Energieffektivitet. ... i Europa-Park med intelligent ventilationsstyrning. Europa-Park

Transkript

1 ... i Europa-Park med intelligent ventilationsstyrning Edgar Mayer Product Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH 09 I 2008 Mer än 100 attraktioner och många shower på en yta som täcker 85 hektar Europa-Park Rust som är Tysklands största fritids- och familjepark lägger ribban: detta gäller både för storlek och attraktivitet som för energieffektivitet. Parkens tekniska ledning satsar inte enbart på värmepumpar och solanläggningar, utan även på intelligent reglerteknik. Även i Magic-Cinema-4D-bion som för åskådarna till en ny dimension. CentraLine-regulatorer styr den komplexa ventilationsanläggningen med så hög energieffektivitet att energiförbrukningen kunde sänkas markant. Med sitt framtidsorienterade synsätt på energiförbrukningen reagerar företagsledningen vid Europa-Park därmed på den ökande miljöbelastningen och de stigande energipriserna. Europa-Park Sedan parken öppnades sommaren 1975 har mer än 74 miljoner besökare räknats in. Med över fyra miljoner besökare under fjolåret är Europa-Park världens mest besökta säsongsöppna park, absolut den största fritidsparken i Tyskland och det näst populäraste turistmålet i Tyskland efter domkyrkan i Köln. Parken är ett familjeföretag i vilket familjen Mack redan har investerat mer än 500 miljoner euro. Under högsäsong jobbar upp till personer i parken. Ungefär 100 attraktioner och internationella shower garanterar nöje och underhållning för hela familjen. Sedan lång tid tillbaka är Europa-Park mer än enbart en klassisk fritidspark: en renommerad adress för kongresser och populär för olika events och TV-produktioner.

2 Fyra olika fyrstjärniga upplevelsehotell gör parken dessutom till ett attraktivt resmål för gäster från hela Europa som är på kortsemester. Bild 1: Der Europa-Park in Rust ist der besucherstärkste Freizeitpark Deutschlands. 4D-bio Sedan 2004 hör även Magic Cinema 4D till parkens attraktioner. Bion tar emot besökarna i en fyrdimensionell värld: se, höra, känna och förstå. Filmen Panda Vision som är resultatet av ett samarbete med World Wide Fund for Nature (WWF Tyskland) världens största oberoende naturvårdsorganisation tar med åskådarna till djurvärlden och låter dem uppleva naturen med alla sinnen. Här kan besökarna fånga fisk, simma med sköldpaddor och röra vid ormarna omgivna av ett imponerande ljudsystem och en enorm bioduk på 19 x 9 m. Överraskande 3D-effekter fångar blicken, olika dofter kittlar i näsan, huden smeks av friska vindar eller är insvept i tjock dimma. En särskild kick ger en s k bodyshaker som ser till att stolarna vibrerar medan filmen visas. Allt som allt en bio för alla sinnen. Bild 2: 4D-bion i Europa-Park i Rust är inte bara tredimensionell.

3 4D-föreställningarna visas hela dagen mellan kl tills parken stänger, och varar ungefär 15 minuter. Även mellan föreställningarna görs en paus på 15 minuter. Mellan kl och visas flera gånger i veckan aktuella filmer i konventionell 2D-teknik som stöds av 4D-tekniken i salongen: till exempel vibrerar stolarna plötsligt vid en jordbävning. 4D-tekniken är en utmaning för ventilationsanläggningen i bion: medan filmerna visas i 4D-bion sprayas olika dofter från innertaket vid olika filmscener. Vid undervattensscener sprayas till exempel mindre mängder dofter av havsvatten, och vid scener från urskogen doftar salen av färskt gräs. För att undvika att en viss doft blandas samman med nästa doft, måste den snabbt ventileras ut ur salen. För att inte avslöja vad som väntar är det viktigt att åskådarna som besöker de efterkommande föreställningarna inte märker av några doftrester i salongen. Styrningen till bion kan delas in i tre olika driftslag: 1. 4D-föreställningar som attraktioner i Europa-Park 2. Pauser mellan 4D-enheter och visning av aktuella biofilmer 3. Nattdrift Bild 3: 4D-bion visar även aktuella biofilmer För en energieffektiv ventilationsstyrning använder Europa-Park reglerteknik från CentraLine. Med denna teknik kör varje driftslag med ett eget styrprogram som optimerar de olika komponenterna till varandra.

