Clear Skies Ahead: 4 manieren waarop Digital Twins de weg vrijmaken voor netto-nul luchthavens

Luchthavens, bruisende centra van wereldwijde connectiviteit, staan voor unieke uitdagingen bij het bereiken van duurzaamheidsdoelstellingen. Het energieverbruik, met name van verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC), levert een belangrijke bijdrage aan hun ecologische voetafdruk. Er is echter een revolutionaire technologie in opkomst om luchthavens te helpen hun HVAC-prestaties te optimaliseren en de weg vrij te maken voor een netto-nultoekomst: HVAC Digital Twins.

Een Digital Twin is een virtuele replica van een fysiek asset of systeem. In de context van HVAC op luchthavens omvat het de ontwikkeling van een geavanceerd softwaremodel dat het gedrag in de praktijk van het hele systeem weerspiegelt, van installatie- en regelsystemen tot pompen, kleppen en luchtbehandelingskasten.

Van cruciaal belang is dat deze virtuele weergave ingenieurs en beheerders in staat stelt tot:

1. Identificeren en elimineren van verborgen "prestatiekloven” om de efficiëntie van bestaande HVAC-systemen te maximaliseren
2. Overgang naar koolstofarme verwarming en koeling, zo kosteneffectief en CO₂-arm mogelijk
3. Nieuwe gebouwen succesvol beheren in overeenstemming met hun voorspelde energieprestaties

In dit artikel bespreken we 4 manieren waarop HVAC Digital Twins luchthavenbeheerders helpen deze doelen te bereiken.

‍

‍

1. Krijg controle en optimaliseer de prestaties

Veel luchthavenbeheerders hebben geen volledig inzicht in het werkelijke prestatiepotentieel van hun bestaande HVAC-systemen. In de loop van de tijd ondergaan systemen uitbreidingen en aanpassingen, wat leidt tot complexiteiten en mogelijke inefficiënties. Dit gebrek aan zichtbaarheid belemmert inspanningen om het energieverbruik te optimaliseren en duurzaamheidsdoelstellingen te bereiken.

HVAC Digital Twins bieden een krachtige oplossing om dit probleem aan te pakken door een virtuele replica te maken van de volledige verwarmings- en koelingsinstallatie. Deze digitale weergave biedt ongekende inzichten in:

• Prestaties van het hele systeem: Gedetailleerde dynamische simulaties binnen het virtuele model maken een uitgebreid begrip mogelijk van hoe het systeem werkt onder voortdurend variabele omstandigheden, waardoor verborgen inefficiënties en knelpunten aan het licht komen.

• Identificatie van belangrijke, inefficiënte gebieden: Door het hydraulische gedrag van het systeem te analyseren, kan de Digital Twin gebieden met suboptimale prestaties vaststellen, zoals onderbenutte apparatuur, overmatig energieverbruik en hydraulische onbalans binnen het systeem.

• Benchmarking ten opzichte van optimale prestaties: De Digital Twin kan worden gebruikt om de werkelijke systeemprestaties te vergelijken met een theoretische optimale toestand. Dit stelt operators in staat om verbeterpunten te identificeren en realistische doelstellingen voor energiebesparingen vast te stellen.

Door een beter inzicht te krijgen in hun bestaande systemen, kunnen luchthavenbeheerders datagestuurde beslissingen nemen om de prestaties te optimaliseren, het energieverbruik te verminderen en hun impact op het milieu aanzienlijk te verminderen.

‍

2. Prioriteer investeringen

HVAC Digital Twins bieden een veilige en kosteneffectieve omgeving om verschillende alternatieven voor HVAC-optimalisatie te verkennen voordat ze in de echte wereld worden geïmplementeerd. Dit stelt luchthavenbeheerders in staat om:

• Een breed scala aan opties te evalueren: Van eenvoudige interventies zoals het optimaliseren van controlesequenties en het aanpakken van hydraulische onbalansen tot grotere investeringen in koolstofarme technologieën, de Digital Twin maakt het mogelijk een breed spectrum aan potentiële oplossingen te verkennen.

