Denne artikkelen er produsert og finansiert av Sintef - les mer.
Smart oppvarming: Det er håp for eldre kontorbygg
Forskerne klarte å kutte energiforbruket med en tredjedel uten dyre oppgraderinger.
I dette bygget fra 1960-tallet har forskere fra Sintef og GK testet smart styring av oppvarmingen.
(Foto: SINTEF)
Kuttet i energibruken er vist gjennom et samarbeid mellom forskere fra Sintef og konsernet GK.
Systemet baserer seg blant annet på data om fremtidige strømpriser og vær.
– Resultatene er lovende. Det er
mye å spare, og investeringskostnadene er minimale. Lignende styringssystemer blir
mye brukt i industriprosesser, men i bygg er det
fortsatt et stort, uutnyttet potensial, sier Harald Taxt Walnum, forsker i Sintef.
Tar høyde for strømpriser og værmeldinger
I forsøkene har forskerne brukt Model Predictive Control (MPC) i et av Sintefs kontorbygg fra 1960-tallet.
MPC brukes i alt fra selvkjørende biler til kjemiske fabrikker og droner. Dette er en av de beste metodene for å styre systemer som trenger presisjon og effektivitet.
Et slikt system styrer ved å forutsi hva som vil skje fremover. Alt blir justert underveis for å oppnå best mulig resultat.
Den 60 år gamle radiatorstyringen, som kun regulerte varmen etter utetemperaturen,
ble oppgradert med MPC.
Resultatet: I løpet av én og en
halv måned ble energiforbruket redusert med 33 prosent sammenlignet med forventet
forbruk ved normal drift.
– Det som skiller MPC fra mer
tradisjonelle styringsmetoder, er evnen til å tenke fremover. I stedet for å
kun reagere på endringer når de skjer, planlegger MPC hvordan systemet skal
oppføre seg for å oppnå best mulige resultater over tid, forklarer Walnum.
Systemet analyserer blant annet
fremtidige strømpriser og værmeldinger for å bruke minst mulig strøm når
prisene er høye.
Systemet fikk også presise data om temperatur og
energibruk i bygget. Slik ble det mulig å effektivisere varmejusteringen. Det sparte
både energi og kostnader, og det ble bedre inneklima i bygget.
– Effekten hadde ikke
nødvendigvis vært like stor om studien hadde blitt gjennomført på en annen tid
av året, når svingningene i temperatur og strømpris er mindre, forklarer sivilingeniør
i kybernetikk hos GK, Peder Ward.
Under testperioden i april og
mai var det flere dager der temperaturen i skyggen var relativt lav, mens
varmen fra sola ga en helt annen reell utetemperatur.
Stort potensial i gamle bygg
Det finnes mange næringsbygg i Norge
og Europa med gamle radiatorer.
Det er dyrt å oppgradere til moderne sonestyring med nye termostater og sensorer i hvert rom.
MPC-systemet bruker eksisterende infrastruktur i byggene og koster en brøkdel.
Ward tror derfor løsningen kan
bli et viktig bidrag i samfunnsdugnaden for energieffektivisering.
– Vi vet at bygninger står for rundt 30 prosent av verdens totale
energiforbruk og nesten like mye av de energirelaterte CO₂-utslippene. I
tillegg er de fleste bygninger som vil være i bruk i 2050, allerede bygget.
Skal vi lykkes med grønn omstilling, må vi derfor se på hvordan vi kan utnytte
eksisterende bygg og teknikk mer effektivt.
Ward mener også at løsninger som
MPC i tillegg gir bygninger
fleksibilitet til å tilpasse seg fremtidens behov.
– Teknologien kan kobles til smarte nettverk der bygninger bidrar til å avlaste strømnettet ved å
redusere forbruket i perioder med høy energibelastning. Dette kan også bidra
til å støtte bruken av fornybar energi, forklarer han.
Fortsatt noen utfordringer
Å skalere opp løsningen vil kreve mer utvikling.
En av utfordringene i forsøkene var å sikre stabile dataforbindelser og håndtere perioder med manglende
måledata.
– Modellen håndterte dette
overraskende godt. Det er likevel nødvendig med en reserveløsning som sikrer
kontinuerlig drift dersom datatilgangen eller MPC-systemet er ustabilt, sier
Ward.
Walnum jobber med en doktorgrad
om MPC-systemet. Han ser nærmere på hvordan systemet fungerer over tid og
hvordan løsningen kan fungere i bygg med mer moderne teknikk.
– Det må lages en bedre «plug and play»-løsning, som ikke krever store
lokale tilpasninger, sier han.
Effektivt samarbeid mellom næringsliv og forskningsinstitutt
Ward og Walnum er likevel svært
fornøyde med resultatene fra prosjektet. Samarbeidet har resultert i både en vitenskapelig
artikkel og praktisk
utnyttelse av den nye kunnskapen.
– Dette er et godt eksempel på
hva vi får til når forskningsinstitutter og næringen samarbeider, sier Ward.
Studien er gjennomført som en
del av forskningssenteret FME ZEN.
Referanse:
Harald Taxt Walnum mfl.: Demonstration of a low-cost solution for implementing MPC in commercial buildings with legacy equipment. Applied Energy, 2025. Doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.125012
Les også disse artiklene fra Sintef:
forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER
