Trường hợp cải tạo hệ thống điều khiển tòa nhà khách sạn: Thi công không gián đoạn hoạt động, tiết kiệm được bao nhiêu năng lượng thực tế?

Hệ thống điều khiển tòa nhà của khách sạn đã hoạt động được hơn một thập kỷ. Phần cứng vẫn hoạt động nhưng mức tiêu thụ năng lượng vẫn tiếp tục tăng: máy làm lạnh chạy hết công suất trong nhiều giờ, thiết bị đầu cuối điều hòa không khí vẫn hoạt động sau khi khách rời đi và hệ thống chiếu sáng công cộng hoàn toàn phụ thuộc vào việc tuần tra thủ công. Mặc dù việc nâng cấp hệ thống là điều đáng mong muốn nhưng tổn thất kinh doanh liên quan đến việc ngừng hoạt động là mối quan tâm lớn.

Khách sạn này đã áp dụng nâng cấp hệ thống kiểm soát tòa nhà theo từng giai đoạn vớikhông bị gián đoạn kinh doanh.

Thách thức lớn nhất không nằm ở phần cứng mà ở xây dựng

Khách sạn có hơn 180 phòng nghỉ, với khu dành cho khách, nhà hàng và khu hội nghị hoạt động đầy đủ. Việc thi công phải tránh tình trạng mất điện kéo dài và gây phiền toái cho khách.

Trước khi thực hiện tại công trường, các cuộc kiểm tra toàn diện đã được thực hiện đối với thiết bị làm lạnh, thiết bị xử lý không khí, thiết bị cung cấp không khí trong lành, hệ thống chiếu sáng công cộng và mạch bơm nước. Tủ điều khiển được lắp ráp hoàn chỉnh và chạy thử trước tại nhà máy. Việc xây dựng tại chỗ tuân theo lịch trình từng tầng và từng hệ thống, với các hoạt động chuyển mạch được thực hiện vào ban đêm. Mỗi lần chỉ có một vùng được trang bị thêm, trong khi các chế độ điều khiển thủ công và mạch bypass tạm thời được duy trì xuyên suốt.

Nếu xảy ra bất thường trong quá trình vận hành hệ thống mới, người vận hành tại chỗ có thể nhanh chóng quay lại logic điều khiển ban đầu để duy trì hoạt động điều hòa không khí, chiếu sáng và cung cấp nước bình thường.

Điều gì đã được sửa đổi bên trong tủ điều khiển?

Việc trang bị thêm này không chỉ đơn thuần là thay thế linh kiện; nó tái cấu trúc logic vận hành thiết bị tổng thể.

Bộ ngắt mạch cỡ nhỏ Schneider Acti9 iC65N dùng để bảo vệ phân phối điện, trong khi bộ ngắt mạch vỏ đúc ComPacT NSX được triển khai cho các vòng lặp công suất cao. Công tắc tơ LC1D AC của Schneider TeSys D-series điều khiển quạt và máy bơm nước, đồng thời đồng hồ đo điện dòng PowerLogic PM5000 thu thập dữ liệu tiêu thụ điện năng.

Kiến trúc điều khiển DDC‑và‑PLC kết hợp tạo thành cốt lõi. PLC Siemens S7‑1200 được triển khai ở các vùng được chọn và công tắc tơ dòng ABB AF được sử dụng cho các vòng nguồn nhất định tùy theo yêu cầu tại địa điểm. Tất cả trạng thái thiết bị, cảnh báo lỗi và dữ liệu tiêu thụ năng lượng đều được tải lên tập trung lên nền tảng quản lý tòa nhà.

Sau khi nâng cấp, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh nhiệt độ nước lạnh, tần suất bơm và logic khởi động-dừng thiết bị không khí trong lành dựa trên nhiệt độ ngoài trời, sức chứa khách sạn và giờ làm việc. Hệ thống chiếu sáng công cộng không còn được bật qua đêm nữa; nó chạy tự động theo lịch trình, mức độ ánh sáng xung quanh và cài đặt cảnh.

Bao nhiêu năng lượng đã được tiết kiệm?

Dữ liệu vận hành sau trang bị thêm trong ba tháng liên tiếp được so sánh với dữ liệu từ cùng kỳ năm trước, áp dụng các hiệu chỉnh về tỷ lệ sử dụng phòng và nhiệt độ ngoài trời.

Kết quả đo được: tổng mức tiêu thụ điện của khách sạn giảm xuống18,7%. Việc sử dụng năng lượng liên quan đến điều hòa không khí đã giảm đi26,3%và mức tiêu thụ điện chiếu sáng công cộng giảm khoảng21,5%. Tính theo giá điện địa phương, chi phí điện tiết kiệm hàng năm ước tính khoảng 380 000 CNY.

Ngoài việc tiết kiệm năng lượng, cảnh báo sớm về lỗi thiết bị giúp các kỹ sư không cần phải tiến hành kiểm tra thủ công từng lớp một. Những lời phàn nàn của khách đã giảm và thiết bị chạy với độ ổn định cao hơn.

Giá trị của việc trang bị thêm hệ thống điều khiển tòa nhà khách sạn không chỉ đơn thuần là việc hoán đổi các tủ và bộ phận điều khiển. Nó đảm bảo mọi thiết bị chỉ chạy khi cần thiết và hoạt động trong điều kiện tối ưu.

Việc xây dựng không ngừng hoạt động không đồng nghĩa với việc xây dựng có rủi ro. Kiểm tra kỹ lưỡng trước dự án, các tủ đúc sẵn tại nhà máy, các giải pháp chuyển mạch theo từng vùng và chuyển mạch khẩn cấp là chìa khóa để đạt được mục tiêu cải tạo tiết kiệm năng lượng cùng với các hoạt động thông thường của khách sạn.

Các mô hình thành phần tham khảo cho các dự án tương tự

Schneider Electric

• A9F18216: Bộ ngắt mạch thu nhỏ Acti9 iC65N
• A9F18320: Bộ ngắt mạch thu nhỏ 3 cực Acti9 iC65N
• LC1D18M7: Công tắc tơ AC TeSys
• LC1D32M7: Công tắc tơ AC TeSys
• LRD16: Rơle quá tải nhiệt
• GV2ME14: Bộ ngắt mạch động cơ
• LV429630: Bộ ngắt mạch vỏ đúc ComPacT NSX
• METSEPM5560: Đồng hồ đo điện đa chức năng PowerLogic
• ATV320U15N4B: Biến tần Altivar

Siemens

• 6ES7214‑1AG40‑0XB0: CPU S7‑1200 1214C
• 6ES7221‑1BF32‑0XB0: Mô-đun đầu vào kỹ thuật số SM 1221
• 6ES7223‑1BL32‑0XB0: Mô-đun đầu vào / đầu ra kỹ thuật số SM 1223

ABB

• AF09‑30‑10‑13: Công tắc tơ AC dòng AF
• AF16‑30‑10‑13: Công tắc tơ AC dòng AF
• AF26‑30‑00‑13: Công tắc tơ AC dòng AF

Các mô hình trên chỉ mang tính chất tham khảo cấu hình dự án. Lựa chọn thực tế phải được xác định bởi công suất thiết bị, dòng điện tải, điện áp điều khiển, khả năng cắt ngắn mạch và điều kiện vận hành tại hiện trường.