science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Een intelligent netwerk voor beter waterbeheer

Krediet:Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Op EPFL gebaseerde startup Droople heeft een slimme stroommeter ontwikkeld die het waterverbruik van gebouwen kan meten en potentiële energiebesparingen kan identificeren. Het Montreux Jazz Café van EPFL heeft het apparaat al getest en een manier gevonden om de energierekening te verlagen.

De slimme meters van Droople registreren niet alleen waterdebieten en temperaturen, maar ook piekgebruikstijden en totaal verbruik - waardevolle gegevens voor facility managers die kosten willen besparen. Het systeem bestaat uit een reeks slimme stroommeters die op het gebruikspunt zijn geïnstalleerd en die gegevens verzamelen en deze via een low-power wide-area netwerk (LoRaWAN) naar een cloudgebaseerd softwareprogramma sturen. "Ons programma voert de gegevens door een reeks algoritmen om de nuttige informatie te extraheren, " zegt Ramzi Bouzerda, Oprichter en CEO van Droople. Hij richtte het bedrijf op in april 2018 op EPFL's Innovation Park.

Energie terugwinnen uit warm water

Het Montreux Jazz Café op de EPFL-campus heeft het toestel onlangs uitgeprobeerd. "Ik wilde weten of het de moeite waard was om een ​​warmteterugwinningssysteem te installeren op de koelcompressoren in het ArtLab-gebouw, " zegt David Gremaud, die verantwoordelijk is voor het energieproject in het faciliteitenbeheerteam van EPFL. Koelkasten en diepvriezers werken via een exotherm (d.w.z. warmte vrijgevend) proces. De overtollige warmte wordt geabsorbeerd door water dat door de compressoren loopt, het creëren van een stroom van warm water. Bij EPFL, dit warme water wordt over het algemeen naar een ontruimingssysteem gestuurd, maar Gremaud zoekt nu naar manieren om de warmte terug te winnen en de energie te hergebruiken. Dit voorjaar heeft hij samen met Droople slimme meters geïnstalleerd op de koelcompressoren van het Montreux Jazz Café. Na twee weken gegevens te hebben verzameld, hij zag dat de uitlaattemperatuur en het debiet hoog genoeg waren om een ​​warmteterugwinningssysteem te installeren.

"Het is niet altijd de moeite waard om dit soort investeringen te doen, maar in dit geval we zagen dat het EPFL-geld kon besparen. Het restaurant zou rond 4 uur kunnen herstellen, 800 kWh per jaar aan energie, dat is ongeveer hoeveel het gebruikt om water te verwarmen voor zijn keuken-4, 000 kWh per jaar - en komt overeen met 720 frank aan elektriciteit, ", zegt Bouzerda. En aangezien een warmteterugwinningssysteem tussen de 1, 500 en 1, 800 frank, de investering zou zichzelf in ongeveer twee en een half jaar terugbetalen. Gremaud besloot daarom een ​​warmteterugwinningssysteem te installeren. "Onze beslissing is ook in overeenstemming met het energie-efficiëntiebeleid van EPFL en de hoge standaard die we willen stellen op het gebied van duurzaamheid. We verzamelen nu gegevens in het Esplanade-restaurant in het CO-gebouw, en andere restaurants zullen zeker volgen, ' zegt Gremoud.

De slimme meters van Droople verzamelen waterstroomgegevens op het punt van gebruik en sturen deze naar een cloudgebaseerd programma dat de nuttige informatie extraheert. Krediet:EPFL/Alain Herzog

Netwerk voor gegevensoverdracht met laag vermogen

Volgens Gremaud, "Er is momenteel geen kant-en-klaar systeem om het waterverbruik van gebouwen te monitoren." De technologie van Droople kan niet alleen nuttig zijn voor facility managers, maar ook aan de exploitanten van verwarmings- en sanitaire installaties. En het kan de onderhoudskosten verlagen. "Bijvoorbeeld, volgens de huidige gezondheids- en veiligheidsvoorschriften, gebouwen zijn verplicht om de filters op hun waterfonteinen en koffiemachines te vervangen nadat een bepaalde hoeveelheid water is doorgelopen. Met ons toestel gebouwbeheerders kunnen eenvoudig bijhouden hoeveel water door de filters is gegaan en voorspellen wanneer ze moeten worden vervangen. Dat betekent dat ze het meest efficiënte onderhoudsschema en de meest efficiënte route voor hun technici kunnen plannen, ", zegt Bouzerda. Hetzelfde principe geldt voor het schoonmaken van toiletten in restaurants en luchthavens, bijvoorbeeld.

Een ander voordeel van het systeem van Droople is dat het heel weinig stroom nodig heeft, aangezien de slimme meters op batterijen werken, relatief weinig data verzamelen en de data die ze wel verzamelen doorsturen via een LoRaWAN. Dit alles betekent dat de meters tussen de drie en vijf jaar zonder enig onderhoud kunnen draaien.

Bouzerda kreeg het idee voor Droople op een ochtend om drie uur toen hij de fles van zijn zoontje probeerde te vullen met precies 300 ml water. De zoon van een loodgieter, Bouzerda heeft een master in computerwetenschappen van EPFL en gebruikte zijn programmeerkennis om een ​​nieuwe manier te bedenken om het waterverbruik te meten. Zijn oorspronkelijke concept blijft evolueren. "We hebben ons systeem gebaseerd op fog computing, dat wil zeggen:de slimme meters voeren zelf realtime de data-analyses uit. Dat betekent dat ze microlekken onmiddellijk kunnen detecteren en erop kunnen reageren door een klep te sluiten, bijvoorbeeld, "zegt Bouzerda. "En we hebben een onderzoeksvoorstel ingediend bij het laboratorium van professor David Atienza bij EPFL."