Manajemen Beban

Manajemen Beban

4.1 Definisi dari Manajemen Beban

Manajemen beban adalah pengendalian penggunaan energy listrik atau bentuk lain dengan mengurangi atau mengoptimalkan jumlah pemakain tersebut dan tingkat penggunaan tersebut (permintaan).

Dalam kasus system tenaga listrik, dilayani oleh utilitas atau generasi system pribadi atau keduanya, penggunaan energy listrik dalam kilowatthours (kWh), penggunaan energi reaktif dalam kilovarhours (kvarh), daya nyata didefinisikan dalam kilowatts (kW), daya semu didefinisikan dalam kilovoltamperes (kVA), daya reaktif didefinisikan dalam kilovars (kvar), factor tenaga (biasanya penalty), dan factor beban adalah item yang harus dikendalikan atau dikelola. Sebagai pendekatan umum, item-item yang dapat ditagih atua memiliki biaya-dikendalikan adalah mereka yang dimasukkan ke dalam system manajemen energi.

Item yang paling sering dikendalikan adalah permintaan listrik, karena hal itu adalah yang paling rentan terhadap penghematan dalam jangka pendek. Permintaan listrik, sering mewakili, dalam bagian, biaya pembangkitan tambahan untuk utility. Ini biasanya item yang memiliki biaya relative tinggi. Puncak permintaan dapat memperkenalkan biaya tinggi yg tidak normal untuk seluruh biaya penagihan (biasanya dalam bulanan), atau dalam kasus ketentuan berkelanjutan, untuk banyak periode.

Kebanyakan orang nyaris mendefinisikan manajemen beban sebagai control permintaan, tetapi seroang teknik yang baik mendikte control dari penggunaan listrik 24 jam per hari dan 365 hari per tahun. Konsep ini membutuhkan beban pembatasan bahkan saat waktu penggunaan terendah dari siklus beban pembangkit.

Kontrol energi merupakan pengurangan didalam jumlah keseluruhan penggunaan kWh atau kadang-kadang kVA. kontrol Energi yang paling sering dilakukan dengan metodologi control permintaan; bagaimanapun, penumpahan beban otomatis, pengurangan tingkat pencahayaan, control waktu dari penggunaan energy peralatan dan perlengkapan, dan control parameter interaktif menentukan tingkat pengeluaran (penggunaan thermostat sebagai contoh sederhana) adalah pendekatan yang paling umum untuk mengendalikan energi. Berbeda dengan control permintaan, satu-satunya waktu dapat diketahuinya kelebihan energi adalah saat tagihan utility diterima dan dianalisis-mungkin seminggu atau sebulan setelah kejadian.

Penerapan dari konsep manajemen beban membutuhkan pengetahuan tingkatan utility, pengauditan, dan pengukuran sebaik pengetahuan dasar dari proses dan beban yang sedang dikendalikan.

4.2 Teknik Kontrol Permintaan

Pemotongan puncak tenaga tanpa mengorbankan kualitas atau kuantitas produksidan pelayanan dasar dari segi esensi pengendalian permintaan.

Prinsip dasar dari control permintaan sangatlah sederhana. Perlu untuk mementukan diwaktu yang mana dalam sehari dan dihari apa terjadinya puncak dan kemudian menentukan beban yang mana yang digunakan saat itu. Selanjutnya, besarnya beban harus ditentukan dan keputusan harus dibuat untuk menentukan operasi mana yang dapat dikurangi atau ditangguhkan untuk mengurangi puncak permintaan dan tagihan listrik. Yang selanjutnya adalah menggambarkan berbagai jenis sarana yang efektif untuk permintaan pengendalian pembangkit.

4.2.1 Metode manual pengendalian permintaan

Manfaat maksimal dapat dicapai dari survey pembangkit listrik yang difokuskan pada bidang-bidang pembangkit dimana ia akan membayar untuk memiliki catatan terus menerus melalui pemasangan instrumentasi permanen. Catatan total pembangkit akan menunjukkan bagaimana masing-masing peralatan berkontribusi terhadap gambaran keseluruhan beban dan akan mengungkapkan apakah alat tersebut beroperasi sesuai spesifikasi. Area limbah harus diidentifikasi.

Jika pemansan tertentu, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC), atau system yang tidak penting lainnya di pabrik dapat dimatikan ketika bangunan kosong atau selama beberapa menit selama periode puncak permintaan, pewaktu mungkin pengrndali permintaan yang paling efektif. Tampilan system pencahayaan oautdoor dan indoor juga calon untuk mengontrol waktu-jam. System panas proses listrik juga dapat diberi batas waktu atau dipentaskan. Sepanjang system waktu-berbasis-jam meiliki keterbatasan. Kecuali jenis astronomis yang selama tujuh hari berturut-turut digunakan, frekuensi controller harus diset ulang. Gangguan listrik dapat meminta waktu ulang untuk selanjutnya, kecuali timer memiliki tenaga semi cadangan mekanis atau sumber lsitrik baterai cadangan dalam kasus timer elektronik. Pengendali waktu deprogram baru dapat menyediakan ratusan pola dan perubahan saat sepanjang tahun.

