www.technologieenindustrie.com
14
'09
Written on Modified on
CIAT
CRISTOPIA thermische energie opslagsysteem geleverd aan Franse Valenciennes ziekenhuis
Met 25 jaar ervaring in thermische energie opslagsystemen is de CIAT Groep momenteel de grootste leverancier in deze sector. De nieuwe apparatuur van het Valenciennes ziekenhuis is wederom een referentie die kan worden toegevoegd aan de 2.000 wereldwijd in gebruik zijnde CRISTOPIA systemen. Andere referenties zijn onder andere Nuovo Palacongressi di Rimini in Italië en het LARNACA-vliegveld in Cyprus. Dagelijks wordt met CRISTOPIA apparatuur meer dan 5.000 MWh aan elektrische energie bespaard. De gebruiksrange van -33°C tot +27°C en de hoge energie efficiëntie, die twintig procent hoger ligt dan andere op de markt beschikbare oplossingen, hebben veel bijgedragen aan het succes van de apparatuur.
Thermische energie opslag is een oplossing die vooral geschikt is voor airconditioning en industriële koelsystemen. Het werkingsprincipe bestaat uit het opslaan van koude als goedkope elektriciteit voorhanden is, en de buitentemperaturen laag zijn, bijvoorbeeld gedurende de nacht. Er wordt daarbij gebruik gemaakt van een speciaal ontwikkelde vloeistof die overdag afgescheiden wordt. Wanneer de koeleisen worden verdeeld, leidt dit tot een verminderd energieverbruik en kleinere apparatuur. Klassieke systemen zijn ontworpen voor piekbelasting, zelfs als de koelers voor honderd procent gebruikt worden gedurende enkele dagen of uren per jaar. Thermische opslag door latente warmte resulteert in een kleinere koelercapaciteit. Deze opslag levert het tekort aan de energie wanneer de vraag groter is dan de koelercapaciteit. De werking van de koeler is daarmee continu en de efficiëntie maximaal.
Toepassing van het CRISTOPIA systeem leidt regelmatig tot een lagere investering dan gepland, doordat het geïnstalleerde vermogen minder is. In andere gevallen ligt de gemiddelde Return on Investment tussen de zes maanden en twee jaar.
De apparatuur kent veel voordelen, waaronder de kleinere omvang van de installatie (van 30 tot 70 procent voor de koeler, koeltorens, elektrische transformator, elektrische kabel, startpaneel, substation, enz.). Daarnaast wordt ook het elektriciteitsverbruik gereduceerd door een verbeterde energie-efficiëntie van de koelunit, en wordt er minder elektrisch vermogen gevraagd. Tot slot vermindert de apparatuur het oppervlaktegebied van de technische installaties. In het geval van een probleem met het hoofdsysteem, kan het ook als back-upsysteem gebruikt worden. Het is vooral geschikt voor toepassingen met airconditioning (zoals bijvoorbeeld in residentiële complexen, conferentiecentra, supermarkten, kantoren en ziekenhuizen), koeling (waaronder farmaceutische en zuivel industrieën, bottelarijen en slachthuizen.) of back-upsystemen (zoals bijvoorbeeld telefooncentrales, computerkamers en koude winkels).
Het CRISTOPIA systeem is gebaseerd op nodules. Dit zijn bollen van polyolefinen die verkregen zijn door middel van extrusie blaasvormen. De nodules worden gevuld met faseveranderende materialen (vaste stof-vloeistof). In tegenstelling tot systemen die spoelen gebruiken waarbij water buiten de spoelen bevriest, hebben bolvormige nodules een groter warmte-uitwisselend oppervlak, zodat ze koude sneller opnemen. De bevriezingstemperatuur van de PCM ligt bij min 5 of min 6 graden Celsius, terwijl deze bij andere oplossingen bij min 8 of min 9 graden Celsius ligt. Hierdoor levert CRISTOPIA, in vergelijking met andere oplossingen, energiebesparingen op van meer dan twintig procent. CRISTOPIA producten beslaan een smelttemperatuur range van min 33 tot plus 27 graden Celsius. Om beter te kunnen voldoen aan de specifieke eisen van een toepassing, levert CRISTOPIA twaalf verschillende typen nodules, met variërende latente warmte niveaus. Naast het uitzonderlijke warmterendement voor wat betreft het warmtewisselend vermogen, kennen CRISTOPIA nodules een bijzonder lang leven (gelijk aan dertig tot veertig jaar, zelfs meer bij normaal gebruik).
