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Sep 17, 2023

HVAC 請負業者が学校に快適さと効率性を導入

Cornell University: veduta aerea del bellissimo campus della Cornell University

コーネル大学:アイオワ州マウントバーノンにある美しいコーネル大学キャンパスの空撮。

システムのアップグレード:これら 5 台の Weil-McLain Ultra 550 MBH 高効率凝縮ガス ボイラーは、コーネル大学の人気の寮である Olin Hall に設置されました。

さまざまな換気:この図は、ケンブリッジ大学の Aircuity システムにより、各研究室の状況に応じて換気がどのように変化するかを示しています。

フィットネスセンター：マイアミ大学ミラー医学部の UHealth フィットネス & ウェルネス センター内。

汚染物質の除去:UHealth フィットネス センターは、enVerid の HLR テクノロジーを使用して、外気を減らしながらより良い IAQ を達成しました。

コントロールで：Conejo Valley 学区のエネルギー マネージャー兼教育者である Rick Freed 氏は、Skyport モバイル アプリを使用して Venstar の SchoolStat サーモスタットを制御しています。

ここでは、学校管理者や大学理事会の快適性と効率性の課題を解決するために HVAC 請負業者が導入できるテクノロジーに光を当てる 4 つのプロジェクトを紹介します。

アイオワ州マウント バーノンにあるコーネル大学は 1853 年に設立されました。キャンパスには長く豊かな歴史があり、一部のオリジナルの建物は 1860 年代に遡ります。 実際、キャンパス全体が国家歴史登録財に登録されています。

老朽化は美観にとって良いことですが、キャンパスの老朽化した蒸気暖房システムは、施設サービス部門に多くの問題と課題をもたらしました。 1800 年代後半に設置された当初の蒸気暖房システムは、大学の敷地内のすべての建物に電力を供給する中央プラントで構成されていました。 この学校のボイラー工場は当初石炭を使用していましたが、キャンパス全体に熱を供給するために 350 馬力のガス駆動蒸気ボイラー 3 台が設置された 1960 年代にガスに転換されました。

機器が老朽化しているため、古い蒸気インフラの大規模な修理が一般的になってきました。 コーネル大学の施設サービス部長であるジョエル・ミラー氏は、蒸気配管の大部分を交換するか、別の暖房ソリューションを検討するかの 2 つの選択肢に直面しました。 集中型システムから脱却し、キャンパスの個々の建物に独立型の高効率ボイラーを設置することが決定されました。

このプロジェクトを実行するために、コーネル氏は、アイオワ州シーダーラピッズに本拠を置き、商業用および工業用の配管、暖房、空調サービスを提供する会社、Pipe Pro Inc. に注目しました。 Pipe Pro のサービス マネージャーである Travis Godbey は、学校のボイラーのアップグレードを監督しました。

最初の改修プロジェクトの 1 つは、人気の居住施設であるオリン ホールで行われました。 チームは、建物内に Weil-McLain Ultra® 550 MBH 高効率凝縮ガス ボイラー 5 台を設置しました。 Ultra は、ビルディング オートメーション システム (BAS) とリンクするためのボイラー間通信、Modbus®、BACnet® を備えています。 高速セットアップウィザード。 10 種類の典型的な暖房システムをプリセット。 さらに、ナビゲーションがより簡単になり、一目でわかるボイラーの状態、診断、トラブルシューティングを可能にする更新された制御インターフェースが備わっています。 3 台のユニットは主加熱ボイラーとして構成され、他の 2 台は生活用水用に設定されました。

科学センターの建物もボイラーの更新対象に選ばれました。 2 台の Weil-McLain SlimFit 750 シリーズ ボイラーが天然ガスとしてセットアップされ、建物の狭い機械室に設置されました。 ワイル・マクレーン氏によると、ボイラーの狭いハウジングにより、限られたスペースや重量制限のあるエリアでの操作性が向上します。

