تحويل النفايات إلى ثروة، وتعزيز الكفاءة والدعم | أنظمة الضخ الذكية من KSB تُمكّن من التدفئة الحضرية المحايدة مناخياً

نظام الضخ الذكي KSB

تمكين التدفئة المحايدة مناخياً في المدن

مع تسارع العالم نحو الحياد الكربوني، أصبح التحول الأخضر للتدفئة الحضرية أولوية قصوى.

.

تخطط مدينة هيرنه الألمانية لتحقيق التدفئة المحايدة مناخياً بحلول عام 2045، حيث أصبحت إعادة تدوير الحرارة الصناعية المهدرة إحدى استراتيجياتها الرئيسية.

في مشروعٍ رائدٍ للتدفئة المركزية في مدينة هارنا، نجحت شركة KSB مؤخراً في دمج الحرارة المهدرة من مصنعٍ كيميائيٍّ ضخمٍ في شبكة التدفئة الحضرية، وذلك بفضل تقنيات الضخّ المتقدمة وأنظمة التحكم الذكية التي تمتلكها. وقد أُنجز المشروع بنجاحٍ في عام 2025، مُبرهناً بذلك الدور المحوري لأنظمة KSB في دفع عجلة التحوّل نحو حلول التدفئة المستدامة.

مواجهة التحدي

عدم التوافق بين العرض والطلب ومعوقات شبكة خطوط الأنابيب

تُنتج المصانع الكيميائية كميات كبيرة من الحرارة المهدرة نتيجة تكثف بخار الماء أثناء عمليات الإنتاج. وقد وفرت هذه الحرارة المهدرة، عبر المبادلات الحرارية، في الأصل 4 ميغاواط من الطاقة الحرارية المحايدة مناخياً لحوالي 1000 منزل مجاور.

ومع ذلك، فقد واجه النظام منذ فترة طويلة نقطتي ضعف رئيسيتين.

❎ هناك تباين شديد للغاية بين العرض والطلب.

في ظل ظروف التشغيل المثلى، يمكن للمصانع الكيميائية أن تنتج أكثر من 8 ميغاواط من الحرارة المهدرة، تتجاوز بكثير احتياجات الطاقة للمناطق السكنية المحيطة، مما يؤدي إلى هدر كبير للطاقة النظيفة.

❎ لا يوجد نسخة احتياطية موثوقة.

عندما تتوقف المصانع الكيميائية عن العمل للصيانة، تضطر شركات التدفئة إلى تشغيل غلايات البخار التي تعمل بالوقود الأحفوري باهظة الثمن للحفاظ على إمدادات التدفئة.

ولمعالجة هذه المشكلة، قررت شركة التدفئة ربط شبكة أنابيب المصنع الكيميائي بشبكة الأنابيب الرئيسية في وسط المدينة، والتي تقع على بعد 500 متر فقط. وبذلك يتم تحقيق قابلية التشغيل البيني للطاقة: يتم إعادة تغذية الحرارة المهدرة الزائدة إلى مركز المدينة، بينما يتم تعويض الحرارة المهدرة غير الكافية بدعم احتياطي من مركز المدينة.

▼

إلا أن التحديات التقنية ظهرت، لا سيما فيما يتعلق بمعايير تشغيل كانت شبكتا خطوط الأنابيب مختلفتين اختلافاً كبيراً، مما يجعل التكامل المباشر مع الشبكة أمراً مستحيلاً:

🏭️شبكة أنابيب المصانع الصناعية (التزويد المباشر للمستخدمين)

يعمل في درجات حرارة منخفضة وضغط منخفض، مع درجة حرارة أقل من 90 درجة مئوية، وضغط ثابت يبلغ حوالي 3 بار، وأقصى ضغط لإمدادات المياه يبلغ 4.5 بار.

🏙️شبكة جيبين المركزية (يتم توفير التدفئة من خلال محطة تبادل الحرارة)

يعمل النظام في ظل ظروف درجات حرارة وضغط مرتفعين، مع درجة حرارة إمداد المياه التي تصل إلى 130 درجة مئوية وضغط ثابت يبلغ حوالي 12 بار.

طريقة كسر الجمود

عزل ذكي | جدولة سلسة

ولمعالجة تحدي ربط شبكات الأنابيب ذات المبادئ التقنية المختلفة بالتوازي، يتضمن الحل إنشاء محطة تبادل حراري ذكية مجهزة بـ مبادلان حراريان لوحيان بقدرة 8 ميغاواط، مما يحقق كلاً من "العزل الهيدروليكي" ونقل الحرارة بكفاءة.