• Investeringsbeslissingen te optimaliseren: Door verschillende scenario's te simuleren en de potentiële impact van elke interventie te analyseren, kunnen operators strategieën ontwikkelen die de optimale balans bereiken tussen energiebesparing, decarbonisatie en investeringskosten.

• Kostbare fouten te voorkomen: Veel gebouwbeheerders proberen koolstofarme HVAC-oplossingen te implementeren zonder eerst de hydraulische prestaties van het bestaande systeem te optimaliseren. Dit leidt vaak tot hoge investeringskosten en verminderde prestaties. Met de Digital Twin kunnen beheerders deze potentiële problemen proactief identificeren en aanpakken, zodat de overgang naar koolstofarme technologieën zowel kosteneffectief als succesvol is.

Door de Digital Twin te gebruiken om investeringen te prioriteren, kunnen luchthavenbeheerders weloverwogen beslissingen nemen die het rendement van hun investeringen maximaliseren, risico's minimaliseren en hun vooruitgang in de richting van duurzaamheidsdoelstellingen versnellen.

‍

‍

3. Maak uw systemen toekomstbestendig

De waarde van een Digital Twin reikt verder dan initiële optimalisatie en investeringsbeslissingen. Door de prestaties van HVAC-systemen te integreren in lopende levenscyclusplannen van activa en systemen voor faciliteitsbeheer, kunnen luchthavens zorgen voor efficiëntie op lange termijn en de valkuilen vermijden van "longitudinale prestatiedrift.”

Longitudinale prestatiedrift treedt op wanneer de werkelijke prestaties van een systeem geleidelijk afwijken van de oorspronkelijke ontwerpintentie als gevolg van factoren zoals verouderde apparatuur, veranderingen in operationele patronen en de opeenstapeling van kleine inefficiënties.

Een Digital Twin beperkt dit risico door:

• De impact van toekomstige veranderingen te voorspellen: Simuleer voorgestelde wijzigingen, zoals herconfiguraties van gebouwen of upgrades van apparatuur, om de impact ervan op de systeemprestaties en het energieverbruik te beoordelen vóór de implementatie.

• Selecties voor het vervangen van componenten te optimaliseren: Integreer met facility managementsystemen om geoptimaliseerde selecties te bieden voor gepland en responsief onderhoud, zodat vervangende onderdelen compatibel zijn en geen negatieve invloed hebben op de algehele systeemprestaties.

• De impact van nieuwe technologieën te evalueren: Test en evalueer de prestaties van innovatieve, energiezuinige HVAC-componenten in de Digital Twin vóór de implementatie. Dit maakt een realistische beoordeling mogelijk van hun potentiële energiebesparende voordelen, waardoor het risico van te optimistische claims van leveranciers wordt beperkt.

‍

4. Verbeter de samenwerking met uw FM Supply Chain

HVAC Digital Twins zijn een effectieve manier om de samenwerking tussen alle actoren bij het ontwerp, de installatie, de commissioning en de werking van HVAC-systemen te verbeteren. Vaak ontstaan er aanzienlijke verschillen in energieprestaties tussen de oorspronkelijke ontwerpintentie en de prestaties in de praktijk. Dit kan worden toegeschreven aan verschillende factoren:

1. Verouderde technische software: De toenemende complexiteit van moderne HVAC-systemen overtreft vaak de mogelijkheden van traditionele technische software, wat nauwkeurige modellering en analyse belemmert.
2. Communicatie-uitdagingen: Er doen zich moeilijkheden voor bij het effectief communiceren van de gevolgen van technische en technische ontwerpkeuzes tussen multidisciplinaire teams en klanten.
3. Onvoorziene gevolgen van wijzigingen: De energiegerelateerde effecten van wijzigingen na het ontwerp, bijvoorbeeld als gevolg van beperkingen in het budget of de locatie, zijn vaak moeilijk te begrijpen en te kwantificeren.
4. Onvoldoende informatie over de overdracht: Onvoldoende operationele informatie die bij de overdracht wordt verstrekt, kan de effectieve werking en het onderhoud van het systeem belemmeren.

