یک راهکار مقاوم‌سازی AHU که سالانه ۳.۴۳ میلیون یوان در هزینه‌های برق صرفه‌جویی می‌کند

در طول چرخه عمر ساختمان‌های تجاری، مصرف انرژی همچنان یک چالش مداوم است.

سیستم‌های تهویه مطبوع تقریباً ۴۰ تا ۶۰ درصد از کل مصرف انرژی یک ساختمان را تشکیل می‌دهند. به عنوان "قلب" ساختمان که سرمایش و گرمایش را ارائه می‌دهد و در عین حال کیفیت هوای داخل ساختمان را تضمین می‌کند، راندمان عملیاتی واحدهای هواساز (AHU) مستقیماً راندمان کلی انرژی را تعیین می‌کند.

در بحبوحه فشار برای خنثی‌سازی کربن و افزایش هزینه‌های عملیاتی، پنکه‌های سنتی اغلب پاسخگوی نیازهای صرفه‌جویی در انرژی نیستند. چگونه می‌توان پتانسیل صرفه‌جویی در انرژی را در ساختمان‌های موجود آزاد کرد؟

یک پروژه نوسازی اخیر سیستم تهویه مطبوع (AHU) در یک مرکز خرید در تیانجین نتایج قابل توجهی را به همراه داشت:

نرخ صرفه‌جویی در مصرف انرژی ۶۴.۲۵٪.

در زیر نگاهی دقیق به چگونگی آن می‌اندازیم. فن EC فناوری در این نتیجه نقش داشته است.

۱. تحول سبز برای یک مرکز خرید جاافتاده

این مرکز خرید که در یک منطقه تجاری شلوغ واقع شده، سال‌هاست که فعالیت می‌کند و روزانه شاهد رفت و آمد زیادی است.

با گذشت زمان، واحدهای اصلی AHU علائم فرسودگی و پیری را نشان دادند.

- فن‌های تسمه‌ای اولیه به دلیل کارکرد طولانی مدت، دچار افت قابل توجه راندمان می‌شدند و همین امر آنها را به منبع اصلی مصرف بالای انرژی تبدیل می‌کرد.

- اجزای کلیدی مانند تسمه‌ها و یاتاقان‌ها فرسوده شده بودند و نیاز به تعویض و تعمیر مکرر داشتند - که هزینه‌های عملیاتی و حجم کار تعمیر و نگهداری را افزایش می‌داد.

- واحدهای قدیمی فاقد کنترل دقیق بودند، که تنظیم دقیق دما را دشوار می‌کرد و بر تجربه خرید تأثیر می‌گذاشت.

- با هوش محدود، ۴۶ واحد هیچ بازخورد بلادرنگی از وضعیت عملیاتی ارائه ندادند و نیازمند تلاش‌های بازرسی دستی قابل توجهی بودند.

برای حمایت از اهداف ملی صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و در عین حال کاهش هزینه‌های عملیاتی، مدیریت مرکز خرید تصمیم گرفت تا این ۴۶ دستگاه هواساز (AHU) را به طور کامل نوسازی کند.

این چیزی بیش از یک تعویض تجهیزات ساده بود - این یک ارتقاء کامل سیستم مدیریت انرژی مرکز خرید بود.

۲. آزمایش مقدماتی

مقاوم‌سازی انرژی نیازمند تصمیم‌گیری مبتنی بر داده است.

در شروع پروژه، تیم فنی ارزیابی کاملی از سیستم AHU موجود انجام داد:

پلاک نام فن اصلی

● تست توان عملیاتی – مصرف واقعی توان هر واحد هواساز اندازه‌گیری شد.

● اندازه‌گیری فشار استاتیک و جریان هوا – منحنی عملکرد فن‌های اصلی تحت شرایط واقعی کانال ارزیابی شد و داده‌های کلیدی برای انتخاب فن EC ارائه گردید.