Dalam matering yang tepat, permintaan dapat dikendalikan secara manual dengan hanya menonton meteran. Idealnya, pembacaan local harus ditransmisikan ke titik yang sama dimana operasi staf (atau, beberapa perangkat) dapat mengamati tingkat konsumsi. Staff operator memulai penghapusan beban dengan mematikan beban noncritical untuk menjaga permintaan dibawah tingkat yang ditentukan sebelumnya. System komunikasi yang handal atau remote control harus dipasang bagi operator untuk memulai dari keadaan matu dan beralih pada keadaan hidup.

Keuntungan dari control manual adalah yang menunjukkan beberapa banyak yanf dapat dicapai dengan memotong permintaan, investasi kecil, dan memungkinkan manajemen untuk berpikir keluar masalha yang akhirnya akan harus menghadapi jika mereka pergi ke beberapa dari pelepasan otomatis.

Esensi dari semua control manual yang paling sederhana adalah penyediaan metering dan alarm segera tersedia untuk oeperator. Bacaan harian atau mingguan utilitas meter, yang terletak jauh, jarang memadai. Bukan, bacaan, baik prediktif dan ditotal, harus tersedia dilokasi operator. Logging informasi, baik secara manual maupun otomatis, akan mendorong operator untuk tetap waspada. Jika control tersebut penting, alarm harus disediakan untuk menunjukkan perlunya tindakan, obeservasi kasual meter tidak memadai untuk menunjukkan perlunya tindakan.

4.2.2 Pengontrol Otomatis

Ketika kompleks, operasi disetel sesuai yang  diinginkan, lebih canggih, permintaan pengendali otomatis harus dipasang.

Pengendali otomatis dapat dikategorikan oleh prinsip operasi: permintaan sesaat, tingkat ideal, konvergen rate, diprediksi permintaan, dan pengendali integral. lanjutan  cabang lima versi dasar ini, yang lainnya hybrid merangkul lebih dari satu prinsip operasi. Biaya instalasi akan bervariasi tergantung pada lokasi controller dan jumlah dan lokasi beban kontroler.

Kebanyakan permintaan kontroler membutuhkan input sinyal pulsa yang berasal dari utilitas permintaan meteran. Satu set pulsa menunjukkan tingkat penggunaan dan set pulsa lain menunjukkan pengendali permintaan interval. kemudian mengamati setiap interval untuk tingkat penggunaan. Gambaran rinci berikut menjelaskan bagaimana setiap jenis kontroler menggunakan informasi ini untuk mengendalikan permintaan.

4.2.2.1 Permintaan Seketika

Dengan permintaan kontroler sesaat [Gambar 4-1 (a)], tindakan yang diambil ketika permintaan sesaat melebihi theestablished ditentukan nilai setpoint. Sebuah nilai setpoint ditentukan untuk interval permintaan. Akumulasi garis lurus atau penggunaan konstan dianggap. Ketika onefourth interval permintaan telah terjadi, akumulasi permintaan atau kilowatthour penggunaan sebaiknya tidak lebih dari 25%. Banyak yang beralih masuk dan keluar dari layanan sesuai dengan kriteria ini. Mode operasi mungkin mengakibatkan bersepeda pendek beban. Dalam setiap sistem kontrol permintaan, bersepeda singkat dapat secara efektif teredam keluar dengan hanya menginstal siklus timer di sirkuit kontrol peralatan masalah atau dengan memiliki logika dalam kontrol yang melakukan hal yang sama fungsi waktu.

4.2.2.2 Tingkatan Ideal

Dengan tingkat kontrol yang ideal, batas akhir permintaan yang minta  dan kestabilan untuk menentukan ketika penggunaan menunjukkan bahwa batas ini kemungkinan akan dibentuk untuk menentukan kapan penggunaan menunjukkan bahwa batas ini kemungkinan akan exceded. Tingkat kontrol yang ideal tidak dimulai dari nol pada awal interval permintaan tetapi dari sudut pandang mengimbangi mapan yang memperhitungkan beban nondiscretionary. Slope dari tingkat ideal penggunaan kurva adalah bahwa ini didefinisikan oleh titik imbang dan permintaan maksimum yang dipilih. menyediakan penyangga terhadap tindakan yang tidak perlu di awal interval permintaan, sehingga mengurangi pengoperasian peralatan

4.2.2.3 Tingkat Konvergensi

Tingkat konvergen kontroler [Gambar 4-1 (c)] bekerja seperti tingkat kontroler ideal, tetapi beroperasi pada akumulasi penggunaan kurva yang batas atasnya ditentukan oleh permintaan maksimum yang ditentukan. Hal ini juga mempekerjakan offset untuk meminimalkan gangguan operasi di awal permintaan interval. Tapi tidak seperti tingkat kontroler ideal, yang dibentuk penggunaan tingkat paralel jalur beban, garis beban tingkat kontroler konvergen tidak sejajar. Mereka memusatkan permintaan maksimum di titik vernier seperti kontrol menjelang akhir permintaan  interval ketika akumulasi permintaan tercatat di dekat setpoint.

