ST. Akıllı Binalar ve Güvenlik Sistemleri Dergisi`ne ücretsiz abone olmak için -tıklayın- 
 

TEMEL ENERJİ KONTROLÜNÜN ÖTESİNE GEÇMEK
Günümüzde pek çok ticari binada, orijinal bina otomasyon sistemi (BAS) kullanılmaktadır. Tesislerde herhangi bir kontrol ya da otomasyon olmadığı ve bunun yerine HVAC ekipman tedarikçileri tarafından kurulan programlanabilir, basit termostatların kullanıldığı da sıkça görülmektedir. Elbette binanın büyüklüğü, tasarımı, konfigürasyonu ve kullanımı gibi faktörlere bağlı olarak birçok farklı kontrol türü bulunmaktadır.
Öyleyse, optimum enerji performansı ve yatırımdan makul bir geri dönüş elde etmek için ne tür bir kontrol gereklidir?

Bunun yanıtı büyük ölçüde binaya, binanın şu anda nasıl kullanıldığına, nasıl bir kullanım için planlandığına ve istenen maliyet tasarrufuna ulaşmak için ayrılan zaman dilimine bağlıdır. Temel kontrolleri uygulamak pahalı değildir.
Ancak başlangıç maliyetlerinin düşük olmasına rağmen, bina sahibinin enerjiyi daha agresif kullanabilme olanağı, bu düşük maliyetli, sabit fonksiyonlu çözümlerin etkisiyle azalmaktadır. Bunun anlamı ise, sistemden daha fazla yararlanmak için sınırlı kapasite olduğu ya da hiç kapasite olmadığıdır. Bu nedenle, enerji maliyetleri yükseldiği zaman, bu durum için basit ya da düşük maliyetli bir yol bulunmamaktadır. Çünkü sistemin bütün enerji tasarrufu özellikleri zaten uygulanmış durumdadır. Bu durumda da, daha ölçeklenebilir bir bina otomasyon sisteminde başlangıçtan uygulanmış olması gereken kontrol stratejilerini uygulamak için ek maliyetler ortaya çıkmaktadır.

Günümüzün bina otomasyon sistemleri (BAS), binadaki pompalar, fanlar, valflar, damperler, kompresörler, aydınlatma ve daha birçok ekipmanı kontrol edecek şekilde genişletilebilmektedir. Entegre sistemler, bir binanın birbirinden farklı bölümlerinde yer alan kartlı girişten aydınlatmaya ve iklim kontrolüne kadar birçok farklı fonksiyonu birleştirebilmektedir. Yeni bir kontrol uygulamasının gerekli olması durumunda, iyi bir bina otomasyon sistemi seçilmesi sonucunda, bina sahibinin kontrollere yaptığı başlangıç yatırımını koruyan, esnek ve ölçeklenebilir bir sistem elde edilir. Bu durum, sistemin ihtiyaç doğduğu takdirde, ileride genişletilebilmesini mümkün kılmaktadır. Mevcut kontrol sistemleri hali hazırda kullanılır durumdayken, bina sahibi istenen sonucu elde etmek için yazılımın değiştirilip değiştirilemeyeceğini veya yükseltilip yükseltilemeyeceğini değerlendirmelidir.

En İyi Kontrol Stratejisi Uygulamaları
Bir bina otomasyon sisteminin yaptırılması düşünülüyorsa veya sistem zaten mevcut ise, bina sahibinin enerji talebini daha iyi kontrol etmesi için sahip olacağı seçenekler çarpıcı ölçüde artmaktadır. İyi tasarlanmış bir bina otomasyonu, mal sahibinin enerji maliyetlerinde yıllık %5 ile %20 arasında, ofiste iklim ve aydınlatma sistemleri gün boyunca çalışıyorsa daha da fazla tasarruf yapmasını sağlayabilir.