● پایش سطح نویز – سطوح نویز پایه برای پشتیبانی از بهبودهای آکوستیکی ثبت شدند.

● اندازه‌گیری ابعاد نصب – اندازه‌گیری‌های میلی‌متری تضمین کرد که تجهیزات جدید به طور یکپارچه در موتورخانه‌های موجود جای می‌گیرند.

● نظارت مبتنی بر کنتور – داده‌های کیفیت برق به صورت بلادرنگ از طریق سیستم مدیریت ساختمان جمع‌آوری شد تا مقایسه انرژی پس از مقاوم‌سازی تسهیل شود.

داده‌های میدانی دقیق به تیم اجازه داد تا با اطمینان خاطر به صرفه‌جویی در مصرف انرژی مورد انتظار متعهد شوند و پایه محکمی برای انتخاب فن‌های EC مناسب فراهم کردند.

۳. طرفداران EC: ساختن قلبی کارآمد

بر اساس داده‌های دقیق آزمایش، تیم فنی یک راهکار مقاوم‌سازی سفارشی برای ۴۶ واحد هواساز (AHU) ارائه داد.

استراتژی اصلی، جایگزینی کامل با فن‌های EC بود.

در مجموع ۱۶۵ فن EC با راندمان بالا نصب شد که عمدتاً از دو مدل A3E-3A630-Y8-58 و A3E-3A560-Y8-56 استفاده می‌کردند.

فن‌های EC سری Seemtek Achelous

چرا طرفداران EC؟

- فن‌های EC دارای موتورهای سنکرون آهنربای دائم داخلی هستند.
در مقایسه با موتورهای القایی AC سنتی، آنها تلفات روتور را از بین می‌برند و حتی تحت بار جزئی - یک شرایط عملیاتی رایج برای سیستم‌های HVAC تجاری - راندمان بالا را حفظ می‌کنند. داده‌ها نشان می‌دهد که موتورهای EC می‌توانند به راندمان بیش از 90٪ دست یابند.

- واحدهای هواساز سنتی اغلب با سرعت ثابت کار می‌کنند که منجر به اتلاف انرژی قابل توجهی می‌شود.
فن‌های EC از ارتباط 0 تا 10 ولت یا RS485/MODBUS پشتیبانی می‌کنند و امکان تنظیم سرعت بدون وقفه را بر اساس میزان حضور افراد و نوسانات دما فراهم می‌کنند.

- با طراحی جمع و جور و عملکرد مستقیم، فن‌های EC نیاز به تسمه را از بین می‌برند.
برای تیم‌های تعمیر و نگهداری، این به معنای عدم نیاز به تعویض تسمه یا پاکسازی گرد و غبار تسمه است که به طور قابل توجهی تعمیر و نگهداری معمول AHU را کاهش می‌دهد.

در طول مرحله طراحی، تیم به اصل اندازه مناسب پایبند بود. با بهره‌گیری از انعطاف‌پذیری نصب آرایه فن EC (دیوار فن)، آنها اطمینان حاصل کردند که حداکثر جریان هوا مورد نیاز برآورده می‌شود و در عین حال مصرف انرژی و هزینه بهینه می‌شود.

۴. یک بازسازی غیر مخرب

انجام یک تعویض بزرگ سیستم هواساز (AHU) در یک مرکز خرید فعال، چالش‌های لجستیکی را به همراه داشت. اندازه جمع و جور و وزن سبک فن‌های جدید EC در اتاق‌های مکانیکی محدود، ارزشمند بود. برای جلوگیری از اختلال در عملیات مرکز خرید، تیم پروژه قبل از تحویل تجهیزات، یک فرآیند استاندارد را دنبال کرد:

- بازرسی فونداسیون

- قرارگیری فن

- ایمن‌سازی و اتصال

- سیم کشی برق

فن دیواری EC سیمتک

به لطف طراحی ماژولار فن‌های EC، پیچیدگی نصب تا حد زیادی کاهش یافت. کاری که قبلاً برای بازسازی یک واحد AHU چند روز طول می‌کشید، به تنها ۶ ساعت (برداشتن فن‌های قدیمی + نصب فن‌های جدید) کاهش یافت.