4.2.2.4 Prediksi Permintaan

Dengan permintaan kontroler yang diperkirakan [Gambar 4-1 (d)], penggunaan rata-rata dipantau secara berkala melalui permintaan Interval dan dibandingkan dengan penggunaan seketika pada saat itu. Informasi ini digunakan terus-menerus  untuk mengembangkan perkiraan penggunaan kurva untuk sisa interval. Tindakan ini diambil, Jika perkiraan  kurva  menunjukkan bahwa target  setpoint terlampaui.

4.2.2.5 Integral Berkelanjutan      

Kontroler intergral berlanjut  [Gambar 4-1 (e)]  memonitor penggunaan daya berlanjut, bukan hanya ketika waktu sinyal pulsa ditransmisikan oleh utilitas permintaan perusahaan meteran. Ketika tindakan dipanggil, controller mengaktifkan satelit (remote) siklus waktu, yang melepaskan beban untuk jangka waktu yang telah ditentukan. Jika tindakan disebut untuk memajukkan, timer lainnya diaktifkan sampai penggunaan dibawa sejalan dengan tujuan yang diinginkan. Karena timer satelit, diaktifkan sekali, akan melepaskan beban melalui siklus lengkap dan tumpang tindih interval permintaan, operasi siklus pendek berkurang.

4. 2. 3 System yang berbasis microprosesor

Menggunakan keyboard input ke komputer, perencanaan mesin dapat menentukan maksimum permintaan yang dapat ditoleransi, berdasarkan pengalaman sebelumnya. Mikroprosesor terus-menerus memantau perencanaan dan konsumsi listrik, oleh salah satu metode, tersebut menentukan jika permintaan membatasi akan terlampaui. Jika permintaan adalah jauh di bawah batas, kontrol tindakan tidak diambil. Jika komputer memperkirakan bahwa permintaan mungkin melebihi batas, beban yang dipilih dapat secara otomatis dimatikan untuk mengurangi permintaan atau peringatan dapat mengingatkan gedung perencanaan yang kemudian membuat manual penyesuaian keputusan. Hal itu menyediakan beberapa tingkat beban penumpahan prioritas. Beberapa beban yang ditunjuk rendah prioritas; ini akan menjadi gudang di round-robin rotasi yang diperlukan. Orang lain dapat ditempatkan di kategori, prioritas tinggi yang terpisah yang menunjukkan mereka tidak akan menjadi gudang sampai pasokan prioritas rendah beban habis. Membatasi dan beban penumpahan dapat ditingkatkan selama periode-periode sibuk, dengan permintaan.Dua yang paling berharga fitur dari sistem ini adalah penebangan dan kemampuan pencetakan dan kemampuannya untuk di-rumah pemrograman ulang.

Dengan waktu-of-hari kontrol, peralatan yang dikelola oleh sistem berbasis mikroprosesor beroperasi hanya bila diperlukan. ini sistem dapat siklus berbagai beban bangunan dan dapat bervariasi siklus tugas beban yang sesuai dengan waktu hari, mengejutkan peralatan off kali untuk mengurangi tuntutan listrik. Beban bersepeda fleksibel dengan demikian mempertahankan kapasitas peralatan lengkap untuk cepat pemanasan atau pendinginan, sekaligus mengurangi permintaan dan biaya energi di bawah kondisi operasi rutin.

Mikroprosesor telah memungkinkan pengembangan dari seluruh seri sistem kontrol dengan komputer tertanam teknologi, yaitu, kecil komputer diprogram yang dibangun ke dalam perangkat kontrol. Banyak perangkat remote mengandung built-in atau tertanam komputer, terutama untuk menyediakan saluran komunikasi ke unit pusat. itu sistem manajemen energi modem mungkin kombinasi dari ini dan teknologi PC.

Teknologi berbasis mikroprosesor telah menjadi begitu kuat bahwa itu adalah umum untuk menggabungkan sebagian besar bangunan sistem kontrol termasuk manajemen energi, keamanan, deteksi kebakaran dan alarm, kontrol mekanik dan listrik sistem, data logging, dan kontrol pencahayaan ke satu komputer. Dalam sistem yang lebih besar, konsep komputer terdistribusi, di mana serangkaian komputer kecil melaporkan ke unit kontrol pusat, memberikan keandalan tambahan dan pemisahan fungsi.

4 .3 Pemantauan utilitas dan sistem kontrol

Sebuah utilitas pemantauan dan pengendalian sistem in-plant pusat harus mempertimbangkan total lokasi pabrik, termasuk penggunaan bahan bakar di produksi proses steam, air panas, air dingin dan listrik, penggunaan energi dalam proses produksi di menjaga lingkungan pabrik, dan biaya pembelian tenaga listrik. Sistem pengelolaan utilitas ini terdiri dari tiga tingkatan hirarkis: pengoperasian, pengawasan, dan tingkat perencanaan pengelolaan. Data dalam hal ini hirarki membutuhkan lebih banyak manipulasi dan pemurnian karena berlangsung dari yang lebih rendah ke tingkat yang lebih tinggi.

