Аж үйлдвэрийн HVAC шаардлагад зориулсан үр ашигтай шийдлүүд

Аж үйлдвэрийн HVAC системд энерги хэмнэлттэй ажиллагаа болон ухаалаг удирдлага

Томоохон HVAC системд энерги хэмнэлттэй ажиллах үзүүлэлтүүд

Аж үйлдвэрийн орчинд ашигладаг HVAC системүүд нийтдээ барилгын цахилгаан хэрэглээний 40-60 хувийг эзэлдэг бөгөөд энэ нь энерги хэмнэлттэй ажиллах ач холбогдолтой сайжруулалт хийхийн тулд үзүүлэлтүүдийг хянах нь маш чухал гэдгийг харуулж байна. Хянах ёстой гол зүйлсэд квадрат метр тутамд киловатт цагаар хэмжигдэх энерги хэрэглээ, улирлын үе шат бүрт ямар үр ашигтай ажиллаж байгаа, систем ямар хугацаанд асуудалгүй ажиллаж байгааг хамруулна. 2024 оны дунд үеийн зарим судалгаагаар COP эсвэл Ажиллагааны үр ашигт чанарыг хэмжсэн компаниуд термостатын утгыг л харж байсан байгууллагуудтай харьцуулахад энерги хэмнэлт нь дөрөвний нэг буюу 25 хувиар багассан байв. Энэ нь температурын хяналтаас хол зайд шилжих нь энерги удирдахад хэр чухал байгааг харуулж байна.

Ухаалаг удирдлагын систем болон энерги удирдлагын системийн (EMS) үүрэг

Өнөөгийн энерги удирдах системүүд нь цахилгаан сенсоруудыг машин сургах чадвартай холбож, барилгын агаарын урсгал, температурын тохируулга, чийглэгийн түвшинг тогтмол нарийвчилж байна. Жишээлбэл, оюун ухаант хувьсах агаарын эзэлхүүний системийг авч үзье. Энэ систем нь өдөр тутмын халуун хүйтэн хэлбэлзэх хандлагатай үйлдвэрийн талбайд вентиляторын энерги хэрэглээг 35 хувь бууруулж байгааг харуулсан. Эдгээр системийг үнэ цэнэтэй болгож буй зүйл бол туслах төхөөрөмжүүдийн ажлын ачааллыг тэнцвэртэй ашиглах чадвар юм. Түүнчлэн, энерги хэрэглэх цагийг төлөвлөж, шөнө эрт өглөөний хямд үнэтэй цагуудад энерги хэрэглэдэг тул мөнгө хэмнээдэг бөгөөд ажилчдын доторх орчинд тогтвортой, дулаан байдал бүрдүүлдэг.

Загварчилсан урьдчилан таамаглах удирдлага (MPC): Үндсэн зарчим ба эдийн засгийн ашиг

MPC алгоритмууд нь HVAC-ийн үйл ажиллагааг урьдчилан оновчлохын тулд түүхэн мэдээлэл, цаг агаарын урьдчилсан мэдээ, ашиглалтын загваруудыг ашигладаг. Эмийн байгууламжийн цэвэр өрөөнд MPC-г нэвтрүүлснээр жилийн мөрдөлтөөс 180,000 ам.доллар хэмнэсэн буюу 24%-иар буурч, ISO 14644 агаарын цэвэршилтийн стандартыг хадгалжээ. Энэ технологи нь ихэвчлэн 2–3 жилийн дотор өөрийн өртгийг нөхөж, жилд квадрат фут тутамд дунджаар 12–15 ам.доллар хэмнэлттэй байдаг.

Тохиолдолын судалгаа: MPC-г эмнэлгийн цаг агаарын хяналд болон VAV-г үйлдвэрлэлд ашиглах

Мажийн хэсэгт бэлдмэлийн үйлдвэр MPC-г VAV-тай хослуулан ашиглан чухал дэвшлийг хүрээлэнгүүт олж авчээ:

• Тод уур амьсгалын хяналт : Лиофилизацийн камерын температурын хэлбэлзэл ±2°C-аас ±0.3°C хүртэл буурчээ
• Эрчим хүчний хэмнэлт : Оройн цагийн өндөр үнэтэй үед ачааг бууруулах замаар сарын эрчим хүчний зардлыг 18%-иар бууруулжээ

Төслийн 740,000 ам.долларын анхны хөрөнгө оруулалт нь таван жилийн дотор 29%-ийн дотоод өгөөжийг харуулжээ. 500,000 кв.футаас дээш талбайтай байгууламжид санхүүгийн болон үйл ажиллагааны өгөөжийг харуулж байна.

Үйлдвэрлэлийн HVAC системийн оновчтой загварчлал болон хэмжээний тодорхойлолт

Хэт багтаамжийг тойрч явах: Систем муу ажиллагааг хорихын тулд хэмжээг зөв тооцох

Агааржуулах халаагуурын системийг зөвхөн 30%-аар томоор тооцоолох нь (ASHRAE 2023) энерги хэрэглээг 15%-иар, үйлчилгээний зардлыг 22%-иар нэмэгдүүлэх боломжтой тул ачааллыг нарийн бодох нь маш чухал юм. Одоо үйлдвэрлэлийн дулааны ачаалал, хүн ам суурин амьдарч буй орчны онцлог, нөөцийн шаардлагыг бодолцон системийн багтаамжийг бодит үйл ажиллагааны шаардлагатай тааруулахын тулд хүчин чадлын тооцооллын орчин үеийн аргуудыг ашиглаж байна.

Агаарын сувгийн системийг оновчлох: Хэмжээ тооцоолох, Даралт тэнцвэржүүлэх, Агаарын урсгалын үр ашиг

T арга нь агаарын сувгийн зураг төслийг гурван үе шаттайгаар оновчлох аргыг ашигладаг:

1. Агаарын урсгалын хурдны дагуу анхны хэмжээ тооцоолох (ерөнхий хэрэглээнд 3–5 м/с)
2. Тооцоолон бодсон шингэний динамикийг ашиглан даралтын алдагдлыг бууруулах
3. Хатуулаг бөгөөд урт хугацаанд тогтвортой байдалд нь сүүлчийн шатны тохируулга хийх

Энэ арга нь суурилуулалтын зардлыг урт хугацааны энерги үр ашигтай байдлын хамт тэнцвэржүүлдэг.

Олон зорилгын оновчлолт: Энерги, Зардал, Итгэмжлэгийг тэнцвэржүүлэх

Симуляцлэн гүйцэтгэх алгоритм нь агааржуулах халаагуурын системийн зураг төслийн эсрэг тэмцэх зорилгуудыг шийдвэрлэхэд тусалдаг:

• Энерги зарцуулалт бууруулах (хүртэл 30% хүртэл хэмнэлт боломжтой)
• Анхны зардлын зорилт хангах (ихэнх үйлдвэрлэлийн орчинд $/CFM нь $12.50-аас бага байх)
• Өндөр найдвартай ажиллагаа баталгаажуулах (фармацевтын чухал орчинд 99.8% ажиллагааны тогтвортой байдал)

Эдгээр хүрээ нь үзүүлэлт ба төсвийн зорилтуудыг дэмжих мэдээлэлд суурилсан харьцуулалт хийх боломжийг олгодог.

Мэдээллийн оролт: Үйлдвэрлэлийн HVAC системийн 30% нь хэт том хэмжээтэй байдаг

2023 оны салбарын судалгаагаар хэмжээ буруу тогтоосноос жилд нь $740 сая долларын энергийн алдагдал гардаг болохыг тогтоосон. Хэт тоног төхөөрөмжийн шинэчлэлт нь дараах арга замаар 18-сарын хөрөнгө оруулалтын буцах хугацааг хангасан:

• Зөв хэмжээтэй чиллер ба компрессор сонгох (унших үеийн үр ашгийг 12%-иар нэмэгдүүлнэ)
• Даралт-хамааралгүй VAV төгсгөлийг суурилуулах
• Багтаамжийг 25%-иар нэмэгдүүлэх боломжтой модуль загварыг хэрэглэх

Судалгааны дүнгээс үзэхэд эдгээр стратегийг хослуулах нь конвенци загварын харьцуулахад амьдралын циклийн зардлыг 19%-иар бууруулдаг.