4 Komponenter i ventilationsanläggningen Bild 4: Schematisk bild över ventilationsanläggningen i 4D-bion i Europa-Park Rust Enligt beskrivningen i bild 4 består anläggningen av blandluftspjäll (1) och en direkt uppvärmbar luftvärmare (2) i ventilationskanalen som värmer upp luften med en luft-luftvärmeväxlare. Luftvärmaren kan endast starta om luftflödesvakten har gett frisignal. Brännaren skyddas dessutom av en säkerhetstemperaturbegränsare och -vakt. En femstegs direktförångare (3) används till kylning. Såväl luftvärmaren som direktförångaren reagerar mycket snabbt på reglersignalerna och bidrar därmed i väsentlig grad till bättre komfort i biosalongen. Varvtalen för tillufts- (4) och frånluftsfläktarna (5) styrs med frekvensomformarna (6). Varvtalet ändras efter vid en regleravvikelse från rumstemperaturen. I komfortintervallet, när regleravvikelsen är låg, kör anläggningen med minimivarvtal. Vid större regleravvikelse kommer fläktvarvtalet att höjas till maximalt värde vid såväl värme- som kyldrift. Reglerteknik CentraLine-reglertekniken som kommer till användning utnyttjar optimalt alla besparingspotentialer i ventilationsanläggningens samtliga driftslag. Efter att dofter har sprayats in i salen vid 4D-drift, ger biografanläggningen en signal till regleringen som därefter kör med blandluftsdrift med 100 % utomhusluft under resten av föreställningen. Därigenom kan anläggningen förhindra att olika dofter blandas samman. Följande funktioner garanterar att energin används effektiv vid drift med utomhusluft:

5 Glidande börvärden med sommar- och vinterkompensation för att hålla temperaturdifferensen mellan inomhus- och utomhusmiljön så låg som möjlig. Behovsanpassad luftmängdsreglering med hjälp av variabla luftflöden. Luftkvalitetsreglering med överstyrning av fläktvarvtalet. Komfortdrift eller dödzon. Under pauserna som uppgår till 15 minuter eller om konventionella filmer visas kommer anläggningen att köras med blandluftsdrift. Ytterligare energi kan då sparas in pga: lägre andel utomhusluft reversering av blandluftspjällens sekvens beroende på utomhusoch rumstemperatur luftkvalitetsreglering med en överstyrning av blandluftspjäll och fläktvarvtal Följande funktioner är aktiva under nattdriften för att säkerställa energieffektivitet och fullgod säkerhet: övervakning av salens minimitemperatur under vintern övervakning av salens maximitemperatur under sommaren fri nattkylning Energibalansen beroende på bestyckning med konventionell reglerteknik för 4D-bion visas i tabell 1: Energiförbrukare Drifttimmar Värmeeffekt [kw] Kyleffekt [kw] Tilluft [kw] Frånluft [kw] Volymflöde [m³/h] Energiförbrukning/år Max. dimensionering Betriebsarten 4D drift 4D pauser/ bio Dagar /år Energi [kwh/ år] Pris [ / kwh] , ,75 [h/dag] 61% 1 73% 1 82% 1 82% ,75 [h/dag] 43% 1 49% 1 64% 1 64% ,059 2 Summa av uppvärmning, nedkylning och elutrustning Totalt [ / år] Tabell 1: Energibalans med konventionell reglerteknik 1 genomsnittligt procentuellt medelvärde för aktiveringssignaler för max. dimensionering i kolumn 2 för detta driftslag 2 /kwh gas 3 /kwh elenergi