إن العقل والقلب لهذا النظام المعقد هما بالضبط نظام المضخة والتحكم المصمم خصيصًا من قبل شركة KSB من أجله.

يتفاوت الطلب على التدفئة المركزية بشكل كبير تبعاً للفصول والظروف الجوية، وحتى أوقات اليوم، بينما يعتمد توليد الحرارة المهدرة في الصناعة على الطاقة الإنتاجية للمصنع. ولتحقيق توازن ديناميكي في ظل ظروف تشغيل بالغة الصعوبة، تقدم KSB مزيجاً مثالياً من البرمجيات والأجهزة.

ضخ قوي، يوفر طاقة متدفقة

قامت شركة KSB بتركيب أربعة أنابيب على جانب شبكة الأنابيب في المصنع الكيميائي. إيتانورم 200-150-250 الدورة الدموية مضخات (مجهزة بهياكل مضخات من الحديد الزهر الرمادي ومراوح من البرونز). يتم تشغيل هذه المضخات بواسطة محركات غير متزامنة رباعية الأقطاب بقدرة 45 كيلوواط لكل منها، تقديم أداء قوي وتشغيل مستقر.

تحويل التردد الدقيق الذي يتم التحكم فيه بواسطة الذكاء الاصطناعي

يكمن جوهر النظام بأكمله في نظام التحكم بالمضخات المخصص من KSB. يعمل محرك المضخة في وضع التزامن الفائق (حتى 60 هرتز) عبر محول التردد KSB PumpDrive R. لا يقوم نظام التحكم هذا بتنظيم مضخات الدوران بدقة على جانب المصنع الكيميائي فحسب، بل يدير أيضًا مضخات الإرجاع التي تزود شبكة الأنابيب البلدية بالمياه، مما يضمن الحفاظ على معدلات التدفق المثلى للنظام بأكمله في جميع الأوقات.

أداء متميز

حماية شاملة مع استجابة ديناميكية

بفضل نظام KSB الذكي، يُظهر مركز التدفئة هذا ذكاءً تشغيليًا استثنائيًا:

نظام التحكم في المضخة الذي صممته شركة KSB

ضبط حالة التشغيل تلقائيًا وبمرونة بناءً على المتطلبات

تثبيت الجهد في الوقت الفعلي والحماية الأمنية

لا يقتصر دور نظام KSB على تحريك دورة المياه فحسب، بل يحافظ أيضًا على ضغط مستقر في خط الأنابيب في الوقت الفعلي، مما يمنع بشكل فعال الظروف الخطرة مثل الضغط الزائد، أو ارتفاع درجة الحرارة، أو الضغط السلبي، أو التشغيل الجاف.

مراقبة دقيقة لـ "النقطة الأكثر عرضة للخطر"

يقوم النظام بمراقبة النقاط الحرجة في شبكة الأنابيب على وجه التحديد (أي المناطق التي من المرجح أن يكون فيها الضغط أو درجة الحرارة غير كافية)، مما يضمن تغطية تدفئة شاملة بدون أي نقاط عمياء.

يساهم التبديل المرن في التخلص من ظاهرة الطرق المائي.

أثناء التبديل بين وضعَي "إخراج الحرارة المهدرة" و"إدخال الطاقة الاحتياطية"، قد تؤدي عمليات التشغيل والإيقاف المفاجئة لمضخة المياه إلى ارتفاعات مفاجئة في ضغط شبكة الأنابيب. ولمعالجة هذه المشكلة، أضافت شركة KSB وظيفة بدء وإيقاف تدريجية ديناميكية إلى برمجة النظام. يضمن ذلك انتقالًا سلسًا في سرعة دوران المضخة، مما يحمي الصمامات والأنابيب بفعالية من الصدمات الناتجة عن الأحمال.

يتطلب التدفئة المحايدة مناخياً ليس فقط تطوير مصادر طاقة جديدة، ولكن أيضًا تطبيق تقنيات السوائل الذكية والموثوقة للاستفادة الكاملة من إمكانات الطاقة الحالية ودمجها بسلاسة في الأنظمة الحالية.

على الرغم من أن رحلة التحول محفوفة بالتحديات التقنية، إلا أن حلول الضخ الذكية من KSB تُبسط عملية الجدولة المعقدة في العمليات اليومية، مما يوفر الدفء لعدد لا يحصى من المنازل.الحل الأمثل لتحسين جودة الحياة. في طريق تحقيق أهداف المناخ العالمية، تظل شركة KSB شريكك المهني الموثوق به.