Τεχνολογία ESM για εξοικονόμηση ενέργειας και βελτιστοποίηση λειτουργίας σε ψυκτικές διατάξεις

 Παραθέτουμε ένα πολύ ωραίο κείμενο σχετικά με την τεχνολογία ESM, από την SmartCool Systems Inc.

To ESM είναι  ένα σύστημα μικρό-υπολογιστή ψηφιακής βελτιστοποίησης που έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας (KWh) και τη μέγιστη απόδοση (KW), σε βιομηχανικούς συμπιεστές ψύξης και κεντρικού κλιματισμού, από 15% έως 25% με παράλληλη διατήρηση των σωστών παραμέτρων λειτουργίας και θερμοκρασίας.

Τα χαρακτηριστικά του ESM

• το ESM  μειώνει το χρόνο λειτουργίας του συμπιεστή κατά 15% - 50% και με τον τρόπο αυτό επεκτείνεται η ζωή του συμπιεστή. Ως εκ τούτου, το ESM  προβλέπει μείωση του κόστους λειτουργίας
• Χρησιμοποιώντας το ESM περιορίζεται ο  "μικρός κύκλος λειτουργίας" και εξασφαλίζεται  έλεγχος του χρόνου που δεν λειτουργεί ο συμπιεστής.
• Η εγκατάσταση του  ESM  είναι πριν και μετά από το θερμοστάτη, σε σειρά.
• Η εγκατάσταση του  ESM  είναι σε σειρά με το υπάρχον κύκλωμα ελέγχου του συμπιεστη
• Επειδή το ESM δεν είναι περισσότερο επεμβατικό στο σύστημα από ένα θερμοστάτη, δεν υπάρχουν θέματα με την εγγύηση του συμπιεστή
• Επειδή το ESM  συμπληρώνει, αλλά δεν υποκαθιστά το πρωτοβάθμιο σύστημα ελέγχου, μια ακριβής αξιολόγηση των επιδόσεων του ESM μπορεί να μετρηθεί. Σε οποιαδήποτε στιγμή, θέτοντας το εκτός λειτουργίας και συγκρίνοντας την κατανάλωση (kWh) πριν και μετά την εγκατάσταση και λειτουργία του ESM. Αυτό είναι κρίσιμης σημασίας γιατί υπάρχουν επιδοτούμενα κυβερνητικά προγράμματα
• Η εγκατάσταση είναι σχετικά εύκολη και μπορεί να διενεργηθεί σε λιγότερο από μία ημέρα για κάθε σύστημα .

Τι είναι τo ESM

Είναι ένας εξελιγμένος μικροεπεξεργαστής, με 2 ενσωματωμένα λογισμικά, που μπορεί να συνεργαστεί με όλα τα συστήματα ελέγχου της αγοράς, από έναν απλό αισθητήρα πίεσης ή θερμοκρασίας, μέχρι και πιο πολύπλοκα συστήματα όπως τα PLC, καθώς και πιο εξελιγμένα συστήματα ελέγχου όπως Building Management Systems και Plant Management Systems.

Είναι μια επιπρόσθετη αναβάθμιση για το υπάρχον σύστημα ελέγχου. Είναι  σχεδιασμένο για να λειτουργεί σε συνεργασία με τον υφιστάμενο εξοπλισμό ψύξης και κλιματισμού, για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Όταν μια κλήση για ψύξη προέρχεται από τα υφιστάμενα συστήματα ελέγχου, το ESM ECO3 ™ αναλαμβάνει να προσδιορίσει και να βελτιστοποιήσει τον χρόνο λειτουργίας του κάθε συμπιεστή.

Δεν είναι θερμοστατικός ή πιεσοστατικός ελεγκτής  και δεν μπορεί να αντικαταστήσει το υπάρχον σύστημα ελέγχου ή να εφαρμοστεί σε μια εγκατάσταση ως κύριο σύστημα ελέγχου. Μπορεί να τεθεί σε bypass όταν απαιτηθεί μέγιστο ψυκτικό φορτίο ή αν παρουσιαστεί το όποιο τεχνικό πρόβλημα και το υφιστάμενο σύστημα επιστρέφει στον τρόπο λειτουργίας, ακριβώς όπως ήταν πριν από την εγκατάσταση. Η σύνδεση του στο υφιστάμενο σύστημα γίνεται παράλληλα

Γενικά περί τεχνολογίας ESM

 Οι συμβατικοί τρόποι  ελέγχου, συμπεριλαμβανομένων των πιο εξελιγμένων και τα συστήματα ελέγχου ψύξης, λειτουργούν μόνο με την προκαθορισμένη επίτευξη των σταθερών τιμών λειτουργίας για να ενεργοποιήσουν ή απενεργοποιήσουν τους συμπιεστές ή να προσαρμόσουν την παραγωγική τους  διαδικασία. Όταν η τιμή του μετρούμενου μέσου είναι εντός της νεκρής ζώνης μέτρησης, οι ελεγκτές παραμένουν σε αδράνεια μέχρι μια συγκεκριμένη τιμή που έχει προκαθοριστεί (set points). Δεν κάνουν καμία λειτουργία  για τη δυναμική μέτρηση του φορτίου θερμότητας έτσι ώστε  να ρυθμίσουν τον διαφορικό έλεγχο στις απαιτήσεις της ψύξης ή στον έλεγχο του κύκλου των συμπιεστών. Στις περισσότερες περιπτώσεις, δεν θα πραγματοποιήσουν αναλύσεις όπως το ESM.