6 Med reglerteknik från CentraLine kunde det genomsnittliga volymflödet reduceras med 22 %, samtidigt som komforten och luftkvaliteten var oförändrad. Den största delen av besparingen kommer från den behovsanpassade luftmängdregleringen med hjälp av variabla luftlöden och luftkvalitetsregleringen som vid behov överstyr andelen utomhusluft och luftflödet1. Luftkvalitetsregleringen med en blandgasgivare garanterar att maximalt volumflöde avges variabelt beroende på antalet åskådare i salen. Ju bättre luftkvalitet, desto mindre mängd friskluft som måste ledas in, och desto mindre värme- och kylenergi som går åt. Reglersignalen för frekvensomformaren som styr tillufts- och frånluftsfläktarna är den maximala signalen från temperaturregleringen och luftkvalitetsregleringen 2. I dödzonen körs fläktarna med minimivarvtal. Ju större regleravvikelse från rumstemperaturen, desto högre blir fläktvarvtalet. Vid maximalt tillåten regleravvikelser uppgår fläktvarvtalet till 100 % och matar då in ett maximalt volymflöde i biosalongen. Detta fall inträffar endast om salen har fyllts med maximalt antal åskadare och vid maximala temperaturdifferenser mellan inomhus- och utomhusluften. Om volymflödet stiger proportionellt med fläktvarvtalet, kommer även elförbrukningen att stiga med tredjepotensen av varvtalet 3. Energibalansen med CentraLine-reglerteknik visas i tabell 2: Energiförbrukare Drifttimmar Värmeeffekt [kw] Kyleffekt [kw] Tilluft [kw] Frånluft [kw] Volymflöde [m³/h] Energiförbrukning/år Besparing i % Besparing i , Driftslag Max. dimensionering 4Ddrift 4,75 [h/dag] 4D-pauser/ bio 8,75 [h/dag] 50% 1 35% 1 60% 1 40% 1 45% 1 45% % 1 35% Dagar /år Energi [kwh/ år] Summa av uppvärmning, nedkylning och elutrustning Pris [ / kwh] Totalt [ / år] 0, , % Tabell 2: Energibalans med CentraLine-reglerteknik 1, 2, 3 se tabell 1 1 Hannes Lütz: Energieffektivitet med nya utformningskrav i EN för ventilations- och luftkonditioneringssystem 2 Hannes Lütz: Energieffektivitet med bättre styrning av luftkvalitet i ventilations- och klimatanläggningar 3 Tomi Ristimäki: Energieffektivitet med varvtalsreglerad drift med frekvensomvandlare

