Université de Bayreuth

L’utilisation innovante de l’énergie ne fait pas seulement partie de la recherche scientifique dans le nouveau bâtiment universitaire. Les clients du bâtiment TAO souhaitaient un système de chauffage et de climatisation innovant que l’université pourrait aussi utiliser à des fins de recherche. D'une part, la combinaison de pompes à chaleur et d'un système de stockage de glace de 500 mètres cubes devrait pouvoir fournir l'énergie de chauffage et de refroidissement pour l'ensemble du nouveau bâtiment. D’autre part, une installation de chaleur et électricité combinées au gaz, une chaudière à condensation au gaz et des machines frigorifiques devraient pouvoir alimenter les surfaces utiles avec une simple commande de contrôle. « Le bâtiment est devenu comme un automate complexe dans lequel on peut à la fois étudier et faire des recherches », explique Alfred Schwemmer à propos du bâtiment de l’université. Il est le directeur de la succursale de Kieback&Peter à Nuremberg.

Un défi à relever pour l'équipe d'experts de Schwemmer a été la planification de la matrice de contrôle mise en service pour les différentes sources d'énergie, car ils ont dû programmer un algorithme de contrôle individuel en boucle fermée. Alfred Schwemmer résume : « Le choix flexible de la source d’énergie était un défi particulier. Notre régulation en boucle fermée doit adapter les différentes sorties des divers systèmes aux exigences respectives précises. Les valeurs spécifiées pour la température ou l’humidité doivent être respectées 24 heures sur 24 dans les laboratoires. C’était passionnant. » Pour les salles des microscopes électroniques, des valeurs cibles atmosphériques particulièrement précises étaient également prescrites.  

Ce fut un défi particulier de rendre les systèmes contrôlés par Kieback&Peter accessibles aux chercheurs de l’université pour des études. L’équipe de Kieback&Peter a dû s’assurer que les scientifiques pouvaient avoir un accès continu à un grand nombre de données et de processus opérationnels. Il y avait également un autre point crucial : les bâtiments existants de l’Alma Mater de Bayreuth utilisent un système de gestion technique de bâtiment tiers, si bien que la solution commandée par Kieback&Peter devait être intégrée à ce système existant.

« Tout est possible avec un peu d’expertise ». C’est avec ces mots qu’Alfred Schwemmer résume la recette du succès de son équipe. Ensemble, ils ont réussi à répondre à toutes les exigences du client dans les délais. Le résultat est un système intelligent d’automation des bâtiments hautement complexe. Ce dispositif repose sur 19 automates DDC4000 flexibles et puissants de Kieback&Peter, Ils travaillent dans 15 armoires électriques réparties dans l'ensemble du nouveau bâtiment du TAO. Les modèles DDC communiquent non seulement entre eux, mais aussi avec les appareils de terrain sur 5 000 points de données physiques, ainsi qu’avec le système central de gestion technique du bâtiment du fournisseur tiers via le protocole BACnet. Les processus de commutation physique réels ont lieu dans ces armoires électriques, qui sont de véritables centres d’informations : en tant que capteurs, certains appareils de terrain fournissent des valeurs réelles telles que la température ou le débit. Les autres appareils de terrain, les actionneurs, exécutent les commandes de contrôle des DDC. Par exemple, « Réduire le débit à 37 % » ou « Ouvrir le clapet à 82 % ». L’équipe d’experts de Nuremberg a installé notamment 175 capteurs de température ambiante TD12, qui permettent aux DDC d’assurer les fonctions de surveillance des valeurs limites. En guise de actionneurs, ils ont installé, entre autres, les modèles MD200Y, un autre produit matériel durable de Kieback&Peter. Sur commande des DDC, ils contrôlent les débits dans les canalisations avec des incréments particulièrement fins.

L’automation de régulation de haute précision garantit en permanence le maintien des conditions atmosphériques requises dans les laboratoires et les ateliers de manière pleinement automatique. Le système de logiciel et matériel « made in Germany » de Kieback&Peter veille avec fiabilité à ce que les valeurs de température ou d’humidité soient toujours comprises dans la plage indiquée à l’emplacement concerné, même dans les armoires de laboratoire connectées. L'usine permet également aux scientifiques de travailler avec précision avec leurs équipements sensibles, notamment les microscopes électroniques, ou de respirer un air exempt de fumée de soudure dans les laboratoires de soudage.   

L'équipe a résolu le contrôle de la chaudière et de la centrale de production combinée de chaleur et d'électricité en utilisant Modbus comme protocole de communication. Les contrôleurs de débit d’air des laboratoires et ateliers communiquent avec les automates DDC par le biais du protocole BACnet. L’équipe a également mis sur pied une solution sur mesure et conviviale pour le projet de recherche de pompe à chaleur et de stockage du froid interne à l’université : les scientifiques peuvent évaluer ou assigner toutes les données et instructions de commande intéressantes de manière sécurisée via leurs ordinateurs de bureau. De cette manière, les chercheurs ne sont pas les seuls à profiter de l’automation de bâtiment intelligente, l’Université de Bayreuth aussi a toutes les raisons de se réjouir : le système de Kieback&Peter veille à ce que toutes les installations énergivores soient hautement efficaces et consomment uniquement la quantité exacte d’énergie primaire dont elles ont réellement besoin.