Menggunakan sistem manajemen utilitas yang beragam seperti proses yang mereka layani. Yang lebih jelas dijelaskan dalam 4. 3.1 sampai 4.3. 6

4. 3. 1 Distribusi Energi

Dengan pemantauan produksi listrik dan pembelian, insinyur dapat merekomendasikan perubahan dalam distribusi atau pembelian energi.

4.3.2 Memonitor Konsumsi Energi

Pemantauan konstan dan evaluasi penggunaan energi oleh departemen atau daerah dapat mencegah konsumsi yang luar biasa.

4.3.3 Metode Konservasi

Analisis komputer dari kondisi pabrik (melemahkan putaran kipas, pengaturan AC, dll) secara substansial dapat mengurangi permintaan dan, kadang-kadang, konsumsi

4.3.4 Load Shedding

Penumpahan selektif beban dengan prioritas rendah dapat meminimalkan puncak permintaan. load shedding juga penting ketika menempatkan batas tertinggi yang mutlak atau untuk kelebihan penggunaan pada jumlah energi yang dipasok.

4.3.5 Cogeneration

Sebuah controller energi berbasis komputer yang bermanfaat bagi tanaman menggunakan proses uap untuk menghasilkan listrik untuk penggunaan internal. Jika dengan gas produk untuk dibakar sebagai bagian dari bahan bakar, controller menentukan campuran ekonomi minyak dibeli dengan gas buang yang dibutuhkan untuk menghasilkan uap yang diperlukan untuk pembangkit listrik yang efisien. Controller menghitung bahwa tingkat generasi yang akan dipertahankan di bawah setiap kondisi operasi dan mempertimbangkan bagaimana kontrak dengan utilitas mempengaruhi campuran.

4.3.6 Maintainance Prediksi

Deteksi dini meningkat emperatures, arus abnormal, atau penyimpangan operasional lainnya selama pemantauan noral oleh komputer dapat sinyal kebutuhan untuk pemeliharaan sebelum peralatan rusak. Penghematan biaya maintainance dapat signifikan. Dengan peringatan dini, shutdowns peralatan dapat dijadwalkan untuk menghindari gangguan mahal dari proses produksi.

4.4 HVAC dan Energi Manajemen

4.4.1 HVAC Pengawasan dan Pengendalian

Monitoring dan kontrol HVAC meliputi pemantauan otomatis peralatan HVAC dan juga menyediakan personil operasi dengan informasi tentang status sistem dan komponen yang dipilih. Suhu, dewpoint , kelembaban, tekanan, laju alir, dan parameter operasi utama lainnya terus dipantau dan ditampilkan setelah perintah atau ketika kondisi abnormal atau alarm terjadi.

Sebuah sistem HVAC juga menyediakan fasilitas untuk remote control fungsi yang diperlukan untuk operasi peralatan HVAC. Dari operator mesin atau antarmuka manusia-mesin (OMI/MMI), para penggemar dapat diaktifkan atau dimatikan dan kecepatan mereka dapat disesuaikan, peredam dan katup kontrol mereka dapat diposisikan, kecepatan pompa dapat dikendalikan, peralatan dapat dimulai dan berhenti, titik kontrol dapat disesuaikan, dan semua fungsi lain yang diperlukan untuk mengoperasikan dan memantau peralatan mekanik fasilitas dapat dikendalikan.

Sistem HVAC fasilitas umumnya progammed untuk beberapa mode operasi. Program ini dikembangkan oleh manajemen energi dan fasilitas kelompok operasi. Data mereka harus dimasukkan ke dalam perangkat lunak untuk memastikan operasi HVAC memenuhi kode, hunian, dan kebutuhan konservasi energi. Program HVAC ini akan menjelaskan kebutuhan musiman serta hari, malam, dan hari libur hunian di masing-masing bangunan, atau area bangunan, yang terdiri dari fasilitas. Dalam kasus daerah yang luas di mana hunian sangat bervariasi selama periode waktu yang singkat, program mungkin harus menyertakan real-time atau kontrol per jam dari komponen HVAC dan mungkin sebagian besar dari pencahayaan.

Jenis-jenis peralatan biasanya diawasi sistem pengendalian HVAC adalah sebagai berikut :

  • Peralatan Penanganan Air
  • Pendingin Penyerapan Uap
  • Pendingin Penyerapan Langsung Dipecat
  • Boiler
  • Motor Didorong Pendingin Air ( Sentrifugal, Reciprocating Atau Secrew Heliks)
  • Steam Turbin Didorong Pendingin Air
  • Mesin Diesel Didorong Pendingin Air
  • Air Kompresor
  • Kondensor Berpendingin Udara
  • Dampers
  • Evaporator
  • Fans
  • Pompa Panas
  • Heat Exchanger
  • Tank Cair
  • Pompa
  • Kulkas
  • Peralatan Bak Penampung
  • Katup
  • Switch Control ( Listrik/Pneumatik, Pneumatik/Listrik)
  • Perangkat Panaskan
  • Menara Pendingin
  • Peralatan Pembuatan Ice
  • Sistem Penyimpanan Es
  • Penggemar Exhaust
  • Peralatan Pelunakan Air