7 I tabell 2 framgår tydligt att förbrukningen för värme- och kylenergi sjunker proportionellt mot det lägre, genomsnittliga volymflödet, medan elförbrukningen för fläkten sjunker med tredjepotensen. Den totala energiförbrukningen sjunker överproportionellt med 27 %. När frekvensomformare från CentraLine kommer till användning har kunden även fått en programvara för att på egen hand räkna ut den besparade elenergin beroende på aktuell belastning. Därmed kan man se att kostnaderna för energiförbrukningen till fläkten uppgår till mer än 90 % under hela livscykeln, medan anskaffnings- och underhållskostnaderna sammanlagt endast når upp till 10 % 4. Komfort För att förbättra komforten i salen är anläggningen utrustad med justerbara luftutlopp. Dessa är monterade i innertaket och styr luftflödet i värmedrift direkt nedåt mot åskådarna. För att undvika dragluft i kyldrift riktas den kalla luften åt sidan. Detta innebär att den kalla luften blåses mot ytterväggarna. Frånluften sugs ut genom stora ca 1 m höga hålade luftplåtar vid den undre delen av sidoväggarna. Detta innebär att åskådarna inte kommer att känna av någon dragluft alls. Oavsett väderlek kommer en angenäm temperatur att råda i salongen vid var och en av de 448 sittplatserna. Säkerhet För åskådarnas säkerhet har sex brandskyddsspjäll inkl. signalkontakt monterats i salongen. Om en brand skulle uppstå kommer parkens egen brandkår genast att alarmeras, samtidigt som röken sugs ut av en rökgasfläkt. Regelbundet underhåll En CentraLine-partner underhåller anläggningen en gång om året för att garantera fullgod och energieffektiv drift. Tack vare detta underhåll kan anläggningens optimala parametrar bibehållas. Under vinteruppehållet genomförs alla arbetsuppgifter enligt en checklista. Viktiga säkerhetsrelevanta underhållsarbeten: kontrollera luftvärmare och direktförångare funktionskontrollera säkerhetstemperaturvakter och -begränsare till den direkt uppvärmbara luftvärmaren kontrollera luftflödesvakter byta ut kilremmar rengöra filter 4 Tomi Ristimäki: Energieffektivitet med varvtalsreglerad drift med frekvensomvandlare

8 Vid dessa underhållsarbeten kontrollerar och optimerar CentraLine-partnern även regleringen. Mätvärdena analyseras och jämförs med värdena från föregående år. Utifrån dessa värden kan ytterligare besparingsåtgärder fastläggas. Tack vare dessa underhållsarbeten har det inte uppstått någon störning i anläggningen sedan bion togs i drift i april Bild 5: CentraLine-partner Marko Debacher genomför regelbundet underhåll Facit 4D-bion speglar synsättet inom Europa-Park när det gäller effektiv användning av energi. De tekniska medarbetarna fungerar som energispardetektiver som alltid är ute i parken där de letar efter möjligheter att sänka energiförbrukningen vid de mer än 100 olika attraktionerna. Reglerkonceptet från CentraLine som styr ventilationsanläggningen i 4D-bion ger ett väsentligt bidrag. Samtliga reglerfunktioner baserar på flera decenniers erfarenhet och har kontinuerligt förbättrats under årens lopp. För att dra nytta av alla besparingspotentialer har CentraLine-partnern först anpassat anläggningen direkt till de speciella krav som ställs i fritidsparken. Erforderliga anläggningsfunktioner kan väljas med konfigurationsprogrammet Coach. Programmerade regleralgoritmer är redan optimerade till effektiv energiförbrukning. Efter att bion togs i drift 2004, har anläggningen anpassats allt mer detaljerat utgående från konkreta mätvärden från parken. På det hela taget har detta lett till höga energibesparingar. För Europa-Park innebär detta ytterligare en attraktion, som motsvarar de höga kraven på en energieffektiv drift. Därmed bidrar fritids- och familjeparken till en bättre miljö och lägger en grundsten till företagets lönsamhet.

9 Bild 6: Medarbetare vid tekniska avdelningen Andreas Beil (längst till vänster) och Martin Glaser (andre från höger) med CentraLine-partnern Marko Debacher (andre från vänster), författaren Edgar Mayer (längst till höger) och Bernd Braun, säljare vid CentraLine (mitten). Källor [1] Hannes Lütz: Energieffektivitet med nya utformningskrav i EN för ventilations- och luftkonditioneringssystem [2] Hannes Lütz: Energieffektivitet med bättre styrning av luftkvalitet i ventilations- och klimatanläggningar [3] Tomi Ristimäki: Energieffektivitet med varvtalsreglerade drivanordningar med frekvensomformare Autor: Edgar Mayer Product Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH För ytterligare information och möjlighet att läsa andra artiklar om energibesparing, gå in på CentraLines hemsida eller kontakta oss direkt. CentraLine Honeywell AB /ECC Box STOCKHOLM-GLOBEN Tel