今年在南非开普敦的头条新闻清楚地表明,可持续发展不仅是节省电力或通常与发电相关的燃料。很难想象一个城市缺水,但现在不再是不可能。 节约用水 在美国变得越来越重要,而大规模的暖通空调系统则有可能产生影响(或没有影响)。

那么,好消息是,更广泛的HVAC能源效率领域提供了机会,可以节约远近的水。

 

成本意识

更直接地,当可用性完全趋紧时,商业领域的环境冲动通常会受到最传统关注领域的推动:利润率。

Daikin Applied的LEED AP的Judith Peters确认,水和废水价格的上涨对商用HVAC部门的效率工作做出了重大贡献。但是,情况因地区而异。

彼得斯指出,美国能源部(DOE)于2017年进行了一项研究,该研究指出,水的年平均升级率从西山地区的0.6%到东北的8.6%,废水的升级率在1.3的范围内至5.1%。相比之下,美国能源部的能源升级计算器预测美国的年平均升级率从0.35%到1.78%。

汤姆·卡特(Tom Carter)是江森自控建筑技术部工业制冷散热技术高级项目经理&解决方案团队。卡特还从客户那里听说,他们的水和水处理成本的增长速度快于电费,还有一些客户拥有自己的企业可持续发展目标,包括水足迹。

他说:“我们还在某些市场和应用中看到了向风冷式制冷机的转变,尤其是在应用可以使用更高的冷却水温度的应用中,例如数据中心。” “利用废热的吸收式热泵是另一个增长领域。”

态度和兴趣水平与设备本身一样重要。伊恩·登普斯特(Ian Dempster)是Optimum Energy产品创新的高级总监,也是一位认证的能源经理。 Optimum会基于投资回报率(ROI)出售其许多优化项目,因此,对客户的努力所获得的关注始终是关注的焦点。

“大多数客户都想确切地了解这些节省和效率将带来哪些收益,” Dempster说。 “这教会了我们集中精力和完善我们的设施能源建模工具,并训练我们的工程师非常准确地生成基准,以及预测的基准几乎可以实时显示产品的性能。客户非常喜欢能够查看其计算机上的屏幕或智能手机上的应用程序,并查看其设施可节省多少能源,成本,CO2和水。”

    这一时期 今年 最近12个月
省钱。 节省的钱($) $ 64,693 $ 243,082 $ 430,411
节电。 节省电量(kWh) 287,356 1,088,497 1,850,824
节省二氧化碳。 一氧化碳2 已保存(磅) 431,034 1,632,745 2,776,235
节约用水。 节水(加仑) 280,536 938,885 1,220,858
节约用水。 节省的冷水(TON-HRS) 620,834 1,078,383 1,568,577
向他们展示他们获得了什么: Optimum Energy了解到,当今的客户会对即时和可访问的反馈做出响应。该公司为优化客户提供有关节水的实时信息,以及其他环境和财务指标。

 

在哪里机会?

彼得斯着眼于冷却塔,并根据集中度(COC)提出了自己的答案。 一氧化碳C是排污电导率与补充水电导率的比率。水冷式冷水机组的COC越高,使用的水就越少。

“当今,许多系统以2到4个COC运行;但是,对于具有高质量水(矿物质含量低)或通过无化学技术的地点,可能会将COC值提高到6甚至8个。”她说。 “如果所有者将其COC从三增加到六,它将使冷却塔补充水减少20%,冷却塔排污减少50%。”

Dempster将精心挑选的设备升级和使用优化软件视为最大的两个机会。他描述了一个较旧的建筑物,在该建筑物中,次级/初级抽水被转换为可变的初级。

他说:“有效地淘汰了第二套泵并进行了一些管道返工,节省下来的费用可观。”

与团队合作,更换数十年历史的冷水机组或锅炉,客户可以获得该系统15%到35%的效率提升,这将减少用水量,Dempster补充说。

卡特指出,电力生产会消耗水,因此减少建筑物的能源使用量也会减少上游的用水量(无双关语)。

他说:“在使用冷水机时,水冷式冷水机效率越高,压缩热越低,因此冷却塔中需要排出的总热量就更少。” “这导致冷却塔蒸发减少。”

卡特补充说,将风冷式和水冷式冷却器组合在一起也可以有所作为。

 