Зардлыг бууруулах, өгөөжийн харьцаа болон амьдралын мөчийн санхүүгийн төлөвлөлт

Халаалт, агааржуулалтын шинэчлэлийн зардал-өгөөжийн шинжилгээ: Өгөөжийн харьцааны түлхүү үзүүлэлтүүд

Халаалт, агааржуулалтын системийн шинэчлэлийг үнэлэхдээ дараах баталгаатай санхүүгийн үзүүлэлтүүдийг ашиглах шаардлагатай цэвэр одоогийн үнэ цэнэ (NPV) ба дотоод өгөөжийн хувь (IRR) . 2024 оны инженерийн судалгаа нь хувьсах хөргөгчийн урсгалын (VRF) шинэчлэл нь хөнгөлөлтүүдийг тооцвол 18–24% IRR өгөөжийг хангаж, гурван жилээс бага хугацаанд хөрөнгө оруулалтаа бүрэн нөхөн төлдгийг харуулсан.

Амьдралын мөчийн зардлын үнэлгээ: Урт хугацааны хэмнэлт болон анхны хөрөнгө оруулалт

Үр дүнтэй амьдралын мөчийн төлөвлөлт нь энерги зарцуулалт, үйлчилгээний давтамж, инфляциар засварласан ашиглалтын тарифыг тооцоолдог. Модуль халаалт, агааржуулалтын системийг нэвтрүүлэх хүрээнд хийсэн судалгааны дүнгээс харвал эдгээр систем нь уламжлалт системтэй харьцуулахад 32% -иар бууруулж байгаа боловч анхны зардал 10–15% өсөж байна.

Модуль дизайн болон оюунлаг технологи: Суурилуулалт болон ашиглалтын зардлыг бууруулах

Үйлдвэрт хийгдсэн модуль нэгжүүд нь талбайн хөдөлмөрийг 40%-иар бууруулж, үйл ажиллагааг халга зогсоолгүйгээр шат дараалалтай сайжруулалт хийх боломжийг олгодог. Оюун ухаант термостат болон хүний байгаа байдлыг мэдэртүүлэгтэй хослуулснаар машин сургалтын үр дүнд үүднээс салхины урсгалыг тохируулах замаар агуулах орчинд энерги хэмнэх хэмжээ нь хүртэл 22% байна.

Маргааны шинжилгээ: Эхний өртгийн эсрэг тэсвэрт байдал яаж даван туулж болох вэ?

Хэдийгээр анхны зардал зарим хөрөнгө оруулалтыг хөшрүүлдэг байсан ч амьдралын мөчлөгийн загвар нь 4–7 жилийн дотор хөрөнгө оруулалтаа буцааж өгөх боломжийг баталдаг. Энерги-бүтээгдэхүүн үйлчилгээний (EaaS) гэрээ, татварын болзолгүй түрээсийн санхүүжилтийн боломжууд нь капиталын зардлыг тэг болгож, цахилгааны хэмнэлтийг үйл ажиллагааны үндсэн үйл ажиллагаанд дахин хөрөнгө оруулалт хийх боломжийг олгодог.

Итгэмжлэг үйлдвэрлэлийн хамгийн их байдлаар ашиглах засварын стратеги

Урьдчилан сэргийлэх засвар: HVAC-ийн байнгын ажиллагааг сайжруулахын тулд шилдэг арга зүй

Угсралтын сэргийлэх засвар нь аж үйлдвэрийн HVAC системд 99,6% ажиллагаа баталгаажуулна. Санал болгож буй арга хэмжээнд 3 сар тутамд дулаан солих төхөөрөмжийг шалгах, жилд нэг удаа агаарын шугамын даралт шалгах, мөн бодит цагийн үзүүлэлтэнд үндэслэн айсийг солих зарчмыг баримтлахыг оруулна. Стандартчилсан сэргийлэх арга хэмжээ авч буй байгууламжууд аварийн засварыг 52%-иар бууруулж, агаарын урсгалыг төсөллөгийн нарийвчлалын ±5%-ийн дотор байлгасан.

IoT датчикаар ба Бодит цагийн хяналтын систем ашиглан урьдчилан сэргийлэх засвар

Утасгүй буюу хөдөлгөөн илрүүлэгч мэдрүүлэгч болон инфра улаан туяаны камерыг хамт ашиглавал эд наранд гарах асуудлыг урьдчилан мэдэж болох бөгөөд бидний харж байгаагаар ойролцоогоор 89% нарийвчлалтайгаар 72 цагийн өмнөх мэдээлэл өгдөг. Эдгээр IoT системд машин сургалтын алгоритмыг нэмбэл, тэдгээрийн сүлжээнүүд нь компрессоруудын ажиллагааг хугацаагаар хэрхэн ажиллаж байгааг судалж, үйлдвэрлэл бага ачаалалтай үедээ засварын ажлыг хийх боломжийг олгодог. Ийм төрлийн урьдчилан сэргийлэх засварын стратегийг нэвтрүүлсэн байгууламжууд маш их сайжралыг тэмдэглэжээ. Жишээлбэл, цэвэрхэн өрөөнд ажилладаг эмийн компаниуд хүрэлцээтгүй цахилгаан таслалтыг дунджаар 30%-иар бууруулж, мөн засварын багууд нь цалингийн зардалд л жилд квадрат фут тутамд 18 ам.доллар хэмнэсэн байна.

Туршлагын жишээ: Автомашины угсралтын үйлдвэрт агаарын сувгийг шинэчлэх ажил

Дунд бүсийн автомашин үйлдвэр нь 14,000 метр шугамын салбарт даралт тэнцвэржүүлэгч хаалт ба статик даралтын датчикаар хувиргаж, улиралын температурын хэлбэлзлийг арилгасан. 2.1 сая ам.долларын шинэчлэлтийг дараах аргаар 19 сарын дотор хөрөнгө оруулалтаа буцаасан:

• 25%-иар цахилгаан сэнс солих багасав
• 15%-иар энерги хэрэглээ буурсан нь агаарын урсгалыг динамик удирдах замаар
• iSO 14644 агаарын чанарын стандартын 98%-иар дагаж мөрдөв

Хэрэгжүүлсний дараах үр дүн нь 86 үйлдвэрийн бүсэд температурын хяналтыг ±1.5°F нарийвчлалтай тогтвортой байлгаж, 24 цагийн үргэлжилсэн үйл ажиллагааг дэмжиж байна.

Түгээмэл асуулт

• Индустрийн халаалт, вентиляци, кондиционерийн системд энерги хэмнэлтийн үндсэн үзүүлэлтүүд юу вэ? Квадрат метр тутамд хэрэглэгдэх энерги, улирлын үр ашиг, системийн ажиллагааны цагийг хянах нь чухал үзүүлэлтүүд юм.
• Оюунлаг удирдлагын систем нь халаалт, вентиляци, кондиционерийн системд энерги хэмнэх чадварыг яаж сайжруулдаг вэ? Оюунлаг удирдлагын систем нь агаарын урсгал, температур, чийглэгийг тохируулж, бодит цагт үр ашигтай тохируулга хийж, зардлыг бууруулдаг.
• Загварчлагдсан урьдчилан таамаглах удирдлага (MPC) гэж юу бөгөөд халаалт, вентиляци, кондиционерийн системд ямар ашигтай вэ? MPC нь өгөгдөл ба урьдчилсан мэдээллийг ашиглан HVAC-ийн үйл ажиллагааг оновчтой болгодог бөгөөд үйл ажиллагааны стандартыг хадгалах үед зардлыг бууруулдаг.
• Компаниуд HVAC системийн хэт их хүчин чадлыг яаж зохицуулах боломжтой вэ? Загварчлалын багажуудыг ашиглан нарийвчилсан ачаалал тооцох нь компанийн системийн багтаамжийг бодит шаардлагатай нь зэрэгцүүлэхэд тусалдаг.
• Модуль бүтэцтэй HVAC загварыг ашиглах үндэслэл нь юу вэ? Модуль бүтэц нь шат дараалалтай сайжруулалт хийх боломжийг олгодог, урт хугацаанд зардал багатай байдаг бөгөөд анхны санах ойд хадгалах болон зардлыг бууруулдаг.