Diamond Light Source
Umrüstung der Ventilatoren bei Diamond Light Source
Ein Projekt in Kollaboration mit ebm-papst, STULZ Ltd and Cinque Energy Solutions Ltd
In dieser Fallstudie wird erläutert, wie ebm-papst, Cinque Energy Solutions und STULZ zusammenarbeiten, um ihren Kunden energiesparende Lösungen anbieten zu können. Im hier vorgestellten Beispiel hat eine der führenden wissenschaftlichen Einrichtungen in Großbritannien ihren Kühlenergieverbrauch dadurch drastisch senken können, dass die bestehende Klimatisierungslösung mit EC-Ventilatoren von ebm-papst nachgerüstet wurde.
Das sagt der Kunde:
"Als wissenschaftliche Einrichtung hat uns das Projekt auf mehreren Ebenen zugesagt. Natürlich sind da einerseits die Kostenersparnisse durch einen reduzierten Energieverbrauch und die erhöhte Zuverlässigkeit. Ein wesentlicher Vorteil der Lösung von ebm-papst war jedoch darüber hinaus die Verringerung des Schallpegels und der Schwingungen. Dieser Faktor kann für unsere Betriebsabläufe entscheidend sein. Nach dem Austausch der Ventilatoren stellte einer unserer Bediener fest, dass er das Gerät nun immer 'umarmen' müsse, um zu kontrollieren, ob es läuft, weil es so leise und vibrationsarm ist!"
| Gerätetyp | STULZ CCD900CW Kaltwasser-Umluftklimagerät |
| Anzahl der Geräte | 29 |
| Energieersparnis in % | ~ 39 % |
Testlauf und Energieanalyse
Im Januar 2013 führte Cinque Energy Solutions einen Testlauf mit einem Gerät durch. Ziel dieses Testlaufs war die Überprüfung der Eignung der maßgefertigten Konstruktion und der Nachweis des Energiesparpotentials und des Nutzens für den Kunden. Erste Ergebnisse zeigten eine Verbesserung von 43 % beim kVA im Vergleich zu den ursprünglichen AC-Ventilatoren. Für den Testlauf wurde das Gerät konstruktionstechnisch nicht verändert, so dass ggf. die Rückkehr zur alten Anordnung möglich war. Für die endgültige Umrüstung wurde vereinbart, den Boden des Umluftklimageräts weiter zu öffnen, um den Systemwiderstand für die neuen Ventilatoren zu verringern und die Effizienz weiter zu erhöhen.
Das Testgerät wurde so eingerichtet, dass der Luftvolumenstrom im Vergleich zu vorher gleich war. Da die Steuerung der EC-Ventilatoren sehr einfach ist, wurde das Umluftklimagerät jedoch mit einem simplen manuellen 0-10 V-Drehzahlregler ausgerüstet, damit jedes Gerät an den Raumbedarf angepasst werden kann. Nach einigen Monaten hatte das Wartungsteam es geschafft, die Ventilatordrehzahl so anzupassen, dass die Lösung noch weiter optimiert war.
| Anzahl der Geräte | 29 |
| Energieersparnis in % | ~ 55 % |
| CO2-Reduktion/Jahr | ~ 50 Tonnen |
| Jährliche Energieersparnis | ~ 36 GBP |
Umsetzung
Für die Umrüstung der 29 Geräte wurde ein Zeitraum im August 2013 geplant, in dem eine komplette Stillsetzung erfolgte. Die Umrüstung musste in einem zweiwöchigen Fenster komplett abgeschlossen sein. Daher setzte Cinque Energy Solutions zwei Teams ein, die parallel an den Geräten arbeiteten. Alle 54 Ventilatoren wurden an den Standort geliefert und in der Nähe der Geräte aufgestellt, um während des Umbaus keine Zeit zu verlieren.
Nach der kompletten Installation wurde das ursprüngliche Gerät, das zuvor für den Testlauf vermessen worden war, erneut vermessen, nachdem das Bodenblech gemäß den konstruktionstechnischen Vorgaben geöffnet worden war. Durch diese Maßnahme und die Feinabstimmung der Ventilatorleistung ergaben sich die folgenden verbesserten Ergebnisse.
Die kW-Optimierung führte, sogar mit dem Versatz bei der Verbesserung des Leistungsfaktors (0,6 auf 0,9), zu einem besseren Ergebnis als zunächst geschätzt.
Zusatznutzen
Neben der erheblichen Energieersparnis, die der Wechsel zu EC-Ventilatoren bewirkte, ergaben sich weitere Vorteile, die sich für den Kunden als ebenso wichtig erwiesen haben. Durch die Verbesserung des Leistungsfaktors der EC-Ventilatoren gegenüber des AC-Lüfters von 06 auf 09, übertraf die tatsächlich erziele Steigerung der sensiblen Netto-Kälteleistung und Energieeffizienz die anfänglichen Erwartungen. Weitere Vorteile der Umrüstung:
- Längere Lebensdauer der Ventilatoren
- Längere Lebensdauer der Geräte
- Reduzierter Wartungsaufwand – keine Riemen
- Kein Riemenabrieb in den Technikräumen
- Kontrollierte Kühlleistung
- Mehr Flexibilität im Leistungsmanagement
Fazit
Der erfolgreiche Abschluss von Phase 1 der EC-Umrüstung hat zu einer Energieersparnis von 55 % gegenüber den ursprünglichen AC-Ventilatoren geführt. In der Summe entspricht dies 36.000 GBP Ersparnis bei den Energiekosten pro Jahr. Auch die Geräusch- und Schwingungspegel der Geräte, die sich in andere Teile des Gebäudes übertragen, konnten deutlich verringert werden. Phase 2 des Projekts, die Umrüstung der übrigen STULZ Geräte für den Kühlbetrieb, ist für den nächsten Stillsetzungszeitraum vorgesehen.
