חיסכון באנרגיה במערכות מיזוג אוויר בעזרת בקרי קארל

היכן ניתן לחסוך?

חיסכון באנרגיה הפך זה מכבר להיות קו מנחה בהתנהלות היומיומית של רבים מאיתנו.

העליה הנמשכת בצריכה לצד מחירי אנרגיה מאמירים מאלצים את כולנו לבדוק שנית כיצד ניתן לחסוך בהוצאות וכיצד ניתן לייעל את המערכות שלנו כדי לקבל מקסימום תפוקה עבור מינימום השקעה.

במבנים גדולים צרכנית האנרגיה העיקרית על פי רוב היא מערכת מיזוג האוויר. צריכת החשמל של מערכת זו יכולה להגיע לכ – 70% ויותר מכלל הצריכה של הבניין. מסיבה זאת רוב החיסכון בהוצאות האנרגיה של הבניין טמון בפעולתה של מערכת זו.

מערכות מיזוג אוויר חדשות המותקנות כיום כוללות בדרך כלל אלגוריתם זה או אחר לייעול המערכת וחיסכון באנרגיה, אולם פעמים רבות פועלת מערכת זו ברמת הרכיב הבודד. כך למשל מערכת בקרה יעילה ביותר למזגן אחד אינה לוקחת בחשבון את אופי פעולתם של רכיבים נוספים ואת השפעתם על המערכת.

מקור נוסף של חוסר יעילות אנרגטי קיים במערכות המותקנות בבניינים קיימים אשר עלולות להיות מיושנות ומשטר עבודתן בהרבה מן המקרים, בזבזני.

ייעול אנרגטי של מערכות מיזוג אוויר

במקרים רבים ייעול מאסיבי של המערכת יכול להיות מיושם על ידי שינוי אלגוריתם הבקרה של המערכת בלבד מבלי להכנס לפעולות שעלותן בצידן כמו שינויי חמרה והחלפת ציוד בקרה. במערכות ישנות קוד הבקרה מיושן בדרך כלל ועשוי להיות בלתי ניתן לשינוי או פעיל ברמת המערכת הבודדת ולא ברמת כלל המערכת. דוגמה לכך ניתן לראות במערכת בה עובדים מספר צ’ילרים להזנת קו אספקה אחד.

אלגוריתם הבקרה בבקר של כל צ’ילר יכול להיות מצויין אך למרות זאת חיסכון ניכר  יכול להיות מושג על ידי דירוג עבודה והעמסה נכון בין הצ’ילרים.

ככלל, ככל שתשמר עצמת הקירור/חימום באספקה קרובה יותר לזו שתביא במדוייק לטמפרטורה הנדרשת ,כך יגדל החיסכון באנרגיה. אם נשתמש בדוגמה שלעיל, עבודה של כל הצ’ילרים במצב פרוק כדי להביא לטמפרטורת מי אספקה מסויימת היא שיטה בזבזנית לעומת שיטה בה עובדים רק חלק  מהצ’ילרים, עמוסים בהתאם לדרישה על פי אלגוריתם PID מכוייל.

בנוסף יכולים להיות מיושמים אלגוריתמים כמו הפעלה על פי לו”ז, שינוי ערכים רצויים על פי טמפרטורת חוץ ועוד.

פעולות מעין אלו יכולות להיות מושגות על ידי התחברות למערכת הקיימת באמצעות בקר מתוחכם ש”משתלט” על אלגוריתם ההפעלה של המערכת ומבצע שימוש מושכל בדרגות ההפעלה ובמקרים מסויימים אף יוצר דרגות חדשות המאפשרות התאמה מקסימאלית של עצמת הקירור/חימום לדרישה.

כך למשל באחד מן הפרוייקטים שביצעה קונטאל בשיתוף עם חברת “סמארט – סייב”, מנהל בקר הפיקו ארבעה צ’ילרים מתוצרת יורק באמצעות פרוטוקול תקשורת מודבאס אותו מנהל הבקר כמאסטר. במערכת זו על ידי הפעלת אלגוריתם בקרה יחודי לדירוג בין הצ’ילרים ויצירת דרגות פעולה נוספות, הגיע ייעול מערכת הקירור לכדי חיסכון של עד 28% בצריכת האנרגיה של המתקן בתקופות מסויימות. בפרוייקטים נוספים מותקנת מערכת השולטת באופן ישיר בדרגות החימום והקירור של המתקן ומנהלת אותן בצורה חכמה על פי דרישה, לוחות זמנים וטמפרטורת חוץ. גם בפרוייקטים אלו הושג חיסכון ניכר בהוצאות החשמל של המתקן.

סידרת בקרי פיקו

חברת קונטאל המתמחה בתחום החיסכון באנרגיה במערכות חימום קירור ומיזוג אוויר מאפשרת  חיבור מושלם למערכת ללא החלפת הרכיבים ובהשקעת מינימום משאבים. חיבור כזה מתאפשר הודות לסדרת בקרי הפיקו3 (pCO3) והסופרנוד (Supernode) של חברת קארל (Carel) האיטלקית.

בקרים אלו, בנוסף למעבד חזק וכמויות נכבדות של כניסות ויציאות אנלוגיות ודיסקרטיות און-בורד, מצויידים במגוון רחב של כרטיסי תקשורת וביכולת התחברות באמצעות פרוטוקולים פתוחים לאביזרים ולבקרים צד שלישי.

הבקרים מסידרת פיקו וסופרנוד מבוססים על טכנולוגית PLC. טכנולוגיה זו מאפשרת לתכנת את הבקר באופן יסודי תוך אפשרות לשנות כל פרט בלוגיקת ההפעלה של הבקר ושל המערכת עליה הוא מפקד. סביבת התכנות של בקרים אלו מכונה 1Tool והיא פועלת בשפת הכתיבה המוכרת בשם Function Block.

סביבה זו כוללת סיפרייה מגוונת של בלוקים יעודיים לתחום בקרת המבנים, עובדה שמקלה על כתיבת התכנה, מקצרת באופן משמעותי את זמן הפיתוח ומפחיתה את עלותה הסופית של המערכת. בנוסף כוללת סביבת התכנות סימולטור מלא המאפשר לבדוק את התוכנה לעומק ולהריץ אותה עוד לפני הורדתה לבקר.

מרכז בקרה ואיסוף נתונים

היות והחיסכון באנרגיה עלול לצוץ לעיתים דווקא מהכיון הפחות צפוי, ישנה חשיבות רבה למעקב אחר פעולתה השוטפת של המערכת. במקומות בהם קיים מרכז בקרה יכול ברוב המקרים זה לספק את הפונקציות הנדרשות. במקומות בהם מרכז זה לא קיים, המצב עשוי להיות בעייתי יותר שכן התקנת מרכז כזה עבור מערכות קטנות ובינוניות עשוי להיות לא כדאי כלכלית.

לחברת קארל פיתרון יחודי העונה לצרכים אלו בדיוק. היא פיתחה כרטיס תקשורת זעיר שהוא למעשה שרת אינטרנט קטן המורכב על גבי הבקר.

שרת זה מאחסן אתר אינטרנט יעודי אשר מציג בצורה גרפית את מצב המערכת, מאפשר שינוי פרמטרים תחת סיסמה וכן מאפשר לשמור היסטוריה של נתונים שונים על פי הגדרה. יתרונה הבולט של שיטה זו טמון בכך שבצד עלותה הכדאית גם עבור פרוייקטים קטנים ובינוניים, ונגישותה מכל מחשב באמצעות דפדפן האינטרנט ללא צורך בתכנות או רשיונות נוספים היא מספקת תמונה עדכנית, צבעונית וגראפית על מצב המערכת, מאפשרת לשמור נתונים בצורה פשוטה ולהורידם לכל מחשב מרוחק בפורמאטים מוכרים.

סיכום

ובכן, כפי שראינו מערכות רבות חדשות וישנות המותקנות כיום בבנינים שונים ברחבי הארץ הן בזבזניות אנרגיה בשל מערכת בקרה מיושנת המותקנת בהם או בשל מערכת המבקרת על חלק מהמערכת בלבד בלי לקחת בחשבון את מצב המערכת הכללי.

מצב זה ניתן לשינוי ושיפור על ידי הוספת מערכת בקרה מתוחכמת המבוססת על בקר מתוכנת וממשק תקשורת מתקדם המתחבר אל המערכת הקיימת.

שיפור אלגוריתם הבקרה מאפשר חיסכון ניכר בהוצאות האנרגיה של הבניין.

בנוסף מאפשרת המערכת שליטה, בקרה ואיסוף נתונים מרחוק באמצעות מרכז בקרה אינטרנטי וזאת בעלות כדאית המאפשרת החזר השקעה תוך זמן קצר על ידי החיסכון בעלות האנרגיה.

לפרטים נוספים ניתן ליצור קשר עם אופיר כוכבי 054-9260390

כללי