I en tid med stigende fokus på indeklima og energieffektivitet har Teknologisk Institut og Airmaster udviklet et banebrydende system, der har potentiale til at revolutionere måden, vi styrer klimaanlæg i kontorbygninger. Projektet, støttet af EUDP, har resulteret i en avanceret styringsalgoritme bygget på Model Predictive Control (MPC), som kan optimere indeklimakvaliteten og reducere elomkostningerne med op til 45 procent sammenlignet med traditionelle systemer
Artiklen har været bragt i HVAC Magasinet nr. 12, 2024 og kan læses uden illustrationer herunder
(læs originalartiklen her)
Af Teknologisk Institut
Den nye MPC-algoritme repræsenterer et skifte fra reaktiv til proaktiv styring af klimaanlæg. I modsætning til konventionelle systemer, der blot forsøger at opretholde en konstant temperatur og CO2-niveau, anvender MPC en række variabler for at optimere både energiforbrug og indeklima. Systemet tager højde for bygningens fysiske karakteristika, såsom isoleringsgrad og vinduesareal, samt eksterne faktorer som vejrudsigter og elpriser.
MPC-systemet justerer indeklimaet baseret på en omkostningsfunktion, der afvejer brugerkomfort, opfattet indeklima og energiomkostninger. Dette muliggør, at systemet kan udnytte perioder med lave elpriser til at optimere energiforbruget.
– Med den avancerede styring kan vi optimere energiforbruget uden at ofre indeklimaet, siger Peter Friis Østergaard, seniorspecialist og ph.d., ved Teknologisk Institut, der har ledet udviklingen af MPC-systemet.
– Det betyder, at vi kan trække på folks tålmodighed i korte perioder med høje elpriser og så kompensere, når priserne falder igen, hvilket resulterer i betydelige besparelser.
For at fungere optimalt kræver MPC-styringen adgang til vejrudsigter, så den kan tage højde for solindfald og varmetab gennem bygningens klimaskærm. Derudover skal systemet kunne tilgå løbende markedspriser på el for at kunne planlægge energiforbruget økonomisk optimalt.
Systemet kan blandt andet forudse, at solen opvarmer bygningen senere på dagen. Det har indsigt i vejrudsigter og elpriser et døgn frem, og derfor kan det forberede rumtemperaturen til dagens klima.
Resultater
Det intelligente ventilationssystem er blevet testet i Teknologisk Instituts Energy Flex Office, hvor det blev sammenlignet i en side-by-side test med et identisk anlæg, der kørte en konventionel styring. Resultaterne herfra er vist i figur 2.
Testene viste, at MPC-systemet kunne begynde køling tidligere og reducere kølingen, når elpriserne steg, hvilket resulterede i markante energibesparelser.
MPC-systemet kunne reducere elomkostningerne med op til 45 procent sammenlignet med et traditionelt anlæg indstillet til en konstant temperatur på 23°C. Systemet levede samtidig op til indeklimaklasse B jf. Indeklimastandarder DS/CEN/CR 1752 og ISO 7730, hvilket betyder, at temperaturen i rummet holdes mellem 23°C og 26°C i arbejdstiden.
– MPC-systemet tillader en fleksibel styring, der ikke kun reducerer driftsomkostningerne, men også forbedrer komforten ved at tilpasse sig brugernes behov og eksterne faktorer, fortæller Peter Friis Østergaard.
– På en varm dag kan vi eksempelvis starte med at køle bygningen ned om natten, hvor elpriserne er lave. På den måde er det både lettere og billigere at opnå en god indetemperatur, når solen står højt og varmer lokalet op, uddyber Peter.
En ny standard for energistyring
Under testforløbet blev det klart, at de fysiske karakteristika ved bygningen, såsom isoleringsevne og varmekapacitet, spiller en kritisk rolle for systemets effektivitet. Der arbejdes nu på at få igangsat et nyt projekt med det formål at kunne bestemme disse parametre automatisk, så installationen af anlægget kan gøres så simpel som muligt uden behov for et dybdegående forhåndskendskab til bygningen.
Dette innovative system har potentialet til at sætte en ny standard for energistyring i erhvervsbygninger. Projektets dokumenterede resultater kan inspirere HVAC-specialister, der ønsker at være på forkant med de teknologiske fremskridt. Med den rette implementering kan denne teknologi bane vejen for en mere energieffektiv fremtid i HVAC-industrien.
Den avancerede styringsteknologi forventes at blive integreret i Airmasters produktkatalog i den nærmeste fremtid. For Peter Friis Østergaard markerer dét skridt en betydelig udvikling i HVAC-sektoren, hvor digitalisering og intelligent styring bliver nøglekomponenter i fremtidens løsninger:
– Vi ser en stærk fremtid for MPC-teknologi, der både kan reducere driftsomkostningerne og forbedre indeklimaet.
BOKS:
Projektet
Projektet er støttet gennem EUDP/Elforsk projektnummer 353-023 – Udvikling af en intelligent, energieffektiv og adaptiv styring til et varmepumpedrevet ventilationsanlæg.
For yderligere information om projektet besøg: https://energiforskning.dk/projekter/udvikling-intelligent-energieffektiv-adaptiv-styring-til-varmepumpedrevet.
Projektets resultater præsenteres på Indeklimaets Temadag den 30. januar 2025.
Se programmet for temadagen på https://www.teknologisk.dk/kurser/indeklimaets-temadag-2025/k27346.