「SlimFit ボイラーはそのスペースに完璧にマッチしました」とゴドビー氏は言いました。

Pipe Pro は合計で、キャンパス内で 8 つの改造を完了し、すべてワイル・マクレーンのボイラーを使用しました。 新しいボイラーは個々の建物を制御するように構成されていますが、監視と制御のためにキャンパス全体の Web ベースのシステムを通じても接続されています。

「キャンパス内のすべてのユニットを簡単に追跡できます」とミラー氏は言います。 「制御システムは各建物のボイラーパラメータをコンピューター、メモ帳、または電話に表示し、私たちのチームは必要に応じてリアルタイムで調整できます。

「さらに、ボイラーは非常にユーザーフレンドリーです。」と彼は続けました。「蒸気プラントに必要な高度な訓練を受けたボイラーオペレーターは必要ありません。 ユニットの年次メンテナンスを自分たちで行うこともできます。」

予想通り、この変更によりエネルギーの節約が実現しました。 キャンパスでは 8 回の転換後にガス使用量が 15% 削減されました。

しかし、最も重要なことは、学生と教師が教室と住居の気候に非常に満足しているとミラー氏が報告したことです。

「交代以来、電話があまり鳴らなくなった」と彼は語った。

エネルギーコストの増大に直面して、英国ケンブリッジにあるケンブリッジ大学ハッチソン/MRC研究センターは、光熱費を支払うために命を救うがん研究を削減するという不安な見通しに直面していた。

がんの基礎研究とトランスレーショナル研究の主要拠点であるハチソン/MRC 研究センターは、2001 年に建設されました。3 フロアにわたる 11 の研究室スペースに、MRC がんユニットと大学腫瘍学部からの約 160 人の研究者とサポートスタッフが収容されています。 このセンターには、約 12,000 平方フィートのラボ スペース、サポート サービス用の 1 フロア、およびプラント ルーム 1 フロアがあります。

MRC の研究センターマネージャーであるブライアン・リチャードソンは、このセンターがいくつかの固有の課題を抱えていることを認識していました。 研究室を適切に稼働させるためには、常に完全な空調が必要でした。 これは、人がいるかいないかにかかわらず、換気システムが昼夜同じ速度で稼働する必要があることを意味しました。 また、建物の当初の設計に欠陥があったこともあり、建物は通常よりも高い空気交換率で稼働していました。

同センターの気流制御システムベンダーであるクリティカル・エアフロー・ヨーロッパのオペレーションディレクター、クリス・マルホランド氏は、最大50パーセントのエネルギー節約を実現できる改修ソリューションがあるかもしれないとリチャードソン氏に語った。 新しいソリューションは、各研究室の状況に応じて換気を変更できるデマンドベースの Aircuity システムを使用して、研究室スペースにおけるセンターの従来の可変空気量 (VAV) 制御を変更します。 米国の多くの大学研究室で導入されていますが、ハチソン/MRC 研究センターに提案された Aircuity システムは英国初のものとなります。

Aircuity によると、同社のエアサイド効率プラットフォームは、包括的な屋内環境データに基づいて空気交換率を最適化します。 空気サンプルは空調管理者レベルの個々の空間から継続的に収集され、分析のためにセンサースイートに送られます。 サンプリングされたデータは、アーカイブとレポートのために Web ベースのプラットフォームに送信されます。 その後、信号が施設のビル管理システム (BMS) に送信され、現在の状況に基づいて換気レベルが調整され、IAQ を向上させながらエネルギーを節約します。

Critical Airflow は、1 時間あたりの換気量 (ACH) を、在席時と非居住期間の両方で現在の 24 ACH から、日中は 4 ACH、夜間は 2 ACH の最小換気量に減らすことを提案しました。

最初の 1 年で、このシステムは総ガス代を約 41% 削減し、総電気代を 9% 削減し、合わせて 67,000 ユーロ (約 85,000 ドル) を節約しました。 2 年目では、総ガスコストが 54% 削減されました。 システムの投資効果は 2 年未満でした。 さらに、このシステムは炭素排出量を年間 422 トン削減しました。