Bina otomasyon sistemleri tarafından sıklıkla uygulanan ve ticari bina sahipleri tarafından finansal açıdan faydalı oldukları kanıtlanmış bazı iyi kontrol stratejisi uygulamalarını aşağıda bulabilirsiniz:

1. Temel Kontrol Uygulamaları

Programlanabilir termostatlardan veya sensörlerle aktif hale gelen aydınlatma kontrollerinden daha fazlasını isteyen bina sahipleri için başlangıç noktasıdır. Temel kontrol teknikleri şunları içermektedir:

• Bölgesel ayarlamalar– Bir binanın bazı bölümlerindeki HVAC ve aydınlatma sistemlerinin zaman programları kullanılarak azaltılmasına veya kapatılmasına izin verir. Bölgesel ayarlamalar, tesis içerisinde sadece birkaç kişi olduğu zamanlarda, bütün binanın %100 konfor ayarlarında olmasının gerekli olmadığı anlamına gelmektedir.

• Gece/çalışılmayan zaman azaltma ayarı – HVAC’nin konfor ayarlarını (ayar noktalarını) değiştirir, böylece alan sıcaklığı kışları düşerken yazları yükselir, bu sayede çalışılmayan saatlerde ısıtma ve soğutma talebi azalmış olur. Bu özellik, programlanabilir bir termostat kullanılarak da uygulanabilir ancak ayarlanan sıcaklıkları daha yüksek oranlarda değiştirmek için sadece birkaç çizelge kullanılabilir ve bu değiştirmelerde yeterli esneklik sağlanamaz.

• Mesai sonrası devre dışı bırakma – Mesai sonrasında konfor ayarları üzerinde geçici değişiklikler yapılmasına olanak verir. Bu özellik, bazen istemeden kalıcı hale gelebilen çizelgeleri değiştirme ihtiyacını ortadan kaldırır. Ayrıca küçük bir grubun ihtiyaçlarını karşılamak için bütün binanın meşgul modda çalışmasının önüne geçer.

• Varlık sensörleri – Alandaki hareketi veya kızılötesi izleri/işaretleri algılayarak aydınlatma veya HVAC sistemini tetikler. Bina otomasyon sistemleri aynı zamanda, binanın kartlı giriş yapılan bölümlerinde zamanlanmış devre dışı bırakma ya da etkinleştir yetkinlikleri kazandırır.

• Tatil çizelgeleri – Bir takvim, bütün takvim yılı boyunca HVAC ve aydınlatma kontrollerini tanımlayarak personel zamanından tasarruf edilmesini, özel çizelgeler uygulanmasını ve tatil olan iş günlerinde meşgul modda çalışılmamasını sağlar.

2. Gelişmiş Kontrol Uygulamaları

Birçok durumda, temel kontroller için kullanılan bina otomasyon sistemi, sadece yazılım değişiklikleriyle, daha gelişmiş kontrol uygulamaları gerçekleştirebilmektedir. Gelişmiş kontrol teknikleri şunları içermektedir:

• Gün doğuşunu ve batışını izleme – Gün ışığının uzunluğu değiştikçe, aydınlatma zaman ayarlarının (park yerleri, levhalar ve dış ortam aydınlatmaları gibi) yıl boyunca değişebilmesine olanak verir. Bu özellik, ışıkların gündüz saatleri boyunca açık olmasını engeller.

Bina otomasyon sistemi, binanın konumunun paralel ve meridyenlerine göre güneşin doğuşunu ve batışını otomatik olarak hesaplar.

• Gün ışığı tasarrufu – Binanın dış duvarlara ve pencerelere yakın olan bölümlerinde, fotoseller tarafından tespit edilen belirli minimum aydınlatma seviyelerine göre, aydınlatma azaltılabilir veya kapatılabilir. Ayrıca motorlu gölgeliklerin kontrollü kullanımı, enerji verimliliğinden ödün vermeden güneş ışığının optimum seviyede kullanılabilmesine olanak sağlar.

• Optimum başlatma – Binanın ayar noktalarını doluluk halinde konfor seviyelerine getirmek için HVAC ekipmanını sadece gerekli olduğu kadar erken başlatır. Sabahları ortamı ısıtma ya da soğutma döngüleri başlarken, kontrol rutinleri, dışarıdaki hava sıcaklığını ve içerideki ortam sıcaklığını dikkate alır. Optimum başlatma, planlama sayesinde tahminlere dayalı çalışmayı ortadan kaldırır.