    Ο μικροϋπολογιστής του ESM καταγράφει την απόλυτες τιμές παραμέτρων λειτουργίας του από κατασκευής ελεγκτή, και μετρά τους ρυθμούς αλλαγής της ανόδου και της καθόδου της θερμοκρασίας ή της πίεσης κατά τη διάρκεια του κύκλου λειτουργίας των συμπιεστών.

Με αυτά τα δεδομένα το ESM υπολογίζει τη θερμική φόρτιση που αναλογεί στην ψυκτική ισχύ που απαιτείται και υπολογίζει τις μεταβλητές . Το ESM ελαχιστοποιεί τη λειτουργία του συμπιεστή εντός των τιμών των μεταβλητών λειτουργίας, με αποτέλεσμα την μείωση του  χρόνου λειτουργίας του συμπιεστή  ψύξης ή κλιματισμού , ελαττώνοντας την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας (kWh) και την μέγιστη ζήτηση (kW / KVA), διατηρώντας την απαιτούμενη θερμοκρασία.

    Η διαδικασία αυτή είναι  γνωστή ως " Βελτιστοποίηση λειτουργίας συμπιεστή " ("Compressor Optimization"). Ο μικροεπεξεργαστής  Energy Saving Module (ESM) βελτιστοποιεί  τον χρόνο του κύκλου ψύξης, εφαρμόζοντας καλύτερη διαχείριση στους χρόνους των συμπιεστών, σε συνεργασία με το υπάρχον σύστημα ελέγχου και λειτουργώντας μέσα στο εύρος των παραμέτρων της υφιστάμενης εγκατάστασης.

Τύποι συμπιεστών που εφαρμόζεται

Εμβολοφόροι Σπειροειδείς Κοχλιωτοί  (σταθερών και μεταβλητών σταδίων ) Φυγοκεντρικοί

Τα συστήματα της SmartCool βρίσκουν εφαρμογή σε: 

• συστήματα ψύξης,
• ψυκτικούς θαλάμους, με μονοβάθμιους ή πολυβάθμιους συμπιεστές
• βιομηχανική ψύξη,
• ψύκτες νερού(chiller)
• μεγάλα κλιματιστικά συστήματα.

 Εφαρμόζοντας το ESM

Κάθε εγκατάσταση απαιτεί ένα Local Network Controller ( LNC) και τουλάχιστον ένα ρελέ ελέγχου  ή αλλιώς μια Interface Module (SIM or IIM).  Το LNC είναι ο μικροεπεξεργαστής και περιέχει λογισμικά ελέγχου και παραμετροποίησης.

Συγκεκριμένα

• 2 Λογισμικά με κατοχυρωμένα πνευματικά δικαιώματα

–         SCPC (Standard Compressor Performance Curve)

–         PDA (Proportional Differential Adjustment

• Χρησιμοποιώντας το λογισμικό SCPC, το ESM μπορεί:

–         Μετρήσει και καταγράψει το ρυθμό πτώσης πίεσης/θερμοκρασίας

–         Μετρήσει και καταγράψει το ρυθμό ανόδου πίεσης/θερμοκρασίας

–         Να υπολογίσει την αλλαγή του θερμικού φορτίου

–         Να υπολογίσει την ανάρρωση του συστήματος

• Χρησιμοποιώντας το λογισμικό PDA, το ESM μπορεί:

–         Υπολογίσει και παραμετροποιήσει  το χρόνο λειτουργίας του συμπιεστή,

–         Υπολογίσει και παραμετροποιήσει το χρόνο μη λειτουργίας του συμπιεστή,

–         Ελέγξει τους χρόνους λειτουργίας και μη λειτουργίας, και να καθορίσει τον  διαφορικό έλεγχο μέσα στις παραμέτρους λειτουργίας του συστήματος                                         

 

Τα ρελέ ελέγχου  ή αλλιώς  Interface Module (System Interface Module ή  Intelligent Interface Module) δίνουν την δυνατότητα διασύνδεσης και ελέγχου με το υπάρχον σύστημα ελέγχου. Ανάλογα με τον αριθμό των συμπιεστών του συστήματος και με τις βαθμίδες ελέγχου που υπάρχουν, δίνεται και τα ανάλογα ρελέ διασύνδεσης και ελέγχου.

Για παράδειγμα, σε ένα σύστημα με 3 συμπιεστές ψύξης παράλληλα συνδεμένους, με 2 βαθμίδες λειτουργίας ο καθένας ( πχ. 50%-100%) θα χρειαστεί ένα LNC για τον έλεγχο και 3 SIM, για να ελέγξουμε κάθε βαθμίδα για κάθε συμπιεστή.

Κεντρικό λογισμικό επικοινωνίας

   H εφαρμογή του  ESM  γίνεται και με κεντρικό λογισμικό επικοινωνίας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τηλεμετρική  παρακολούθηση και ρύθμιση της λειτουργίας οποιουδήποτε ESM της εγκατάστασης είτε μέσω υπολογιστή, LAN, ή μόντεμ GSM. Η τηλεμετρία είναι μέρος της εγκατάστασης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για απομακρυσμένο έλεγχο και ρυθμίσεις για το μέγιστο της εξοικονόμησης ή να δίνεται μια αναφορά στο τεχνικό τμήμα κάθε εγκατάστασης για τον έλεγχο της ορθής λειτουργίας.

Ακόμη τα δεδομένα του λογισμικού επικοινωνίας και ελέγχου μας δίνουν την δυνατότητα μια προσέγγισης της οικολογικής εφαρμογής, με τιμές σε CO, CO² και εκτάρια δάσους, όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί από όποιο τμήμα δημοσίων σχέσεων και κοινωνικής εταιρικής ευθύνης, προς όφελος τους, πχ στην ιστοσελίδα τους..

http://www.infotime.com.gr/el/products/smartcool/37-esm.html