Hvad er affinitetsloven - og hvad har den med dit HVAC-system at gøre?

‍

Affinitetsloven er utrolig relevant for alle, der har et varme-, ventilations- og airconditionsystem (HVAC). Når dette indlæg er slut, vil du forstå dens betydning i HVAC-systemer, og hvordan udnyttelsen af den kan føre til betydelige fordele inden for komfort og energieffektivitet - især når den kombineres med innovative teknologier som Ento Control.

‍

Forståelse af affinitetsloven

Affinitetsloven handler i bund og grund om relationer - den slags, der findes mellem den hastighed, hvormed dit HVAC-systems komponenter kører, den luft eller det vand, de flytter, og den energi, de bruger.

De tre matematiske principper forklarer, hvordan ændringer i disse komponenters hastighed påvirker systemets samlede ydeevne. Her er en oversigt:

‍

1. Første affinitetslov: hastighed og gennemstrømning
   Den første lov siger, at hvis du ændrer hastigheden på en ventilator eller pumpe, ændres gennemstrømningen af luft eller vand proportionalt. Kort sagt, fordobl hastigheden, og du fordobler flowet.

‍

2. Anden affinitetslov: hastighed og tryk
   Den anden lov fortæller os, at det tryk eller "løftehøjde", der skabes af en pumpe eller ventilator, er proportionalt med kvadratet på dens hastighed. Det betyder, at hvis du øger hastigheden på en ventilator, stiger det tryk, den genererer, eksponentielt.

‍

3. Tredje affinitetslov: hastighed og strømforbrug
   Den tredje - og mest afgørende lov for energibesparelser - afslører, at den strøm, der forbruges af disse komponenter, er relateret til kuben af deres hastighed. Så en lille reduktion i hastigheden kan føre til et betydeligt fald i strømforbruget og dermed i energiomkostningerne.

‍

For at sige det enkelt og i forbindelse med HVAC-systemer bliver disse love afgørende for at optimere energieffektiviteten. Ved at justere komponenternes hastighed efter det faktiske behov i stedet for at lade dem køre med fuld kapacitet hele tiden kan man opnå betydelige energibesparelser.

‍

Affinitetsloven vs. motoreffektivitet

Det er vigtigt at bemærke, at affinitetsloven kun er en del af ligningen, når man overvejer energiforbruget i et ventilationssystem. Ventilatorernes motoreffektivitet er også en faktor, der skal tages i betragtning. Mens affinitetsloven grundlæggende beskriver virkningerne af væske i en kanal og hvordan friktionen mellem de to påvirker energiforbruget, genererer motoren den kraft, der er nødvendig for at opnå væskens hastighed. Da motoren typisk bliver mere effektiv med højere RPM (omdrejninger pr. minut), modvirker det affinitetsloven. Men for enkelhedens skyld fokuserer denne artikel kun på affinitetslovens indflydelse på energiforbruget.  

‍

Affinitetsloven i et scenarie fra det virkelige liv

Overvej denne analogi fra den virkelige verden:

Forestil dig, at du kører bil. Jo hårdere du trykker på speederen, jo hurtigere kører du. Og jo mere brændstof bruger du. Dit HVAC-system opfører sig på samme måde når det er styret af affinitetsloven. Hvis det kører med fuld hastighed hele tiden, bruger det en masse energi. Men hvis du kan justere hastigheden ud fra dine faktiske behov, sparer du energi og penge.

Og det er her, det bliver interessant.

‍

Affinitetslovens indvirkning på dit energiforbrug (og budget)

Lad os sætte nogle tal på for at illustrere, hvad det betyder for energieffektiviteten: Når du reducerer hastigheden på ventilatoren i dit ventilationssystem med 20%, vil dit energiforbrug reduceres med 50%. Det viser, hvor vigtigt det er at forstå og anvende affinitetsloven.

HVAC-systemer, der kører mere effektivt, reducerer ikke bare energiforbruget (og dermed dine udgifter); de er også udsat for mindre slitage, hvilket efterfølgende forlænger deres levetid. Jo mindre du bruger dine HVAC-systemer, desto senere bliver du nødt til at investere i en udskiftning.

‍

AI's rolle i optimering af HVAC-systemer

Ind med kunstig intelligens. Når AI overtager rattet, justerer det dynamisk HVAC-systemet som reaktion på realtidsdata, det modtager fra sensorer i stedet for blindt at følge en fastlagt tidsplan. Dette holder ikke kun energiforbruget i skak, men sikrer også optimal indendørs luftkvalitet og komfort for bygningens beboere.