• Optimum durdurma – Kullanıcı konforu korunurken, doluluk seviyesi minimuma inmeden önce, ayarlanmış sıcaklıkları devreye sokmak için mümkün olan en kısa süreyi belirler. ‘Yavaşlatma’ olarak da bilinmektedir. Binadaki doluluk oranı minimuma inerken ortamdaki CO2 değerleri ve ortam sıcaklığı da yavaş yavaş konfor seviyelerinin altına düşer.

• Talebe bağlı havalandırma – Dolu olan alanlardaki CO2 seviyeleri, odada bulunan kişilerin sayısının bir göstergesi olarak kullanılmaktadır. Bundan sonra, taze hava damperini CO2 seviyesine göre ayarlayan hesaplar gerçekleştirilmekte ve daha fazla miktarda dış ortam havası gerekli olduğunda haber verilmektedir. CO2 seviyeleri ayrıca, konfor ve hava dolaşımını optimum hale getirmek için termostatik kontrol ısıtma ve soğutma zamanlaması tahminlerine yardımcı olur.

• Değişken hava hacmi (VAV) besleme havası sıcaklığını sıfırlama – Değişken hacim hava işleme cihazlarının besleme havası sıcaklığı (SAT), tam soğutmaya gerek duyulmadığı zaman üst kademelerce sıfırlanabilir. SAT ayar noktası, gerçek bina yüküne bağlı olarak, soğuk günlerde yükseltilebilmektedir. Ardından terminal kutuları %100 açıklık seviyesine ulaştığı zaman, SAT düşürülür. Bu işlem, mekanik soğutma ihtiyacını azaltır, tasarruf kontrolünün kullanımını optimize eder ve aşırı soğuk hava hareketlerine bağlı olarak istenmeyen akışları önleyerek kişilerin konforunu arttırır.

• Talep sınırlama veya yük paylaşımı – Yüksek enerjiyi kullanan ekipmanlar üzerindeki akım çekiminin değerlerini izler, ardından talebi derhal azaltmak için ayar noktalarını düşürür. Bu teknik, örneğin, bir soğutucunun daha fazla yüklenmesine engel olabilirken, aynı zamanda yüksek elektrik giderlerinden kaçınmak amacıyla elektrik yükünü dağıtmak için bütün bina içerisinde ayar noktaları genel olarak değiştirebilir. Kritik olmayan ekipmanlar ve aydınlatma yükleri de kapatılabilir. Toplantı ve planlamalar genellikle müşteriyle önceden yapılır, böylece işe uygun olan, doğru stratejiler uygulanır.

• Soğutma makinası optimizasyonu – Binanın soğutma gereksinimleri düştükçe, soğutulmuş su döngüsü sıcaklığı arttırılabilir ve soğutucu verimliliği yükseltilebilir. ‘Yük sıfırlama’ olarak bilinen bir teknik, soğutulmuş hava valflarından biri %100 açılana kadar, soğutulmuş su sıcaklığı ayar noktasını yükseltir.

• Soğutma kulesi optimizasyonu – Soğutucuya su tedarik eden kondansatör, üretici tarafından belirtilen şekilde minimum bir ayar noktasına düşürülebilir. Bunun ardından, dış hava ıslak termometre sıcaklığı ile soğutma kulesi yaklaşım sıcaklığının bir kombinasyonu alınarak, optimal bir su kaynağı ayar noktası hesaplanabilir. Düşürülen su sıcaklığı, soğutucunun kısmi yük verimliliğini geliştirir ve ayrıca soğutma kulesinin çalışmasını optimize eder.

• Sıcak su sıfırlama – Dağıtım borularındaki sıcaklık kayıpları düşürülerek, dış hava sıcaklığına bağlı olarak sıcak su sistem sıcaklıkları sıfırlanabilir. Böylece bu sayede enerji tasarrufu sağlanırken ofis alanı daha konforlu hale gelir, çünkü aşırı sıcak boruların yol açtığı yerel ısıtma oranı azalır.

