Logoen til NTNU Siat

Energioppfølging av symjehallar

Artikkel frå NTNU SIAT (2021)

Energibruken i symjehallar er eit viktig satsingsområde for å nå EU sine klimamål. Denne studien har utvikla ein enkel modell som kan føreseie energibruken med stor nøyaktigheit, basert på faktorar som utetemperatur og brukstid. Modellen kan også identifisere driftsforstyrringar innan få dagar, og viser stort potensiale for å hjelpe symjeanlegg med energieffektivisering og betre driftskontroll. Dette kan gi store gevinstar både for miljøet og drifta av slike anlegg.

Bakgrunn for studien

I samanheng med PhD-prosjektet «Optimizing Energy and Indoor Climate Systems in Swimming Facilities” [1], som Ole Øiene Smedegård forsvarte i juni 2023, vart det gjennomført ein omfattande analyse av energibrukens viktigaste påverknadsfaktorar i ein symjehall [2]. Hensikta med denne studien var å undersøkje mogelegheitene og potensialet ved enkel energioppfølging.

Innsamling og analyse av måledata

I studien vart all tilgjengeleg måledata samla inn, både frå symjeanleggets SD-anlegg og frå offentleg tilgjengelege målestasjonar. Desse data vart deretter analysert. Studien fann at sjølv med eit tett energioppfølgingsprogram, med svært kort tidshorisont, så vil variablane utetemperatur og bassengets brukstid estimere den forventa energibruken for anlegget. Nøyaktigheita var funnen å vere så høg som R = 85%, ved validering over eit heilt driftsår. Denne metoden kan hjelpe driftsavdelingane ved symjebassenga i driftsoppfylginga av anlegget. I studien vart det derfor lagt vekt på metodens tilgjengelegheit, som er funnen å ha stor overføringsverdi til bransjen, både når det gjeld utvikling og bruk.

EU sine miljømål og symjehallar som fokusområde

Som følgje av klimatrusselen og global oppvarming har EU satt ei rekkje milepålar med tilhøyrande tiltak. Det langsiktige målet er eit samfunn fritt for utslepp av drivhusgassar innan 2050. For å oppnå dette er bygningssektoren viktig å satse på, noko som er definert gjennom ei såkalla «renovation wave» [3]. Denne inkluderer ei omfattande energieffektivisering av den eksisterande bygningsmassen. Som ei av dei mest energiintensive bygningstypane me har, er symjehallen eit naturleg fokuspunkt i denne samanheng.

Energibruk og driftsoppfølging

Frå forskinga veit me at energibruken generelt sett er det feltet som det vart mest fokusert på, men samstundes det som oppnår minst resultat i prosjekt. Det vil sei at bygningane vert planlagde med dei beste intensjonane, men at desse intensjonane ikkje nødvendigvis vert oppfylte, eller følgde opp. Utan eit effektivt driftsoppfylgingssystem er driftsorganisasjonen uheldigvis ikkje rusta for handtere desse avvika.

Studiens metode

I denne studien vart det nytta regresjonsanalyse i utviklinga av energioppfølgingsmodellen. Denne metoden er velkjend, og resultata tilbyr ein modell som er enkel i bruk. For denne studien resulterte dette i ein enkel algebraisk formel med berre to variablar, utetemperatur og brukstid.

Oppdaging av driftsavvik

Studiens funn identifiserte nytten av å nytte ein enkel regresjonslikning som kan hjelpe driftsorganisasjonen å oppdage driftsavvik, med ein tidshorisont på berre tre dagar. Normalt er energioppfølginga av symjeanlegg basert på energibruk pr. år, gjerne ved benchmarking mot tilsvarande anlegg. Energimodellen i denne studien vart utvikla ved hjelp av berre 29 datapunkt som vart samla inn over tre månader med drift. Den vart testa mot påfølgjande driftsår, som figuren under viser. I dette driftsåret viste modellen seg å væra effektiv i å identifisere driftsforstyrringar, som problem med vasspåfylling, regulering av bassengtemperatur, styring av inneklima og med ventilasjonsaggregat. Som ein ser i figuren så let alle desse driftsforstyrringane seg lett identifisere, noko som demonstrera potensialet til dette driftsoppfølgingsverktøyet.

Graf som viser den visuelle valideringa av ein prediksjonsmodell frå september 2018 til juni 2019. Y-aksen representerer effektforbruk i kilowatt (kW), medan X-aksen viser tid fordelt på årstidene haust, vinter og vår. Den svarte linja viser målt energiforbruk, den grå linja representerer prediksjonsmodellen, og det grå skuggeområdet rundt modellen viser prediksjonsintervallet. Fleire periodar med driftsforstyrringar er markerte med raude vertikale striper på grafen.
Visuell validering av prediksjonsmodellen frå september 2018 til juni 2019. Prediksjonsmodellen inkluderer prediksjonsintervallet i grått, målt effektforbruk i svart og periodar knytt til driftsforstyrringar i raudt.

Effektivitet og nøyaktigheit

For det aktuelle anlegget som vart behandla i denne studien, Fyret på Jøa, så låg den døgngjennomsnittlege effektbruken i området 8-37 kW. Modellen har ein nøyaktigheit på ±1,86 kW (95% prediksjonsintervall), noko som gir modellen god treffsikkerheit. Frå forskinga veit me at denne bygningstypen er identifisert med ein energibruk frå 400 -1 600 kWh/år m2, og at det er estimert eit energieffektiviseringspotensiale på heile 28% [4].

Betydninga av driftsoppfølging

Ved å innføre system for tett driftsoppfølging og energileiing, med kort tidshorisont, kan ein del av overforbruket reduserast. I tillegg så bør alle energieffektiviseringsprosjekt starte med å gjere tiltaka og dei potensielle gevinstane målbare. Dette vil kunne bidra til å realisere heile potensialet med til den såkalla «renovation wave» i norske symjehallar.

Les mer 

Les heile artikkelen via "last ned eksternt"-boksen til høgre.

Referansar

  1. Smedegård OØ. Optimizing Energy and Indoor Climate Systems in Swimming Facilities. Trondheim: Norwegian University of Science and Technology; 2023.
  2. Smedegård OØ, Jonsson T, Aas B, Stene J, Georges L, Carlucci S. The Implementation of Multiple Linear Regression for Swimming Pool Facilities: Case Study at Jøa, Norway. Energies. 2021;14(16):4825.
  3. European Commission. The European Green Deal 2019 [21.August 2021]. Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52019DC0640&from=EN.
  4. Kampel W. Energy Efficiency in Swimming Facilities [PhD Thesis,]: Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway; 2015.