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Trois hommes regardent vers le haut alors qu'ils sont debout sur la terrasse d'une piscine intérieure.

Siemens Industrial Edge chez Hansa Klimasysteme

Les piscines intérieures sont des bâtiments énergivores. Les commandes prédictives des systèmes de ventilation basées sur l'IA constituent un excellent moyen d'économiser de l'énergie. L'université des sciences appliquées d'Emden et HANSA Klimasysteme ont collaboré à ces commandes à l'aide d'appareils et d'applications Siemens Industrial Edge.

Coopération entre la recherche et l'industrie

Fin 2017, HANSA Klimasysteme GmbH s'est associée à l'université des sciences appliquées d'Emden dans le cadre d'un projet de recherche financé par la Fondation fédérale allemande pour l'environnement (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). L'objectif du projet était de créer des conditions optimales dans une piscine intérieure en termes de température et d'humidité, tout en économisant autant d'énergie que possible. L'équipe du projet a travaillé avec une piscine intérieure voisine et la nouvelle technologie Siemens Industrial Edge.

Interior view of Saterland recreational swim center

Climat agréable à la piscine

A man in a white t-shirt and glasses stands next to an indoor pool.

Les exploitants de piscines intérieures devraient surveiller de près leurs dépenses énergétiques. Dans le même temps, ils doivent également faire en sorte que l'expérience des visiteurs soit agréable. Pour cela, les températures doivent être maintenues assez chaudes. Dans le même temps, l'humidité doit être assez faible pour ne pas endommager le bâtiment. Ce n'est pas une tâche facile étant donné qu'à 30 °C, l'eau s'évapore à un rythme d'environ 0,4 litre par heure et par pied carré de surface.

Tout un éventail de candidatures possibles

HANSA Klimasysteme GmbH est une entreprise de taille moyenne basée à Saterland, en Allemagne, qui emploie plus de 170 personnes. Ses principaux produits sont des systèmes de ventilation et de climatisation pour les centres de données, les applications industrielles et les piscines. Son portefeuille est divisé en plusieurs gammes de produits qui ciblent différents secteurs et applications.

Two men look at ventilation equipment for an indoor pool.

Entrée gratuite pour le projet de recherche

A man checks levels on a ventilation system for an indoor pool.

Le centre de natation récréative Saterland, situé à quelques kilomètres du siège de HANSA Klimasysteme, recherchait un nouveau système de ventilation lorsque le projet de recherche a débuté en 2017, et ils ont contacté l'entreprise. La piscine était équipée d'un nouveau système de ventilation et pouvait être utilisée dans le cadre d'un projet de recherche. En retour, l'entreprise a pu installer des capteurs supplémentaires dans le bâtiment et dans le système et accéder à la piscine à tout moment à des fins de recherche.

Une meilleure efficacité énergétique grâce aux prévisions basées sur l'IA

La coopération entre la piscine, HANSA Klimasysteme et le projet de recherche de l'université des sciences appliquées d'Emden a permis de collecter des données à l'aide de capteurs pendant un an, telles que la température, l'humidité et la consommation d'énergie, ainsi que les conditions météorologiques ou le nombre de visiteurs. Parallèlement, un modèle basé sur un réseau neuronal a été alimenté par ces données. Ce modèle basé sur l'IA détermine et optimise ses paramètres de contrôle de manière autonome. Il identifie la mesure la mieux adaptée pour atteindre les conditions souhaitées dans le hall de piscine avec la plus grande efficacité énergétique possible.

Appareil compact doté d'une excellente connectivité

Il est vite devenu évident que le système de contrôle basé sur des modèles avait besoin d'une plateforme pouvant servir d'interface avec l'automate programmable et donner accès aux données nécessaires. HANSA Klimasysteme a donc commencé à chercher un IPC (PC industriel) adapté, et l'a rapidement trouvé dans un appareil de pointe industriel SIMATIC IPC227E, qui fait partie du portefeuille de Siemens. Il répondait non seulement aux normes de sécurité requises et aux normes générales du secteur, mais offrait également un haut degré de connectivité, ce qui lui permettait de l'intégrer facilement aux systèmes existants.

SIMATIC IPC227E Nanobox PC product image
HANSA Klimasysteme nous a initialement demandé un IPC qui pourrait être utilisé pour établir une connexion VPN. Je me suis vite rendu compte qu'ils allaient gérer d'énormes volumes de données et je leur ai conseillé d'utiliser un appareil Edge.
Thorsten Wolf, Ventes, Siemens

Des applications Edge pour une climatisation intelligente

A person holds a SIMATIC Nanobox PC while tapping a screen.

Le SIMATIC IPC 227E est utilisé comme un appareil de pointe dans l'écosystème ouvert Industrial Edge de Siemens. Grâce à l'interface utilisateur graphique, qui inclut un ensemble de fonctions prédéfinies, application Edge Flow Creator facilite la création d'une solution de traitement des données et de connectivité. En outre, le application Edge LiveTwin est également utilisé, qui n'en était qu'à sa phase de développement chez Siemens au début du projet. HANSA Klimasysteme l'a donc piloté. LiveTwin permet d'intégrer des modèles de simulation sur des appareils de pointe, par exemple, pour permettre des contrôles prédictifs tels que ceux nécessaires au projet de recherche. « Grâce à l'application Edge, nous avons pu traduire les modèles que nous avons créés dans Matlab Simulink dans le langage de l'IPC », explique Christian Seltz.

Environ 20 % d'économies d'énergie

Auparavant, les commandes du système de ventilation se contentaient de réagir aux événements au fur et à mesure qu'ils se produisaient, tels que l'augmentation du nombre de visiteurs ou une humidité élevée. Elle est désormais capable d'effectuer des ajustements prédictifs, c'est-à-dire avant même que les événements ne se produisent. Ces quatre derniers mois, ces contrôles ont permis à la piscine de réduire sa consommation d'énergie d'environ 20 %. La prochaine étape consiste à mettre en œuvre cette solution complète dans d'autres piscines intérieures. En fait, il a déjà été installé dans quatre autres piscines et les résultats sont en cours de validation.

Mais la solution ne sera pas réservée aux piscines à l'avenir. Le plan est d'appliquer progressivement la solution complète aux autres gammes de produits et de la développer davantage, par exemple pour l'industrie pharmaceutique ou l'industrie alimentaire et des boissons. Le modèle devrait simplement être ajusté dans Matlab Simulink en fonction des clients concernés et des exigences du site, puis chargé sur l'appareil Edge à l'aide de SIMATIC LiveTwin. De nombreux clients du secteur pourraient avoir la même expérience que la piscine de Saterland : ils pourraient mettre en place une climatisation intelligente, économe en énergie et donc économe en ressources sur la base de données en temps réel.

Bien entendu, le potentiel d'économies est très élevé pour les piscines intérieures, car leur fonctionnement consomme beaucoup d'énergie. Mais ces principes peuvent également être appliqués à d'autres secteurs, afin de réaliser des économies d'énergie partout où nos systèmes de ventilation sont utilisés.
Christian Seltz, Chef du département MSR, Système climatique HANSA

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