Kondisi HVAC dan jumlah yang akan dimonitor atau dikontrol mungkin termasuk yang berikut :

  • Dioptimalkan Start
  • Suhu Udara Dan Suhu Air Pasokan Ulang
  • Suhu Operasi Mati -Band
  • Enthaply Changeover
  • Permintaan Membatasi
  • Posisi Damper
  • Tarif Arus
  • Pasokan Bahan Bakar dan Konsumsi
  • Volume Gas
  • Kelembaban Dan Dewpoint
  • Kebutuhan Daya Listrik Nyata Dan Reaktif Dan Konsumsi
  • Arus Line Dan Tegangan ( S )
  • Tingkat Cair
  • Equipment Pakai (Putaran Atau Siklus )
  • Kebocoran Dan Tumpahan Minyak
  • Kecepatan Kipas
  • Gelar Hari Pemanasan dan Pendinginan
  • Power Kegagalan dan Penyimpangan ( Utama, Tambahan, Kontrol)
  • Tekanan
  • Programmed Start/Stop Operasi
  • Status Peralatan Lain-Lain Dan Sytems
  • Suhu
  • Gas Dan Cairan Beracun
  • Gas Berbahaya, Debu, dan Cairan
  • Gas Mudah Terbakar (Misalnya, Metana Dalam Genangan Air Dan Lubang Got, Hidrogen Dalam Kamar Baterai )
  • Posisi Valve
  • Arah Angin
  • Kecepatan Angin
  • Energi Matahari Yang Tersedia ( Kj/M2 )
  • Daylight Tersedia ( Lx )
  • Kolektor Surya Sudut Kemiringan
  • Penjadwalan Liburan
  • Pengurangan Run –Time

4.4.2 Kontrol Digital Langsung

Secara tradisional, sistem mekanis untuk bangunan telah dirancang dengan kontrol suhu otomatis (ATC) untuk Sistem HVAC. Pengalaman yang cukup telah diperoleh baik dengan sistem ATC serta mikro aplikasi untuk proses kontrol. Dengan demikian, teknologi mikro menawarkan insinyur alat yang ampuh untuk kontrol Sistem HVAC.

4.4.2.1 Kontrol Suhu Otomatis

Dalam kontrol loop tertutup, sensor memberikan informasi tentang variabel (misalnya;suhu) ke kontroler yang menggerakkan alat pengontrol, seperti katup, untuk mendapatkan setpoint yang diinginkan. Output dari pengontrol harus mengoperasikan alat pengendali untuk mempertahankan setpoint (misalnya, dengan modulasi aliran air dingin melalui kumparan) bahkan jika udara atau laju aliran air atau suhu perubahan. Ini harus terjadi secara terus menerus dan harus cukup cepat untuk mempertahankan setpoint, dalam hal pengontrol dikatakan beroperasi” secara real time . Penciptaan lingkungan yang nyaman dengan pemanasan, pendinginan, humidifikasi, dan teknik lainnya adalah real-time proses yang membutuhkan kontrol loop tertutup . Sistem HVAC membutuhkan banyak kontrol. Sebuah unit penanganan udara khas (AHU) membutuhkan setidaknya tiga loop kontrol (masing-masing untuk peredam udara segar, koil pemanas, dan koil pendingin) ditambah aksesori perangkat kontrol untuk membuat mereka semua bekerja secara harmonis. Cara di mana loop kontrol ini beroperasi memiliki efek besar pada jumlah energi yang digunakan untuk kondisi udara .

4.4.2.2. Teknik Pengontrolan Komputer

Ketika kontrol dalam sistem loop tertutup adalah sebuah komputer digital, maka disebut “kontrol digital langsung. “Hal ini tampak cara yang jelas untuk menerapkan komputer ke loop kendali. Namun, kebanyakan komputer dalam aplikasi kontrol hari ini tidak diterapkan dengan cara ini. Sampai saat ini, kebanyakan komputer yang terutama digunakan sebagai sistem pengawasan untuk mengawasi pengoperasian sistem kontrol independen. Sebuah komputer pengawasan pemantauan sistem ATC dan mampu reset setpoint pengontrol memiliki beberapa kelemahan dasar, sebagai berikut :

  • Komputer pengawasan yang paling canggih tidak dapat meningkatkan operasi loop kontrol karena kontroler ini benar-benar dalam perintah. Setiap kekurangan atau ketidaktepatan pengontrol akan tetap di dalam sistem.
  • Komputer ke pengontrol yang selalu sering tatapmuka memerlukan alat mekanis atau elektromekanis yang mahal dan tidak akurat.
  • Sensor komputer dan pengontrol sensor yang sebenarnya mungkin tidak setuju, untuk kesepakatan yang lebih baik kebingungan atau kurangnya kepercayaan dalam satu sistem atau yang lain.