Digital Twins pakken deze uitdagingen aan door:

• Faciliteren van gegevensuitwisseling: Eigenaren van gebouwen kunnen bestaande systeemmodellen delen met hun toeleveringsketen (M&E-ingenieurs en aannemers), waardoor nieuwe ontwerpen kunnen worden gebouwd op een solide basis en het risico op aannames wordt geminimaliseerd.

• Evaluatie van de impact van veranderingen: De Digital Twin maakt een eenvoudige beoordeling mogelijk van de impact van ontwerpwijzigingen op de energieprestaties, waardoor geïnformeerde besluitvorming gedurende de hele levenscyclus van het project mogelijk wordt.

• Inbedrijfstelling verbeteren: Inbedrijfstelling op basis van een model kan worden uitgevoerd, waarbij ervoor wordt gezorgd dat het geïnstalleerde systeem de eerste keer naar verwachting goed presteert en dat dure nabewerkingen tot een minimum worden beperkt.
• Verbetering van de overdracht: De operator kan een gedetailleerd digitaal as-built-model ter beschikking stellen, dat een optimale werking en onderhoud mogelijk maakt door een uitgebreid inzicht in het systeem te bieden.

Door samenwerking te bevorderen en de communicatie tussen alle belanghebbenden te verbeteren, dragen Digital Twins bij aan efficiëntere en effectievere HVAC-systemen die de beoogde prestatie- en duurzaamheidsdoelstellingen realiseren.

‍

‍

Succesverhaal: Schiphol Airport

Schiphol Airport is een van de belangrijkste luchthavens in Europa. Met de overstap naar duurzamere energieopwekking via ondergrondse thermische energieopslag en warmtepompen, ontdekten ze de noodzaak om hun hele systeem te optimaliseren.

‍

"We wilden een goed inzicht in de werking van de installatie. Soms kwamen de stromen niet waar we dachten dat ze zouden moeten komen en er kwamen klachten. We zagen een onbalans in energieopwekking, -distributie en -deling, en daar wilden we echt de vinger op leggen”, zegt Andrew van Weers van Schiphol Airport.

‍

De Digital Twin-simulaties van Hysopt maken het voor Schiphol mogelijk om inzicht te krijgen in de prestaties van zijn HVAC-systeem. Schiphol heeft deze aanpak toegepast voor Terminal 3, dus het maken van de juiste keuzes voor optimalisatie was nog nooit zo eenvoudig.

Met behulp van de Digital Twin van Hysopt kregen ze inzicht in hun koelsysteem en ontdekten ze verschillende knelpunten die op lange termijn comfort- en energieproblemen zouden veroorzaken.

Het resultaat? Een 88% energiebesparing op de pomp in de installatie met behoud van comfort. Op jaarbasis betekent dit een kostenreductie van ongeveer 82.000€, en een extra CO₂ besparing van 375 ton per jaar!

‍

Conclusie

Digital Twins stellen luchthavens in staat om HVAC-systemen te optimaliseren, het energieverbruik te verminderen en duurzaamheidsdoelstellingen te bereiken. Door een virtuele replica van het echte systeem te creëren, kunnen luchthavens waardevolle inzichten verkrijgen, inefficiënties identificeren en datagestuurde beslissingen nemen.

Bovendien verbeteren Digital Twins de samenwerking tussen belanghebbenden, verbeteren ze de communicatie en zorgen ze ervoor dat het systeem aan zijn prestatiedoelstellingen voldoet.

Om deze voordelen te benutten, moeten luchthavens investeren in de ontwikkeling en implementatie van Digital Twins-technologieën als onderdeel van hun ontwikkelingsstrategieën op het gebied van duurzaamheid, netto-nul en HVAC.