Optimal styring af køletårne
Princippet for et køletårn. Illustration: DHI
I modsætning til mange andre projekter forsøger dette at optimere både køletårne og det udstyr, der er forbundet med køletårnene.
Projektets hovedidé er at designe og afprøve en kontrolprocedure, der minimerer det samlede energiforbrug for køletårne og "kunderne".
Logikken bag er, at udstyrets energiforbrug ofte er knyttet til temperaturen på kølevandet fra køletårnene. Hvis man med andre ord kun ser på køletårnene og forsøger at optimere disses energiforbrug, kan det ende med at føre til et øget forbrug i det tilknyttede udstyr.
For at opnå det reelt set lavest mulige energiforbrug er der behov for en mere holistisk tilgang, hvor energiforbruget i såvel køletårnene som disses "kunder" tages i betragtning. "Kunderne" er typisk kompressorkølesystemer, hvor kondensatoren på kølesystemet afkøles med vand fra køletårnet. En lav vandtemperatur fører til en lav kondenseringstemperatur og dermed et lavt energiforbrug i kompressorerne. For at opnå en lav vandtemperatur må køletårnets ventilatorer køre hurtigt, hvilket fører til et højt energiforbrug på ventilatorerne. Målet er at finde det optimale driftspunkt for ventilatorerne, hvilket vil give det laveste samlede energiforbrug.
En række projektpartnere benytter sig allerede af hastighedsregulatorer til ventilatorne i et forsøg på at minimere det samlede energiforbrug. Sådanne regulatorer er tilgængelige til brug på "simple" systemer, hvilket vil sige systemer, hvor alle køletårne kører parallelt med samme ventilatorhastighed og således reelt fungerer som ét stort køletårn.
Analyserne viser et betydeligt potentiale for energibesparelser hos én af partnerne, som således har muligheden for en efterfølgende afprøvning i praksis.
- I teorien kan der opnås betydelige energibesparelser ved optimal styring af køletårne og deres "kunder", især i tilfælde hvor køletårne og "kunderne" kører ved lave belastninger og/eller lav omgivende rumtemperatur.
- Der er blevet designet en optimeringsalgoritme baseret på en simpel matematisk model af køletårnene.
- Mange industrielle operationer kører med fuld belastning 24 timer i døgnet for at udnytte produktionsmaskinerne bedst muligt. I så fald burde der stadig være mulighed for optimering, hvis den omgivende rumtemperatur er lavere end designtemperaturen.
- For kompressorkølesystemer vil optimeringsprocessen være begrænset af, at de fleste kompressorsystemer kræver en vis minimumskondenseringstemperatur for at sikre, at trykket er tilstrækkeligt til, at der kan leveres kølevæske til alle forbrugere. I dette tilfælde styres køletårnets viftehastighed af minimumskondenseringstemperaturen, og det vil derfor ikke være muligt at optimere yderligere.
- I tilfælde af fordampningskoncentrationsanlæg har det ikke været muligt at påvise nogen optimering ved at sænke kølevandstemperaturen. Data tyder på, at kapaciteten faktisk falder i takt med, at kølevandstemperaturen sænkes. Dette er ikke på nogen måde logisk, og det har ikke været muligt at identificere årsagen.