4.4.2.3 Program computer control digital langsung (DDC)

Daya Sebuah komputer adalah perangkat lunak pemrograman. Bila diterapkan pada kontrol suhu otomatis, software pemrograman yang dirancang dengan baik menawarkan manfaat yang dramatis, sebagai berikut:

  1. Desain sistem kontrol tidak “beku” ketika fasilitas dibangun. Teknik kontrol alternatif bisa dicoba setiap saat di sedikit, jika ada, biaya tambahan.
  2. Dengan perangkat lunak dikonfigurasi kontrol, semua panel kontrol dapat identik, yang memfasilitasi instalasi, memeriksa, dan pemeliharaan. Satu komputer DDC standar dapat mengontrol hampir semua peralatan HVAC.
  3. Sistem kontrol dapat ditingkatkan dengan tambahan pemrograman di masa depan. Tidak ada peralatan tambahan atau instalasi biasanya akan diminta.
  4. Kenyamanan dan operasi pengorbanan biaya yang mudah dibuat oleh fleksibilitas untuk memodifikasi parameter operasi dalam sistem kontrol. Penghematan energi yang optimal dapat diwujudkan tanpa mengorbankan kenyamanan penghuni.

Program perangkat lunak yang fleksibel harus memungkinkan perubahan tidak hanya setpoints tetapi strategi pengendalian juga. Tindakan kontrol, keuntungan, konfigurasi lingkaran, interlock, batas, jadwal ulang, dan parameter lainnya adalah semua dalam perangkat lunak dan harus dapat dimodifikasi oleh pengguna setiap saat tanpa mengganggu operasi sistem normal.

Dengan DDC, operator, melalui program ini, mungkin acces semua setpoints penting dan strategi operasi. Akurasi terjamin oleh komputer. loop kontrol dapat ulang dengan merevisi software lingkaran, tanpa rewiring perangkat kontrol. Atur ulang jadwal dapat diubah dengan mudah. Sebagai contoh, setpoints pemanasan dan strategi dapat diatur di musim panas dengan jaminan lengkap yang sistem DDC akan melakukan seperti yang diharapkan ketika musim dingin tiba.

4.4.2.4 DDC Loops

Biasanya, DDC loop tertutup terdiri dari sensor dan aktuator, di samping komputer digital, sebagai pengendali. Fitur desain tertentu harus digunakan untuk mendapatkan kinerja yang optimal dari DDC loop. Sensor untuk DDC loop sangat penting, karena komputer bergantung pada accurary mereka untuk memberikan kontrol yang tepat bahwa operator sistem HVAC kebutuhan. Perubahan 1 F di beberapa suhu, seperti air dingin, dapat mempengaruhi konsumsi energi oleh beberapa persentase poin, sehingga sistem kontrol dengan bahkan 1 F kesalahan tidak sepenuhnya dikontrol dalam hal penggunaan energi. Jadi tidak membuang-buang ketepatan DDC, sensor kualitas harus digunakan yang tidak memerlukan kalibrasi lapangan dan tidak harus disesuaikan sama sekali untuk antarmuka dengan komputer DDC. Setpoints kontrol sehingga dicapai dengan akurasi optimal dalam semua kondisi di sepanjang waktu.

Dengan komputer melakukan DDC, masalah tradisional fluktuasi suhu dan operasi yang tidak efisien dapat dihilangkan. Teknik proporsional-integral-derivative (PID) Kontrol menyediakan untuk cepat, operasi yang bertanggung jawab perangkat dikendalikan oleh bereaksi terhadap perubahan suhu dalam tiga cara:

  • Perbedaan antara setpoint dan suhu aktual (proporsional)
  • Durasi bahwa perbedaan telah berlangsung (integral)
  • Tingkat bahwa suhu sebenarnya berubah (derivatie)

PID menghemat energi dan meningkatkan akurasi simultan dengan menghilangkan perburuan dan offset dan dengan mengurangi overshoot dan pengaturan waktu.

Semua komputer digital bekerja dengan biner (on atau off) informasi. Karena itu perlu untuk memodulasi perangkat dikendalikan (misalnya motor yang beroperasi peredam atau katup), perangkat antarmuka rumit (transducer) sering digunakan. Metode yang lebih baik untuk digunakan, yang telah disempurnakan dalam aplikasi proses yang jauh lebih menuntut, adalah pulse-width modulation (PWM). Komputer output biner secara langsung terhubung ke perangkat modulasi. PWM menggunakan dua arah (open/close) pulsa dari berbagai durasi waktu untuk posisi perangkat dikendalikan persis seperti yang dibutuhkan untuk memenuhi permintaan. Pulsa lebar digunakan untuk koreksi besar, seperti perubahan setpoint atau kondisi start-up. Lebar pulsa menjadi semakin pendek kurang koreksi diperlukan untuk mendapatkan kontrol setpoint yang diinginkan.