نصب سخت‌افزار تنها قدم اول بود. هوش واقعی سیستم در کنترلر آن نهفته است.

رابط تنظیم کنترلر

پس از نصب، تیم فنی، فن‌های EC را در سیستم مدیریت ساختمان (BMS) ادغام کرد. از طریق تنظیم دقیق با کنترلر، AHUها از ارائه جریان هوای ثابت ساده به دستیابی به عملکرد هوشمند تکامل یافتند:

- تنظیم جریان هوا برای جلوگیری از سرمایش یا گرمایش ناهموار

- تنظیم خودکار سرعت فن بر اساس دمای هوای برگشتی، جلوگیری از سرد شدن یا گرم شدن بیش از حد

۵. دستیابی به نرخ صرفه‌جویی انرژی ۶۴.۲۵٪

قرائت کنتورهای برق قبل و بعد از مقاوم‌سازی، نتایج را تأیید می‌کند.

جدول زیر داده‌های AHU-1 را در یک دوره 10 روزه قبل و بعد از مقاوم‌سازی مقایسه می‌کند:

داده‌ها به وضوح کاهش چشمگیر مصرف انرژی برای این AHU را همراه با کاهش قابل توجه توان راکتیو نشان می‌دهند.

بر اساس محاسبات، این واحد هواساز به میزان ۶۴.۲۵٪ در مصرف انرژی صرفه‌جویی کرد.

شایان ذکر است که این حد بالایی نیست، زیرا سیستم در طول این دوره اندازه‌گیری با حداکثر خروجی کار می‌کرد. پس از افزودن حالت‌های کنترلی مانند دمای ثابت، جریان هوای ثابت و فشار ثابت - و تغییر به کنترل مبتنی بر دما در 23 نوامبر - مصرف انرژی 67 درصد دیگر کاهش یافت.

۶. مورد اقتصادی

از آنجا که فن‌ها با سرعت ثابت کار می‌کردند، صرف نظر از فصل یا بار، در تمام طول سال با حداکثر توان (27.57 کیلووات) کار می‌کردند. هزینه برق سالانه ثابت و بالا بود:

هزینه برق سالانه = ۲۷.۵۷ کیلووات × ۱۳.۵ ساعت در روز × ۳۶۵ روز × ۰.۷۷ یوان بر کیلووات ساعت ≈۱۰۴۶۰۰ یوان

با فن‌های EC با راندمان بالا و کنترل‌های هوشمند، AHU به طور خودکار سرعت فن را بر اساس دمای هوای برگشتی تنظیم می‌کند و به طور قابل توجهی توان عملیاتی را کاهش می‌دهد. عملکرد سالانه برای تخمین به سه دوره تقسیم شد:

● کل هزینه برق سالانه پس از مقاوم‌سازی = ۷۳۷۰ + ۱۲۸۹۸ + ۹۸۲۷ ≈ ۳۰۱۰۰ یوان

● صرفه‌جویی سالانه به ازای هر واحد هواساز** = ۱۰۴۶۰۰ – ۳۰۱۰۰ = ۷۴۵۰۰ یوان

● کل صرفه‌جویی سالانه تخمینی برای ۴۶ واحد هواساز: ۴۶ × ۷۴۵۰۰ ≈ ۳.۴۳ میلیون یوان

با افزایش شتاب استراتژی‌های کاهش کربن، انتظار می‌رود ارتقاء سیستم‌های تهویه مطبوع (AHU) با محوریت فناوری فن‌های EC به انتخاب اصلی برای مقاوم‌سازی انرژی در ساختمان‌های تجاری تبدیل شود.