I nogle lande er det lovpligtigt at holde CO2-niveauet inden for bestemte grænser. AI-systemer hjælper med at overholde lovgivningen ved at sikre at CO2-niveauet indendørs ikke overskrider de sikre grænser. Men det kommer vi til om lidt.

‍

Case: Smart ventilation i en dansk børnehave

Den følgende børnehave præsenterer et illustrerende tilfælde, hvor den praktiske anvendelse af affinitetsloven gennem AI har været tydelig. Dataplottet afslører en klar sammenhæng mellem ventilatorhastighed og strømforbrug i deres ventilationssystem. Før integrationen af Ento Control var systemets ventilatorer indstillet til at køre med en konstant - og høj - kapacitet uanset de faktiske behov, hvilket langt fra var energieffektivt.

‍

‍

Grafen viser ventilatorhastigheden i forhold til strømforbruget. Den viser en tydelig, næsten eksponentiel stigning i energiforbruget, når ventilatorhastigheden stiger - en illustration af affinitetslovens tredje princip: strømforbruget er proportionalt med kuben af hastigheden.

Efter implementeringen af Ento Control, justerede AI-algoritmerne ventilatorernes hastigheder i realtid og sørgede for, at de kun kørte så hurtigt som nødvendigt. Denne smarte modulering resulterede i betydelige energibesparelser og en mere afbalanceret brug af ressourcer.

Dataene viser, at ved lavere ventilatorhastigheder forbliver strømbehovet minimalt, hvilket afspejler det reducerede energiforbrug på grund af AI-interventionen. Denne intelligente styring er ikke kun i overensstemmelse med den energibesparende etos i affinitetsloven, men understøtter også det danske lovkrav om at regulere CO2-niveauet i børnehaven (Bygningsreglementet § 447 begrænser CO2-niveauet i daginstitutioner og skoleklasser til 1000 ppm), hvilket viser AI's centrale rolle i at forene overholdelse af lovgivning med bevarelse.

Ento Controls AI-drevne tilgang sikrer, at den danske børnehave får et optimeret indeklima med reducerede driftsomkostninger.

‍

Ento Control: AI-drevet HVAC-optimering

Ento Control er på forkant med anvendelsen af affinitetsloven gennem kunstig intelligens. Løsningen integreres med de eksisterende HVAC-systemer og tilpasser sig intelligent til din bygnings unikke behov.

Det betyder, at den tager højde for faktorer som udendørstemperatur, sollys og bygningens beboelse. På den måde hjælper den med at levere et perfekt afbalanceret indeklima med maksimal energieffektivitet.

For at eksemplificere den effekt, et AI-drevet ventilationssystem kan have, lad os se på følgende tilfælde med en dansk folkeskole.

‍

Case: Automatisk tilpasning af ventilationen til beboerne på en dansk folkeskole

Før implementeringen af Ento Control brugte bygningen betydelige mængder energi, fordi ventilationssystemet kørte efter en fast tidsplan fra mandag til fredag og kun blev slukket i weekenden. Med en ventilatorhastighed på omkring 70% kørte ventilatorerne desuden med en højere kapacitet end nødvendigt, hvilket førte til et for højt energiforbrug og øget slid på systemet.

Grafen nedenfor viser tydeligt det tidspunkt, hvor Ento Control tog over. Entos AI reducerede ventilatorhastigheden drastisk ved at tilpasse sig CO2-niveauet i luften. Derfor slukkede ventilationssystemet helt i efterårsferien - CO2-niveauerne var inden for et normalt område, da der ikke var nogen beboere i bygningen.

‍

‍

Konklusion: Forståelsen affinitetsloven giver håndgribelige fordele

I bund og grund bruger Entos AI de forhold, der er defineret af affinitetslovene, til at modulere HVAC-systemets komponenter og justere deres hastigheder intelligent baseret på realtidsdata. Dette resulterer i, at den nødvendige bygningstemperatur og luftkvalitet opretholdes med mindst mulig energi.

AI'ens forståelse af bygningens isolerings- og opholdsmønstre gør det muligt at forudse og reagere på ændringer og sikre, at HVAC-systemet fungerer inden for de mest effektive parametre fastsat af affinitetslovene.

At forstå affinitetsloven er ikke kun for ingeniører eller HVAC-fagfolk. Det er vigtig viden for alle, der ønsker at gøre deres bygninger mere energieffektive og komfortable. Med AI-drevne løsninger som Ento Controlbliver det ubesværet at anvende disse principper, hvilket resulterer i håndgribelige fordele inden for bæredygtighed, komfort - og for bundlinjen.

‍