4.4.2.5 DDC Manajemen Energi

Banyak strategi telah dikembangkan untuk secara efektif mengelola dan menyimpan energi dalam sistem operasi HVAC. Sistem DDC dapat cerdas terintegrasi dengan fungsi kontrol suhu di komputer yang sama, sedemikian rupa sehingga pengurangan energi yang dicapai tanpa mengorbankan fungsinya kontrol suhu dasar. Hal ini juga akan menghilangkan kebutuhan untuk melengkapi sistem ATC konvensional dengan energi sistem manajemen add-on (EMS), yang akan menghemat peralatan, instalasi, dan biaya pemeliharaan.

4.4.2.6 jaringan DDC didistribusikan

Menerapkan DDC di seluruh fasilitas dengan berbagai peralatan HVAC dapat dicapai dengan sejumlah komputer dan kontrol proses sistem. Dimulai dengan loop kontrol dasar, sistem dapat memperluas untuk mengontrol seluruh fasilitas.

Sebuah komputer DDC harus mampu menangani sejumlah loop kontrol (4-8 khas). Aksesori on/off control dan monitoring fungsi juga harus dikontrol oleh komputer yang sama. Setiap komputer harus mampu operasi independen dan dapat melakukan semua fungsi kontrol penting tanpa terhubung ke komputer lain. Hal ini menunjukkan bahwa setiap peralatan HVAC utama yang terpisah (seperti pengendali udara, boiler, atau chiller) memiliki komputer DDC sendiri, dengan cara yang sama yang masing-masing akan memiliki panel kontrol konvensional independen. Ini kemudian dihubungkan bersama-sama dengan jaringan area lokal (LAN) untuk komunikasi. Hal ini menghasilkan jaringan pengolahan benar-benar didistribusikan di mana setiap komputer dapat melakukan semua fungsi kontrol secara independen.

Twisted-pair, kontrol tegangan rendah kabel (foil terlindung) adalah pilihan yang ekonomis untuk interkoneksi, meskipun kabel koaksial atau sistem serat optik kabel dapat digunakan jika mereka dipasang di fasilitas untuk menyediakan berbagai layanan komunikasi.

Di suatu tempat di LAN ini, “jendela” diperlukan untuk memungkinkan operator staf untuk antarmuka dengan komputer DDC. Hal ini dicapai dengan berbagai jenis komputer, terhubung ke jaringan di setiap lokasi, yang menyediakan akses ke komputer DDC. Semua setpoints kontrol dan strategi dapat diprogram dari komputer akses ini, dan semua pembacaan sensor dapat dipantau.

4.4.2.7 Protokol Jaringan

Set instruksi khusus kode yang memungkinkan perangkat mikroprosesor terhubung ke LAN untuk berkomunikasi adalah protokol jaringan. Protokol jaringan yang paling umum adalah jenis peer-to-peer (misalnya, Ethernet atau ARCNET) dan IEEE 802.4 sistem terbuka token-passing. Meskipun jaringan ini dikatakan sebagai “sistem terbuka,” sebagian besar produsen memiliki struktur pesan tertentu yang proprietary. Dengan demikian, integrasi protokol beberapa produsen ‘melalui jaringan yang sama memerlukan berbagi informasi.

The American Society of Heating, pendingin dan AC Engineers (ASHRAE) telah mengembangkan sebuah protokol terbuka yang memungkinkan pertukaran data antara perangkat yang dibuat oleh produsen yang berbeda. Disebut BACnet (untuk Otomasi Gedung dan Kontrol Jaringan), protokol telah diterbitkan sebagai ANSI/ASHRAE 135-1995 [B1] .21

4.4.2.8 Sistem integriy

Sebuah sistem DDC dapat dirancang untuk keandalan yang tinggi dan untuk waktu yang berarti jauh lebih pendek untuk memperbaiki (MTTR) dari sistem ATC konvensional. Persyaratan desain utama adalah sebagai berikut:

Komputer kontrol independen. Dalam sebuah jaringan pemrosesan terdistribusi, komputer ini memastikan bahwa kegagalan satu komputer tidak akan mempengaruhi operasi sistem komputer lainnya.  Jarak jauh data-link diagnosis. Memungkinkan ahli pabrik produsen komputer untuk menelepon ke DDC sistem dan kontrol memecahkan masalah masalah. Penggantian komputer universal. Mensyaratkan bahwa semua komputer kontrol identik, terlepas dari peralatan  HVAC.

Karena komputer akses dalam jaringan terdistribusi tidak mampu kontrol nyata, mungkin tidak memerlukan sistem cadangan khusus. Diagnosis data link dapat dengan cepat menentukan masalah pada komputer,

Pertimbangan integritas sistem juga harus mencakup apa yang terjadi ketika komputer gagal. Sebuah kondisi yang aman harus ada ketika hal ini terjadi. Oleh karena itu, setiap kali komputer DDC yang digunakan, semua perangkat standar keselamatan (yaitu, untuk kontrol yang berlebihan, asap, membekukan perlindungan, dll) harus tetap dalam sistem dengan komputer. Ini biasanya perangkat yang sangat sederhana yang telah terbukti dalam bertahun-tahun HVAC desain sistem, dan tidak dianggap usang ketika komputer digunakan untuk kontrol digital langsung dari sistem.