Werkingsprincipe:
-Alleen opslag: Gedurende de nacht wordt er energie opgeslagen via de koelunit die de warmteoverdrachtsvloeistof afkoelt. De vloeistof circuleert bij temperaturen onder de smelttemperatuur van het faseveranderende materiaal dat in de nodules zit, wat leidt tot de kristallisatie hiervan. Energie wordt dus opgeslagen door gebruik te maken van de latente warmte van de kristallisatie.
-Directe productie: Zolang de koeleisen lager zijn dan het vermogen van de koelunit, wordt het vereiste koelvermogen direct door de unit zelf geleverd. De koelunit reguleert de uitgangsvermogens.
-Alleen vrijkoming: Het thermische energie opslagsysteem kan zelfstandig gebruikt worden, zonder een beroep te hoeven doen op de koelunit (in back-up mode of tijdens perioden van piekbelasting). De warmteoverdrachtsvloeistof gaat het systeem binnen bij een temperatuur hoger dan het smeltpunt van de faseveranderende stoffen. Het wordt door het contact met de nodules afgekoeld. De afvoertemperatuur wordt, afhankelijk van de vraag, geregeld door een driewegklep.
-Directe productie + vrijkoming: Indien de vraag het koelvermogen van de koelunit overtreft, dan wordt hieraan voldaan door de gecombineerde werking van de unit en het opslagsysteem.
-Directe productie + opslag: In deze werkingsmode (meestal gedurende de nacht) koelt de koelunit het opslagsysteem en voldoet het aan de nachteisen( beperkt tot 10 / 15 procent van het geïnstalleerde vermogen voor het koude opslagsysteem). De koelunit wordt geregeld door de afvoertemperatuur.
De koude opslagtank heeft afmetingen die geschikt zijn voor de locatie en de capaciteit van het systeem. Hij kan cilindrisch of parallellepipedum zijn en is gemaakt van beton of staal. Cilindrische tanks kunnen binnenshuis geïnstalleerd worden, maar ook buiten of ondergronds. De tank beschikt aan de bovenzijde over een mangat dat gebruikt wordt om hem met nodules te vullen. Er is ook een lager gelegen mangat om, indien nodig, te draineren. Twee boven en onder geplaatste diffusoren worden gebruikt om de warmteoverdrachtsvloeistof door de tank te verspreiden, om zo een optimaal resultaat te verkrijgen. De warmtewisseling tussen de nodules en het systeem wordt uitgevoerd door een warmteoverdrachtsvloeistof die in de tank circuleert.
De Ciat Groep biedt tevens andere diensten, zoals een in het leven geroepen testplatform voor het leveren van advies over het gebruik van het koude opslagsysteem (zoals een hydraulisch diagram, regelsystemen en de verschillende strategieën die mogelijk zijn). Het testplatform kan ook gebruikt worden om een project te simuleren. Verder is het, om het systeem in het geval van een bestaand gebouw op de juiste manier te meten, belangrijk om de werkelijke koeleisen te bepalen. De Ciat Groep heeft een meetmethode ontwikkeld, die gebruikt kan worden om een meting ter plaatse te doen. Tot slot is er, voor het optimaliseren van de meting, een professioneel softwareprogramma ontwikkeld met de naam Stockaid 2007; dit programma draait op Windows XP. Stockaid 2007 gebruikt het histogram van de koeleisen en het temperatuurregime in het distributiecircuit (contactdoos en rendement) om het type nodule te selecteren, en om het benodigde volume te berekenen, samen met het verminderde koelvermogen dat vereist is. De software maakt het voor onze technische afdeling mogelijk om ontwerpers te voorzien van oplossingen die het beste op hun projecten aansluiten.
De Ciat Groep heeft een uniek “Cristo’Control2” regelsysteem ontwikkeld voor het beheren van meerdere koelinstallaties.
Cristo'Control is een kleine elektrische doos (IP55) die gevoed dient te worden door een UPS (Uninterrupted Power Supply) lage spanning (24 VDC, 5A). Het is gebruikersklaar om aan zowel de algemene elektrische doos, de elektrische apparatuur en de meetapparatuur te worden aangesloten. Cristo’Control levert niet het vermogen en de elektrische bescherming voor de installatieapparatuur (220V voor de klep of 380V voor de pompen) maar het regelt middels de droge contacten wel de besturing van alle apparatuur. De temperatuursensor, analoge signalen (4-20mA, 0-10V) en andere informatie zal, dankzij het droge contact, direct worden aangesloten op de ingangen van de Cristo’Control.
De hoofdfuncties van de Cristo'Control zijn:
-Automatisch beheer van geautoriseerde bedrijfsmodi: op basis van de gedefinieerde parameters (waaronder tijd, tariefsecties, werkelijke vraag naar koeling en beschikbare energie) zorgt de Cristo'Control voor de geschikte bedrijfsmode. In het geval van een defect in de apparatuur kiest de Cristo’Control de beste werkingsstrategie, terwijl er gewacht wordt op een ingreep door de dienstdoende technicus.
-Besturing van het koudeproductie netwerk: Cristo'Control regelt alle circulerende units van de primaire koudeproductie, inclusief plaat warmtewisselaar en koelers (aan/uit koeler, setpoint temperatuur, reguleren van driewegklep, openingen/afsluitingen van kleppen).
-Alarmen en foutmeldingen: alarmen en foutmelding worden gestuurd naar een entiteit die de installatieservice leidt (telefoon, fax, email).
-Follow-up op afstand in realtime: visualisatie van de installatie, positionering van de apparatuur en andere bedrijfsparameters in realtime door informatie aan de BMS te melden (via RS485 link Modbus protocol in standaard). Het is ook mogelijk om via de Cristo'Control website toegang te verkrijgen middels een webbrowser (gegevens worden stipt gerefreshed).
-Verzameling van bedrijfsparameters en gemeten waarden: de toegang tot de waarden en informatieverzameling in een historische database maakt het volgende mogelijk: periodieke energiebalansen van de installatie te beoordelen, analyse en optimalisatie van de werking van de koudeproductie volgens de evolutie van vraag, analyse van de redenen van afwijkingen in parameters en het starten met de geschikte onderhoudsmode (preventief onderhoud).
Cristo'Control Website
De Ciat Groep heeft een internetserver ingericht, die geheel is toegewijd aan de Cristo'Control. Hierop staan alle toepassingen van de Cristo’Control, evenals opgeslagen lange termijn metingen (bedrijfsparameters). Deze website geeft alleen toegang om bedrijfsparameters, gebeurtenissen en metingen af te lezen (voor veiligheidsredenen). Elke installatie heeft een beschermde privé-aansluiting. Op de site staan ook diagrammen en een tabel van verwerkingsgegevens (zoals thermische balans, curve, efficiëntie en statistiek). De toegang tot deze server en diens functionaliteiten (internetaansluiting met een webbrowser, zoals bijvoorbeeld Internet Explorer) wordt gedurende het eerste jaar na het eerste gebruik gratis aangeboden. Daarna wordt het omgezet in een jaarlijks abonnement (een offerte is beschikbaar op aanvraag). Het adres van de Cristo’Control website is www.cristocontrol.com.
Monitoren van het installatieproces
Het monitoren van de installatie kan zowel lokaal plaatsvinden (displayscherm van de Cristo'Control doos), als op afstand (de informatie wordt verstuurd door één of meerdere offset stations). De besturing op afstand vindt plaats door middel van een seriële aansluiting en/of een telefoonlijn (door het serviceverlenende bedrijf, of door enige andere entiteit die door de eigenaar van de installatie is aangewezen).
Follow-up van de installatie
De eigenaar of aangewezen entiteit moet in realtime worden geïnformeerd over de evolutie van de parameters, om zo optimale prestaties te garanderen en te behouden. Tevens maken de afwijkingen van de meting, vergeleken met een juiste werking, het voorkomen van een eventueel probleem en de start een preventief onderhoudsproces mogelijk. Een besturingsdashboard is beschikbaar via www.cristocontrol.com. Dit dashboard geeft alle noodzakelijke parameters weer voor de continue observatie van afwijkingen.
Toepassing van het CRISTOPIA systeem leidt regelmatig tot een lagere investering dan gepland, doordat het geïnstalleerde vermogen minder is. In andere gevallen ligt de gemiddelde Return on Investment tussen de zes maanden en twee jaar.
De apparatuur kent veel voordelen, waaronder de kleinere omvang van de installatie (van 30 tot 70 procent voor de koeler, koeltorens, elektrische transformator, elektrische kabel, startpaneel, substation, enz.). Daarnaast wordt ook het elektriciteitsverbruik gereduceerd door een verbeterde energie-efficiëntie van de koelunit, en wordt er minder elektrisch vermogen gevraagd. Tot slot vermindert de apparatuur het oppervlaktegebied van de technische installaties. In het geval van een probleem met het hoofdsysteem, kan het ook als back-upsysteem gebruikt worden. Het is vooral geschikt voor toepassingen met airconditioning (zoals bijvoorbeeld in residentiële complexen, conferentiecentra, supermarkten, kantoren en ziekenhuizen), koeling (waaronder farmaceutische en zuivel industrieën, bottelarijen en slachthuizen.) of back-upsystemen (zoals bijvoorbeeld telefooncentrales, computerkamers en koude winkels).
Het CRISTOPIA systeem is gebaseerd op nodules. Dit zijn bollen van polyolefinen die verkregen zijn door middel van extrusie blaasvormen. De nodules worden gevuld met faseveranderende materialen (vaste stof-vloeistof). In tegenstelling tot systemen die spoelen gebruiken waarbij water buiten de spoelen bevriest, hebben bolvormige nodules een groter warmte-uitwisselend oppervlak, zodat ze koude sneller opnemen. De bevriezingstemperatuur van de PCM ligt bij min 5 of min 6 graden Celsius, terwijl deze bij andere oplossingen bij min 8 of min 9 graden Celsius ligt. Hierdoor levert CRISTOPIA, in vergelijking met andere oplossingen, energiebesparingen op van meer dan twintig procent. CRISTOPIA producten beslaan een smelttemperatuur range van min 33 tot plus 27 graden Celsius. Om beter te kunnen voldoen aan de specifieke eisen van een toepassing, levert CRISTOPIA twaalf verschillende typen nodules, met variërende latente warmte niveaus. Naast het uitzonderlijke warmterendement voor wat betreft het warmtewisselend vermogen, kennen CRISTOPIA nodules een bijzonder lang leven (gelijk aan dertig tot veertig jaar, zelfs meer bij normaal gebruik).
Werkingsprincipe:
-Alleen opslag: Gedurende de nacht wordt er energie opgeslagen via de koelunit die de warmteoverdrachtsvloeistof afkoelt. De vloeistof circuleert bij temperaturen onder de smelttemperatuur van het faseveranderende materiaal dat in de nodules zit, wat leidt tot de kristallisatie hiervan. Energie wordt dus opgeslagen door gebruik te maken van de latente warmte van de kristallisatie.
-Directe productie: Zolang de koeleisen lager zijn dan het vermogen van de koelunit, wordt het vereiste koelvermogen direct door de unit zelf geleverd. De koelunit reguleert de uitgangsvermogens.
-Alleen vrijkoming: Het thermische energie opslagsysteem kan zelfstandig gebruikt worden, zonder een beroep te hoeven doen op de koelunit (in back-up mode of tijdens perioden van piekbelasting). De warmteoverdrachtsvloeistof gaat het systeem binnen bij een temperatuur hoger dan het smeltpunt van de faseveranderende stoffen. Het wordt door het contact met de nodules afgekoeld. De afvoertemperatuur wordt, afhankelijk van de vraag, geregeld door een driewegklep.
-Directe productie + vrijkoming: Indien de vraag het koelvermogen van de koelunit overtreft, dan wordt hieraan voldaan door de gecombineerde werking van de unit en het opslagsysteem.
-Directe productie + opslag: In deze werkingsmode (meestal gedurende de nacht) koelt de koelunit het opslagsysteem en voldoet het aan de nachteisen( beperkt tot 10 / 15 procent van het geïnstalleerde vermogen voor het koude opslagsysteem). De koelunit wordt geregeld door de afvoertemperatuur.
De koude opslagtank heeft afmetingen die geschikt zijn voor de locatie en de capaciteit van het systeem. Hij kan cilindrisch of parallellepipedum zijn en is gemaakt van beton of staal. Cilindrische tanks kunnen binnenshuis geïnstalleerd worden, maar ook buiten of ondergronds. De tank beschikt aan de bovenzijde over een mangat dat gebruikt wordt om hem met nodules te vullen. Er is ook een lager gelegen mangat om, indien nodig, te draineren. Twee boven en onder geplaatste diffusoren worden gebruikt om de warmteoverdrachtsvloeistof door de tank te verspreiden, om zo een optimaal resultaat te verkrijgen. De warmtewisseling tussen de nodules en het systeem wordt uitgevoerd door een warmteoverdrachtsvloeistof die in de tank circuleert.
De Ciat Groep biedt tevens andere diensten, zoals een in het leven geroepen testplatform voor het leveren van advies over het gebruik van het koude opslagsysteem (zoals een hydraulisch diagram, regelsystemen en de verschillende strategieën die mogelijk zijn). Het testplatform kan ook gebruikt worden om een project te simuleren. Verder is het, om het systeem in het geval van een bestaand gebouw op de juiste manier te meten, belangrijk om de werkelijke koeleisen te bepalen. De Ciat Groep heeft een meetmethode ontwikkeld, die gebruikt kan worden om een meting ter plaatse te doen. Tot slot is er, voor het optimaliseren van de meting, een professioneel softwareprogramma ontwikkeld met de naam Stockaid 2007; dit programma draait op Windows XP. Stockaid 2007 gebruikt het histogram van de koeleisen en het temperatuurregime in het distributiecircuit (contactdoos en rendement) om het type nodule te selecteren, en om het benodigde volume te berekenen, samen met het verminderde koelvermogen dat vereist is. De software maakt het voor onze technische afdeling mogelijk om ontwerpers te voorzien van oplossingen die het beste op hun projecten aansluiten.
De Ciat Groep heeft een uniek “Cristo’Control2” regelsysteem ontwikkeld voor het beheren van meerdere koelinstallaties.
Cristo'Control is een kleine elektrische doos (IP55) die gevoed dient te worden door een UPS (Uninterrupted Power Supply) lage spanning (24 VDC, 5A). Het is gebruikersklaar om aan zowel de algemene elektrische doos, de elektrische apparatuur en de meetapparatuur te worden aangesloten. Cristo’Control levert niet het vermogen en de elektrische bescherming voor de installatieapparatuur (220V voor de klep of 380V voor de pompen) maar het regelt middels de droge contacten wel de besturing van alle apparatuur. De temperatuursensor, analoge signalen (4-20mA, 0-10V) en andere informatie zal, dankzij het droge contact, direct worden aangesloten op de ingangen van de Cristo’Control.
De hoofdfuncties van de Cristo'Control zijn:
-Automatisch beheer van geautoriseerde bedrijfsmodi: op basis van de gedefinieerde parameters (waaronder tijd, tariefsecties, werkelijke vraag naar koeling en beschikbare energie) zorgt de Cristo'Control voor de geschikte bedrijfsmode. In het geval van een defect in de apparatuur kiest de Cristo’Control de beste werkingsstrategie, terwijl er gewacht wordt op een ingreep door de dienstdoende technicus.
-Besturing van het koudeproductie netwerk: Cristo'Control regelt alle circulerende units van de primaire koudeproductie, inclusief plaat warmtewisselaar en koelers (aan/uit koeler, setpoint temperatuur, reguleren van driewegklep, openingen/afsluitingen van kleppen).
-Alarmen en foutmeldingen: alarmen en foutmelding worden gestuurd naar een entiteit die de installatieservice leidt (telefoon, fax, email).
-Follow-up op afstand in realtime: visualisatie van de installatie, positionering van de apparatuur en andere bedrijfsparameters in realtime door informatie aan de BMS te melden (via RS485 link Modbus protocol in standaard). Het is ook mogelijk om via de Cristo'Control website toegang te verkrijgen middels een webbrowser (gegevens worden stipt gerefreshed).
-Verzameling van bedrijfsparameters en gemeten waarden: de toegang tot de waarden en informatieverzameling in een historische database maakt het volgende mogelijk: periodieke energiebalansen van de installatie te beoordelen, analyse en optimalisatie van de werking van de koudeproductie volgens de evolutie van vraag, analyse van de redenen van afwijkingen in parameters en het starten met de geschikte onderhoudsmode (preventief onderhoud).
Cristo'Control Website
De Ciat Groep heeft een internetserver ingericht, die geheel is toegewijd aan de Cristo'Control. Hierop staan alle toepassingen van de Cristo’Control, evenals opgeslagen lange termijn metingen (bedrijfsparameters). Deze website geeft alleen toegang om bedrijfsparameters, gebeurtenissen en metingen af te lezen (voor veiligheidsredenen). Elke installatie heeft een beschermde privé-aansluiting. Op de site staan ook diagrammen en een tabel van verwerkingsgegevens (zoals thermische balans, curve, efficiëntie en statistiek). De toegang tot deze server en diens functionaliteiten (internetaansluiting met een webbrowser, zoals bijvoorbeeld Internet Explorer) wordt gedurende het eerste jaar na het eerste gebruik gratis aangeboden. Daarna wordt het omgezet in een jaarlijks abonnement (een offerte is beschikbaar op aanvraag). Het adres van de Cristo’Control website is www.cristocontrol.com.
Monitoren van het installatieproces
Het monitoren van de installatie kan zowel lokaal plaatsvinden (displayscherm van de Cristo'Control doos), als op afstand (de informatie wordt verstuurd door één of meerdere offset stations). De besturing op afstand vindt plaats door middel van een seriële aansluiting en/of een telefoonlijn (door het serviceverlenende bedrijf, of door enige andere entiteit die door de eigenaar van de installatie is aangewezen).
Follow-up van de installatie
De eigenaar of aangewezen entiteit moet in realtime worden geïnformeerd over de evolutie van de parameters, om zo optimale prestaties te garanderen en te behouden. Tevens maken de afwijkingen van de meting, vergeleken met een juiste werking, het voorkomen van een eventueel probleem en de start een preventief onderhoudsproces mogelijk. Een besturingsdashboard is beschikbaar via www.cristocontrol.com. Dit dashboard geeft alle noodzakelijke parameters weer voor de continue observatie van afwijkingen.