现成的情况

在产品开发领域,三家公司采取不同的策略。

“我们正在利用过去12年收集的大量数据,这些数据显示了HVAC系统和设备如何应对不同的条件,” Dempster说。 “利用这些信息,我们创建了三个模块,这些模块使用机器学习来获得随着时间的推移的智能,并制定可行的决策,从而获得进一步的结果。迄今为止,我们已经看到这些模块比通常的30%的优化节省了5%至7%的额外节省。”

在大金(Daikin),彼得斯(Peters)引用了该公司的可变容积率(VVR)技术,以使冷水机组帮助建筑物更好地应对气候和不断变化的负荷。

应用导航器® 是一种螺杆压缩机水冷式冷水机组,它使用VVR和变速技术来达到或超过ASHRAE 90.1-2016的水平以及IPLV低至0.36,据Peters称。她说,它旨在感应精确的升力量,同时调整压缩比以全天提供最佳效率。

Meanwhile, 江森自控’ BlueStream Thermosyphon Cooler played a key role in the National 更新able Energy Laboratory (NREL) reducing its data center water consumption by almost 50 percent, Carter said.

他继续说道:“许多具有全年散热需求的系统可以通过采用混合冷却系统(例如BlueStream)来大大减少其每年冷却塔的用水量。” “ BlueStream可以智能地结合并控制专用的干式冷却设备,即热虹吸冷却器,它在上游并与开放式冷却塔串联。”

 

微转微距

当被问到被忽略的设备或操作想法时,彼得斯很简洁。

她说:“考虑一下风冷式冷水机组。” “虽然风冷式制冷机的效率低于水冷式制冷机,但业主可以节省水以及维护和化学费用。”

同时,卡特指出,水对水冷却器/热泵是大型,中央冷却和供热厂节约用水的最被忽视的机会之一。

他说:“通过将冷却器的热量排入工厂的供热系统,而不是冷却塔,您每年可以节省大量的水,同时以6.5的COP产生热水和冷冻水。”

卡特补充说,吸收式热泵也由蒸汽,热水或其他形式的废热驱动,因此减少了用水量。

Dempster在这里促进了整体控制,但是在部署看似有益的措施(如调整冷水机的供应温度)方面,它会带来意想不到的后果。

他说:“这是一个行之有效的非常好的策略,但是如果温度升高得太高,所有的节省都可能会丢失。”

为什么?

“由于AHU(空气处理机组)的风扇逐渐倾斜,以为建筑物提供更多的空气,因此它们无法充分冷却空气,” Dempster说。 “从整体上控制系统可以防止这种情况。”

 

正确的方向行驶

最后,这三位专业人员分别花了一点时间比较客户的意识和关注程度与过去的情况。

由于过去十年来东南部,德克萨斯州,西南部和加利福尼亚州的严重干旱,卡特认为客户的意识正在提高。具体来说,更多的业主了解冷却器系统上的冷却塔通常是建筑物最重要的耗水设备。

彼得斯(Peters)看到了美国绿色建筑委员会针对新旧建筑物的LEED认证,大大提高了业主对这一问题的敏感性。

她补充说:“有趣的是,LEED v4当前具有试点信用,可以作为冷却塔用水信用的替代合规途径。一个项目可以因不包括冷却塔或不使用区域冷却系统而获得积分。信贷的目的是提高用水效率,而无需冷却塔。”

在与建筑物所有者直接交谈超过16年的时间中,有关优化冷却器的问题使Dempster看到了关于更大的效率方程式的态度的演变。

他说:“我们多年来一直遇到的最大担忧之一就是担心在电动机上安装VFD会缩短电动机的使用寿命并造成问题。”

现在,当然,人们已经很容易接受VFD与优化策略协同工作的作用。但是,仍然存在误解。

“与标准信念相反,使用更少的设备并不能保证减少用水量和更好的节能效果,”登普斯特说。 “以降低的速度和负荷运行两个或多个单元的现代可变设备(例如冷却塔或冷却器)通常可使机器在较低的温度下运行。

他补充说:“与其中一个部件以接近全速和全负荷运行相比,这可以节省更多的能量。”

正当越来越多的建筑业主习惯于考虑节水时,事实证明,最好的方法可能需要三思而后行。

发布日期:10/29/2018

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