
BASrouter modelo BASRT-B. Enrutador de múltiples redes BACnet
El BASrouter se utiliza para enrutar mensajes entre redes BACnet / IP, BACnet Ethernet y BACnet MS / TP. Si se necesitan medidores de potencia opcionales para verificar el ahorro de energía, empleamos los medidores de potencia Wattnode con protocolo BACnet MS / TP que serán integrados al GCOP utilizando el BASRouter.
El BASrouter también admite 5 entradas BBMD que permiten que el GCOP, si es necesario, se integre en las subredes de la topología BACnet existente en el edificio.
RemoteVPN. Comunicación remota segura simplificada
RemoteVPN es un servicio ofrecido por Contemporary Controls que permite a los integradores de sistemas el acceso remoto a los sistemas desde la comodidad del hogar o la oficina del integrador de sistemas. Este servicio es especialmente útil para realizar mantenimiento y actualizaciones en el programa Sedona de cada BAScontrol y proporciona una forma de utilizar un BMS remoto para supervisión y control.
Servicios
Instalación de la red IP Bacnet
Dependiendo de las interfaces de comunicación Bacnet ya existentes en el campo, instalamos todas las interfaces de comunicación, pasarelas y conmutadores necesarios para hacer que la red IP Bacnet esté en funcionamiento.
Instalación del controlador GCOP
Todos los parámetros necesarios del enfriador se mapean en el controlador optimizador GCOP. El GCOP también se configura para obtener resultados óptimos para las características de los enfriadores de la planta de enfriamiento.
Análisis en la nube del GCOP
Se crea una cuenta de usuario en el Servidor Web del GCOP para monitorear y tener cierto control de la planta de enfriamiento en cualquier lugar donde el usuario se encuentre. En las páginas del Servidor Web se muestran gráficos históricos de tendencias, informes de evaluación y ahorro de energía, y mucha más información sobre la planta de enfriamiento.
Servidor Bacnet IP para la integración
El controlador GCOP tiene un servidor Bacnet IP incorporado que permite a los integradores de otros sistemas, como puede ser el BMS ya existente, obtener todos los parámetros medidos y calculados por el controlador GCOP y también enviar comandos a este controlador.
Actualización continua del controlador GCOP
Siempre que haya una nueva versión de software lista, el usuario puede descargarla del Servidor Web del GCOP e instalarla en el controlador de GCOP.
Asesoramiento y soporte técnico
Preparamos a los operadores de mantenimiento en el campo para que operen el controlador GCOP por sí mismos, y también brindamos soporte y recomendaciones para obtener los mejores resultados de ahorro de energía.
