Resultater og materialer
På denne side kan du læse om de resultater og erfaringer, der er gjort i forbindelse med indledende undersøgelser og målinger foretaget i Kolding Storcenter. Undersøgelserne og målingerne er foretaget i sommerperioden, hvorfor resultaterne afspejler butikscentrets behov for afkøling, samt potentiale for energifleksibilitet i perioder med høje temperaturer.
Ønsker du at vide mere? I nedenstående links og materialer kan du finde yderligere information.
Materialer
Rapport
I forbindelse med projektet er der udarbejdet en rapport, som afdækker redegørelse for metoder, casebeskrivelser samt resultater.
Artikler
Petersen, J. B., Bendtsen, J. D. & Stoustrup, J. (2019) Nonlinear Model Predictive Control for Energy Efficient Cooling in Shopping Center HVAC
Søvsø, A., Slott, B. P. & Petersen, J. B. (2018) Effektiv og fleksibel styring af energien i storcentre
Petersen, J. B., Bendtsen, J. D., Vogler-Finck, P. J. C. & Stoustrup, J. (2018) Energy flexibility for systems with large thermal masses with applications to shopping centers
Petersen, J. B., Bendtsen, J. D. & Stoustrup, J. (2018) Multi-zone modeling and energy efficient control of shopping center cooling
Klik på overskrifterne for at læse om projektresultaterne
Effektiv køling med fan-coils
Indledende dataudtræk fra CTS-anlægget i Kolding Storcenter har vist, at den nuværende styring af rumtemperaturen giver anledning til uhensigtsmæssig regulering af ventilerne ved fan-coils i butikkerne.
Figur 1 viser data fra storcentrets Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) System. Med udgangspunkt i et afsnit med flere butikker, blev der i en butik målt på temperaturen i butikken (Tshop), indblæsningstemperaturen (Tsupply) og ventilens åbningsgrad (Uvalve).
Figur 1 Indledende målinger fra demo-området i Kolding Storcenter. Temperatur i butikken, fremløbstemperaturen og åbningsgraden på ventilen for Butik 1 i demo-området
Som det fremgår af figuren, viser målingerne, ikke overraskende, at temperaturen i butikken stiger i de tidsrum, hvor der er aktivitet i butikken, herunder i butikkens åbningstider eller når personale møder ind.
Ser man på indblæsningstemperaturen er den fastholdt på 14 ∘C uden at mætte ventilens åbningsgrad på ønsket maksimale 0.9 (i de fleste tilfælde).
Med udgangspunkt i målingerne er der udviklet en central reguleringsløsning, hvor en PI regulator trækker ventilens åbningsgrad tæt på fuldt åbent i den hårdest belastede butik. Som det fremgår af figur 2, kan man på den måde hæve køleanlæggets fremløbstemperatur fra 8 til 10 grader, og stadig bibeholde selve butikstemperaturen under Arbejdstilsynets krav om maksimale 25 ∘C. Den højere fremløbstemperatur medfører højere COP-værdi (se boksen til højre). En beregning af den teoretiske COP-værdi (COPmax), indikerer, at der er stort potentiale for energibesparelser med denne løsning. Reguleringsløsningen med PI-regulatoren ses i figur 3.
Figur 2 Målinger fra simulation
Figur 3 Reguleringssløjfe for fremløbstemperaturstyring for chiller, der maksimerer ventilåbning til fancoils i butikkerne
Læs mere i artiklen ’Multi-zone modeling and energy efficient control of shopping center cooling’
Energifleksibilitet
Med udgangspunkt i de indledende dataudtræk fra Kolding Storcenters CTS-anlæg er der desuden udviklet et reguleringsskema til at kunne styre og eksponere energifleksibiliteten i centret.
En model er udviklet for at kunne demonstrere butikscentrets konstruktionernes evne til at lagre og efterfølgende afgive kulde- eller varmeenergi alt efter behovet. Hertil tillader man, at butikstemperaturen varierer mellem 21-24,5 ∘C inden for et bestemt tidsinterval for på den måde at skabe et fleksibelt forbrug.
Målinger fra Kolding Storcenter viser, at der er potentiale for at flytte effektforbrug i størrelsesordenen 100 kW i en time.
Figur 4 Det grå område indekerer intervallet, hvor forbruget reduceres, og de grå linjer indikerer minimale og maksimale værdier
Brugernes betydning for energiforbruget
Energieffektiv drift i shoppingcentre handler om mere end de rent tekniske forhold. Menneskelige faktorer spiller også en afgørende rolle og skaber både barrierer og potentialer for energieffektivisering. Projektet har derfor et adfærdsmæssigt perspektiv med fokus på energiadfærd og brugernes indflydelse på energiforbrug og drift.
’Brugere’ er ikke en ensartet gruppe med identiske behov. For shoppingcentre er de primære målgrupper ejer, lejer og kunder. Hver gruppe er karakteriseret ved forskellig motivation og barrierer for energioptimering.Samtidig anskues shoppingcentre i forskellige perspektiver. For ejeren er økonomi det afgørende, mens lejerens prioritet er et godt indeklima for ansatte og kunder. Brugerne har fokus på brugeroplevelsen. I nedenstående tabel uddybes målgruppernes prioriteter.
Teknologisk Institut’s energiantropologer har udført interviews og observationer i både Kolding Storcenter og City2. Det er gennemgående for begge centre at særligt de driftsansvarliges kompetencer og muligheder for at arbejde målrettet med energieffektivisering har betydning, hvis teknologiernes potentiale skal udnyttes optimalt.
Et stærkt fokus på energieffektiv drift udfordres af de konstante ad hoc-opgaver, som er en stor del af arbejdet som driftsansvarlig. Arbejdet med CTS-systemet kan derfor blive sporadisk og de løbende korrektioner efter butikkernes ønsker bliver svære at bevare overblikket over. Det er derfor afgørende at drift og optimering af CTS defineres som en prioriteret arbejdsopgave, hvis energieffektiv drift skal realiseres.