4.5 Ekonomi Pembenaran Untuk Sistem Manajemen Beban

Sebuah sistem manajemen beban dapat memberikan penghematan yang cukup besar, baik melalui pengurangan biaya energi, atau melalui peningkatan produksi tanpa peningkatan kebutuhan energi yang sesuai. Untuk sistem yang kompleks, return on investment (ROI) untuk biaya menurun dan peningkatan pendapatan mungkin tidak sendirian cukup untuk membenarkan investasi awal dalam waktu yang ditentukan perusahaan. Banyak perusahaan dapat membenarkan sistem manajemen energi secara ROI ketika konsep kehilangan produksi akibat kekurangan atau celana yang dihitung dan dimasukkan dalam analisis ROI.

Manajemen saat ini dapat melakukan investasi untuk mengoptimalkan penggunaan energi. Beberapa industri mungkin diperlukan oleh pemerintah untuk mengurangi kebutuhan energi. Industri lainnya akan harus membuktikan bahwa penggunaan energi sudah memenuhi atau melebihi standar industri untuk efisiensi dalam hal energi yang dikonsumsi per unit atau produk.

Manfaat tambahan dapat diwujudkan dari sistem manajemen energi berbasis komputer dengan memungkinkan komputer untuk melakukan tugas-tugas lainnya. Akuisisi data dan pelaporan kemampuan komputer dapat digunakan untuk memonitor dan merekam pengoperasian peralatan pengendalian polusi. Kemampuan untuk jadwal pemeliharaan pencegahan dapat digunakan untuk melindungi semua peralatan pabrik utama, bukan hanya yang berhubungan dengan produksi energi atau penggunaan. Manajemen beban dapat membuktikan ekonomis di mana dilakukan dalam hubungannya dengan fungsi-fungsi lainnya.

4.6 Bibliography

Additional information may be found in the following sources:

[B1] ANSI/ASHRAE 135-1995, BACnet: A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks.22

[B2] Batten, G. L., Jr., Programmable Controller—Hardware, Software and Applications. TAB Professional and Reference Books, 1988.

[B3] Chen, Kao, and Palko, Ed, “An Update on Rate Reform and Power Demand Control,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 1A-15, no. 2, Mar./Apr. 1979.

[B4] Dacquisito, J. F., “Beating Those Power Demand Charges,” Plant Engineering, Nov. 1971.

[B5] Hansen, A. G., “Microcomputer Building Control Systems Managing Electrical Demand on Energy,” Building Operating Management, July 1977.

[B6] Hugus, F. R., “Shipbuilding and Repair Facility Controls Demand To Reduce the Cost of Electricity,” Electrical Construction and Maintenance, July 1973.

[B7] IEEE Std 241-1990, IEEE Recommended Practice for Electric Power Systems in Commercial Buildings (IEEE Gray Book) (ANSI).23

[B8] IEEE Tutorial Course 91EH0337-6 PWR, Fundamentals of Supervisory Systems, 1991.

[B9] IEEE Tutorial Course 88EH0280-8-PWR, Distribution Automation, 1988.

[B10] Jarsulic, N. P., and Yorksie, D. S., “Energy Management Control Systems,” Energy Management Seminar Proceedings, Industry Applications Society, 77CH1276-51A, Oct. 1976 and Oct. 1977.

[B11] Quinn, G. C., and Knisley, J. R., “Controlling Electrical Demand,” Electrical Construction and Maintenance, June 1976.

[B12] Maynard, T. E., “Electric Utility Rate Analysis,” Plant Engineering, Nov.1975.

[B13] Meckler, Milton, “Energy Management by Objective,” Buildings, Cedar Rapids, Iowa, Nov. 1977.

[B14] Niemann, R.A., “Controlled Electrical Demand,” Power Engineering, Jan. 1965.

[B15] Ochs, H. T., Jr., “Utility Rate Structures,” Power Engineering, Jan. 1968.

[B16] Palko, Ed., “Saving Money through Electric Power Demand Control,” Plant Engineering, Mar. 1975.

[B17] Palko, Ed., “Preparing for the All-Electric Industry Economy,” Plant Engineering, June 1976.

[B18] Peach, Norman, “Do You Understand Demand Charges?,” Power, Sept. 1970.

[B19] Peach, Norman, “Electrical Demand Can Be Controlled,” Power, Nov. 1970.

[B20] Rekstad, G. M., “Why You’ll Be Paying More For Electricity,” Factory Management, Feb. 1977.

[B21] Relick, W. J., “Using Graphic Instruments To Hold Down Electric Power Bill,” Plant Engineering, May 1974.

[B22] Talukdar, S. and Gellings, C.W. Load Management. New York, NY: IEEE Press, 1987.

[B23] Wright, A., “Keeping That Electric Power Bill Under Control,” Plant Engineering, June 1974.

Terjemahan dari:IEEE Recommended for Energy Management Industrial and Commercial Facilities

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s