IoT baseret intelligent tilstandskontrol og styring af HVAC

Projektet udvikler ”IoT-iTS” – en IoT baseret løsning til intelligent styring og overvågning af HVAC installationer i eksisterende og nye kontorbyggerier. Den fleksible IoT-baserede intelligente styring sikrer energibesparelser og optimal udnyttelse af mulighederne for energifleksibilitet, og bliver derved et fremadrettet alternativ til traditionelle CTS anlæg.

Projektet har udviklet en IoT-løsning til intelligent styring og overvågning af ventilationsbaseret indeklimasystem til eksisterende og nye kontorbyggerier.

Projektbeskrivelse

I takt med den digitale udvikling øges kravene til HVAC installationernes ydelser, styringsmuligheder, funktioner og drift. Nye styringskoncepter baseret på big data mulighederne vinder indpas: Prædiktiv styring (Model Predictive control, MPC - efter vejrudsigten, forventet brug, dynamiske tariffer), prædiktiv vedligehold og diagnosticering (real-time funktionsovervågning), fjernkontrol og -diagnosticering, behovsstyring af indeklima tilpasset brugere og bygningsfunktion. Yderligere udvides fokus fra grøn energi og indeklima til at omfatte stort set alle bygningsfunktioner under begrebet ”Smart Building”. 

Traditionelle anlæg til Central Tilstandskontrol og Styring (CTS-anlæg) udfordres af udviklingen. hvor fleksible intelligente IoT baserede styringer forventes at overtage en voksende del af markedet for de traditionelle CTS anlæg.

Projektet udvikler ”IoT-iTS” – en IoT baseret løsning til intelligent styring og overvågning af HVAC installationer til eksisterende og nye kontorbyggerier. IoT-iTS forventes gennem den intelligente styring at sikre væsentlige energibesparelser og optimal udnyttelse af muligheder for energifleksibilitet.

Den IoT baserede løsning til intelligent driftsovervågning og styring baseres på en opgradering af Lindab’s HVAC produkter, og kan yderligere anvendes ved opgradering af eksisterende HVAC løsninger. Løsningerne demonstreres i et typisk kontorbyggeri, som udgangspunkt for formidlingen af resultater til rådgivere, installatører, ejendomsadministratorer og driftsansvarlige.

Resultater

Den udviklede IoT-løsning til intelligent driftsovervågning og styring er en opgradering af en ventilationsbaseret indeklimaløsning, og kan yderligere bruges ved opgradering af eksisterende ventilationsanlæg.

Rum styring via bluetooth
Der er udviklet sensorer der via bluetooth kommunikerer med en rum styring. Rum styringer kommunikerer med en central styring, der er opkoblet på en cloudløsning. Der kommunikeres med andre cloudkilder i form af mødebooking (Pronestor) og vejrudsigt (Openweathermap.org).

Projektet har fokuseret på udvikling af ny teknologi, hvor man i stedet for brug af traditionelt CTS-anlæg har udviklet en fleksibel IoT-baseret løsning til intelligent tilstandsstyring af ventilationsanlæg.

Det udviklede koncept er testet i forbindelse med mødelokaler.

Projektet har haft succes med at få udviklet en driftssikker model for trådløse sensorer og kommunikation over cloud.

Der er udviklet et system, hvor følerne trådløst kan regulere og overvåge klimaet i lokalerne, og data for ventilations- og energiforhold sendes op i skyen, således at brugere og driftsansvarlige fra en PC eller telefon online, kan følge med i driftssituationen for ventilation og indeklima. Herudover indhentes automatisk vejrudsigt data og klokkeslæt for næste anvendelse af møderum inklusiv hvor mange personer, der forventes til det førstkommende møde. En konkret viden om hvornår de enkelte lokaler skal anvendes, og hvor mange personer der deltager, samt viden om vejrudsigt, giver viden om hvornår der er behov for opvarmning og ventilation af lokalerne, samt hvor længe før mødestart aircondition skal drift startes.

Der kan i det aktuelle opnås en 40% energibesparelse til elektricitet.

I kontorbygningen hvor casen gennemføres er der forhøjede energiprisen i perioden kl. 17.00 til 20.00, og i denne periode kan ventilations- og varmeanlæg helt standses, medmindre der er booket møde(r). Vedligehold af natsænkningstemperatur kan fremadrettet gøres afhængig af prissignaler fra energileverandøren (energi-fleksibilitet).

Besparelse på op til 40% til elektricitet
Hypotesen om, at der kan spares energi ved øget brug af data er eksemplificeret. Der vil ved øget fokusering på brug af mødelokaler og intelligent tildeling af disse kunne spares yderligere.

Der vil ved øget fokusering på brug af mødelokaler og intelligent tildeling af disse kunne spares yderligere. Besparelsen er 40% til elektricitet. Energibesparelser ved mødelokaler kan opnås ved prædiktiv vejrmodul i forhold til weekend- og natdrift, driftstid/mennesker i bygning, ”stakking” af mødelokaleanvendelse, således at det samme lokale bruges mest muligt (reducerer også rengøringsudgift), styring efter energipriser og ”energy-flex”, hvor priserne er billigst (billig el fra blæst).

Besparelsen er 40% til elektricitet.

Projektet blev afsluttet med retningslinjer for etablering af IoT-baseret intelligent tilstandskontrol og styring. Det er vigtigt at brugere, administratorer, serviceansvarlige, teknologileverandører og projekterende sætter sig sammen og diskuterer retningslinjer for etablering af IoT-iTS. Alt for ofte er det set, at data ikke anvendes, da de ikke er gjort brugertilgængelige.

Fokus på energibesparelsen og sikkerhed
Der kan være forskellige holdning i forhold til udformning af ventilation med hensyn til IoT-baseret tilstandskontrol og styring af HVAC. For gruppen har energibesparelser og sikkerhed stået øverst på dagsordenen, og derfor er der valgt en styringsboks pr. rum. Det er klart, det ville være billigere at have alle fire mødelokaler tilkoblet en styringsboks. De seneste tiders konflikter i Verden, illustrerer vigtigheden af at man ved internet nedbrud og lign. stadig skal kunne drifte sit firmas ventilationsanlæg.

Smart data er vejen frem for ”energy-flexibility” og den nyudviklede styring og data opsamlings-værktøj vil kunne udveksle data med fx energiforsyningen.

Projektet er udviklet i et samarbejde mellem Teknologisk Institut, Lindab A/S, DEAS A/S, IBM Danmark Aps. og sluttede i 2021.

Key figures

Periode:
2019 - 2021
Bevillingsår:
2019
Egen finansiering:
1,23 mio.
Støttebeløb:
1,23 mio.
Støtteprocent:
50 %
Projektbudget:
2,45 mio.

Kategori

Oprindelig title
IoT baseret intelligent tilstandskontrol og styring af HVAC
Program
ELFORSK
Fælles overordnet teknologiområde
Energieffektivitet
Projekttype
Forskning
Journalnummer
351-033

Deltagere

Teknologisk Institut (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Lindab A/S
IBM Danmark ApS
DEAS

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk