Aldrig tidligere har Aalborg Forsyning opført en forsyningsstation med så mange flowmålere og transmittere som den, der nu står klar til at forsyne Aalborgs nye supersygehus med fjernkøling. Og aldrig tidligere har de opført et anlæg med redundante PLC’er, som nu udgør et nyt ben i forsyningssikkerheden.
Men det mest spektakulære ved løsningen er nu alligevel virkningsgraden. Virkningsgraden, også kaldet COP-faktoren, beskriver forholdet mellem strømforbrug og produktionen af varme, og hvor et almindeligt køleanlæg har en virkningsgrad på mellem 2 og 5, så har fjernkølingsanlægget en virkningsgrad på mellem 23 og 30.
Når vi måler det over et helt år, så er vores anlæg minimum 4-5 gange mere effektivt end konventionel køling,Siger projektleder ved Aalborg Forsyning og overordnet projektansvarlig for fjernkøleløsningen.
Den høje virkningsgrad betyder, at løsningen også er god for miljøet. Beregninger fra Rambøll viser, at køleanlægget sparer 500-700 tons CO2 om året i forhold til, hvis sygehuset havde valgt en konventionel køleløsning. Og det er noget, der vækker genklang i forsyningsverdenen.
"Interessen har været voldsom. Jeg har været ude at holde 40-50 foredrag allerede. Men det er også et fedt projekt at være med til at lave – det er et ægte grønt projekt, som ikke er lavet før i samme skala," siger den projektansvarlige.
Henter vand fra kridtsø
Den bæredygtige fjernkølingsløsning fungerer ved, at vand pumpes op fra en 32 meter dyb kridtsø, hvor vandets temperatur er mellem 5 og 13 grader celsius. Søvandet pumpes op til en varmeveksler tæt på søbredden, og her bruges søvandet til at køle det vand, der recirkulerer i køleanlægget. Vandet i køleanlægget er behandlet teknisk, så det ikke indeholder ilt og kalk og har en fast pH-værdi på 9,5 – på den måde kan det cirkulere i anlægget, uden at jernrørene ruster.
Fra varmeveksleren løber det afkølede vand gennem en 3,6 kilometer lang tunnel til Aalborg Forsynings energicentral. Herfra leveres der 12 grader varmt vand ind til hospitalet, og det modtages 18 grader retur
I tilfælde af, at temperaturen i søen overstiger 12 grader, er der to store varmepumper på energicentralen, som kan køle vandet ned til 7-8 grader og lede det ind i systemet.
”Køling er essentielt for sygehuset – det kan potentielt set være et spørgsmål om liv eller død – og derfor er der redundanskrav til løsningen. Så hvis søen svigter, har vi de to varmepumper, så vi stadig kan opnå en høj effekt,” siger Andreas Nielsen, der er automationstekniker i Aalborg Forsyning og har været ansvarlig for programmeringen.
Redundans på PLC-niveau
Set med automationsbriller er niveauet af redundans også det særlige ved løsningen. Aalborg Forsyning har benyttet redundante controllere fra Siemens og suppleret med Siemens SITOP Redundancy Module, der sikrer, at der altid er en aktiv strømforsyning til rådighed for de to strømforsyninger, der forsyner de redundante PLC’er.
”Vi deltog i et Siemens webinar, hvor vi lærte om redundante PLC’er, som vi ikke har arbejdet med før. Derefter indgik vi i en dialog med Siemens, så vi kunne vælge det rigtige fra start. Hvis en PLC går ned på en af vores almindelige pumpestationer, så kører pumpestationen ikke videre, men så kan vi bare tilkoble stationen før. Det kan vi ikke på den her løsning, og derfor har vi et højere sikkerhedsniveau. Så hvis en PLC går i stykker, så er der en anden, der tager over og kører videre,” siger Andreas Nielsen.
Foruden de redundante PLC’er er der en lang række andre sikkerhedsfunktioner, som gør det nærmest utænkeligt, at løsningen kan fejle.
"Vi har nødgenerator på vekslerstationen, vi kan køre med frikøling, hvis vi skulle miste vekslerstationen, og på kølecentralen har vi to ringe, der forsynes individuelt. Derudover er vi koblet på hospitalets generator og UPS-anlæg, så der er mange samtidige ting, der skal gå galt, hvis systemet skal fejle. Og det er jo ikke kun PLC’erne, der er redundante – redundansen er tænkt helt ud til den sidste komponent, så vi også har backup på transmitterne og delt switchene ud på forskellige CFU’er," siger han.
CFU’erne er SIMATIC Compact Field Units fra Siemens, som er I/O-bokse med otte ind- og udgange og otte instrumenttilslutninger, der sparer Aalborg Forsyning for en masse kabelføring – det kan du læse mere om her https://new.siemens.com/dk/da/produkter/industri/kundehistorier/aalborg-forsyning.html.
Største antal transmittere og flowmålere
Der står også Siemens på de mange flowmålere og transmittere, som er med til at styre flow og temperatur gennem hele systemet. Det begynder med niveautransmittere i indløbskammeret, fortsætter med tryktransmittere i pumperummet, og inde i vekslerrummet er der et stort antal tryk-, temperatur- og flowmålere.
”Vi benytter uhyggeligt mange procesinstrumenter, og vi har aldrig lavet andre stationer med så mange flowmålere og transmittere. Men alle transmittere og flowmålere har en funktion, for vi skal hele tiden kunne måle differenstrykket hen over et filter, og hvor meget vand der løber igennem hver veksel, så vi kan tilpasse kølingen til sygehusets behov,” siger Andreas Nielsen.
De mange komponenter og de redundante PLC’er har betydet, at programmørerne skulle holde tungen lige i munden – men det har mest været for at sikre redundansen.
”Det var ikke svært at programmere de redundante PLC’er. Men der blev tænkt en del over, hvordan MRP-ringene (Media Redundancy Protocol, red.) skulle designes for at sikre, at der er kølekapacitet nok til stede, hvis enkeltdele falder ud,” siger programmør Tomas Fuglsang fra Aalborg Forsyning.
Klar til kommercielt brug
Det sikre og bæredygtige fjernkølingsanlæg er klar til at blive taget i drift, så snart supersygehuset åbner. Men brugerne af Nyt Aalborg Universitetshospital bliver ikke de eneste, der får glæde af kølingen, for to andre kunder har allerede meldt ud, at de også gerne vil kobles på anlægget.
”Der ligger et fakultet tæt på søen, som er ved at blive sluttet til anlægget, og så har vi indgået en aftale med Steno Diabetes Center om også at blive koblet på. Fjernkøling skal køre på kommercielle vilkår, så en kunde skal have et kontinuerligt behov hen over hele året, før det kan betale sig,” siger projektleder Michael Sandager.
Så borgerne i Aalborg kan glæde sig over, at anlægget reducerer det årlige CO2-udslip med, hvad der svarer til udledningen fra cirka 363 personbiler.