3. Entegre Kontrol Uygulamaları

Entegre kontrol kavramı, temel ve gelişmiş kontrollerin bir uzantısıdır ancak ofis binalarının daha farklı bölümlerine bağlantı sağlayabilmektedir. Entegre kontrol, yüksek seviyelerde potansiyel iş avantajları ve ayrıca gelecekteki enerji tasarrufu hedefleri için en düşük maliyetlerle kontrolü artırabilme esnekliği sağlar.

• Değişken frekanslı sürücüler (VFD) – VFD, kontrol altındaki alanın iklim taleplerine bağlı olarak fanları hızlandırmak ya da yavaşlatmak suretiyle HVAC fanlarının tükettiği enerjiyi optimize eder. Fan hızında (ve hava debisinde) gerçekleştirilen %20 oranında bir düşüş, elektrik tüketiminde % 49 oranında bir düşüş sağlar. VFD’lerin entegre kontrolü, aynı zamanda yük paylaşımı stratejisinin de bir parçası olabilir.

• Kartlı giriş ile tetiklenen HVAC ve aydınlatma – Binaya girmek için kullanılan kart okuyucular, kart kullanıcısının çalıştığı alanlardaki aydınlatma ve iklim kontrolünü tetikler. Işıklar, zaman ayarına veya varlık sensörlerine bağlı olarak söner. Bu, özellikle çok sayıda kişi bulunan ve doluluk süreleri tahmin edilemeyen tesislerde enerji tasarrufu yapmak için faydalıdır.

• Raporlama ve faturalandırma – Bina otomasyon sistemi; HVAC işletimi, enerji ölçerler, iç ve dış ortam sıcaklık değerleri ve diğer cihazlardan elde edilen verilerin bir kaydını tutar. Daha sonra bu veriler, enerji tüketiminin haftalık, aylık ve yıllık eğilimlerini izlemek için kullanılır.

Doğru raporlama, enerji verimliliği ‘belirsizleşmeye’ başladığı zamanlarda erken uyarı verir. Ayrıca kiralanmış alanlarda gerçek enerji tüketimi için fatura edilebilir.

• Akıllı devre kesiciler – Bina Otomasyon Sistemi, elektrikli devre kesicileri (‘akıllı devre kesiciler’ olarak bilinmektedir) açıp kapatabilen yazılımlar kullanır. Bu özellik, ayrı bir aydınlatma kontrol sistemi kurulumu, eğitimi ve bakımı ihtiyacını düşüren, aydınlatma ve elektrik tüketiminin entegre kontrolüne olanak tanır.

• Üçüncü parti ekipmanlar – HVAC ekipmanları, yangın algılama sistemleri, alarm sistemleri, duman tahliye sistemleri ve asansörler gibi sistemler, tek bir bina otomasyon sistemi içerisine entegre edilmiştir. Bu tür bir entegrasyon, tesisin bütün kontrolünü tek bir grafik arabiriminde birleştirir.

• Merkezi izleme ve kontrol – Bakım personeli ya da enerji yöneticisi, tesis içerisinden veya Internet vasıtasıyla uzak bir mesafeden, tek bir konsoldan bütün binayı izleyebilir ve kontrol edebilir. Kullanıcı tarafından tanımlanan alarmlar, konsol üzerinde görüntülenebilir veya bir e-posta adresine ya da cep telefonuna gönderilebilir.

Enerji hizmet sağlayıcısı da uzaktan izleme özelliğini kullanabilir. Yukarıda verilen örnekler, kapsamlı bir liste olmamakla birlikte, kontrol işlemlerinin en iyi uygulama örnekleridir. Teklife uygun bir tasarımda, bir ticari ofise özgü donanımlar için kullanılabilen birçok farklı teknik bulunmaktadır.

Otomasyon ya da kontrol seviyesi ne olursa olsun, bir bina sahibi, bu tekniklerin birtakım değişikliklerle kurulu bir bina otomasyon sistemine uygulanıp uygulanamayacağı konusunda tedarikçisinden bilgi almalıdır.

Tüm akıllı binalar haberleri için -tıklayın-

Enerji sektörü haberleri için -tıklayın-

Son dakika haberleri için -tıklayın-