「私たちは、入居者の実験環境を改善し、研究センターの環境への影響を軽減し、そして重要なことに、光熱費への支出を削減するという主な目標を達成しました」とリチャードソン氏は述べた。 「この設備がなければ、ガス代を支払うために直接の研究予算を削減しなければならないという、うらやましくて避けられない状況に陥っていたでしょう。しかし、このような目覚ましい経済的利益により、科学予算は癌研究に直接プラスの影響を与えて保護されています。」

IAQ が低いと、頭痛、めまい、疲労感、集中力の低下などの症状が引き起こされるとされています。 では、学校や大学は、追加コストを発生させずに、生徒、教職員、スタッフの健全な学習環境と労働環境を確保するにはどうすればよいでしょうか?

オプションの 1 つは、enVerid Systems Inc. の HVAC Load Reduction® (HLR®) テクノロジーで、CO2、アルデヒド、揮発性有機化合物 (VOC)、粒子状物質などの汚染物質を室内空気から捕捉して除去するように設計されています。 HLR テクノロジーにより、室内の空気を浄化してリサイクルすることで IAQ を向上させるだけでなく、大学は建物内への外気の取り入れを減らし、HVAC システムへの負荷を軽減することができます。 これにより、エネルギー使用量の大幅な削減とコスト削減につながる可能性があります。

マイアミ大学は最近、ミラー医学部の UHealth フィットネスおよびウェルネス センターに enVerid の HLR テクノロジーを導入することを決定しました。 医学部の物理的な工場の面積は約 510 万平方フィートです。 20,000 トン用に設計され、導入時には 12,000 トンが設置された集中冷水プラントによって供給されています。 ウェルネス センターは、学校の上 2 階にある 60,000 平方フィートを占めています。

「ここマイアミでは、外気は莫大なエネルギーコストです」と、マイアミ大学ミラー医学部および UHealth 病院および診療所のエネルギーマネージャーであるカール・トマソン氏は述べています。 「通常、湿度は 80% 以上、気温は約 90 度で、外気を 100 cfm 取り込むごとに、冷却システムの冷却量は約 1 トンに相当します。夏の間、工場は常に最高負荷にさらされています。ハンドル。"

熱と湿気に加えて、医学部は高速道路に近く、マイアミ国際空港の飛行場の飛行経路の下にあるため、汚染物質にさらされています。 空港。

空気中の汚染物質を除去し、必要な外気換気の量を減らすために、enVerid HLR モジュールがウェルネス センターの各フロアに設置されました。

「enVerid システムのおかげで、外気を減らしながら室内の空気の質を向上させることができました」とトマソン氏は言います。 「当社の当初の CO2 レベルは通常約 900 ppm でしたが、今では enVerid システムを使用して CO2 レベルは約 700 ppm になっています。VOC も全体的に減少しています。」

HLR テクノロジーは、同校が HVAC エネルギー総消費量の平均 36 パーセントの削減と、ピーク時の HVAC 容量の 41 パーセントの削減を達成するのにも役立ちました。

マイアミ大学ミラー医科保健システム校の施設担当副学長補佐である Ronald A. Bogue 氏は、enVerid の HLR テクノロジーは、その効率によって既存のチラー ループに大幅な追加効果があると述べました。 これにより、大学は別の冷却装置や冷却塔に大規模な設備投資をする必要がなくなります。

「プラントの能力を最大限に活用した運用を行っている場合、インフラストラクチャに大きな変更を加えずにシステムの能力を向上させる機会が得られます」とボーグ氏は述べています。

enVerid Systems Inc. の CEO、Udi Meirav 博士は次のように述べています。

ロサンゼルスのすぐ北、南カリフォルニアに位置するコネホ バレーの気温は、冬は氷点下から夏は華氏 100 度をはるかに超えます。 コネージョ バレー統一学区は、サウザンド オークス、ニューベリー パーク、ウェストレイク ビレッジを管轄する幼稚園から高等学校までの学区です。 この学区には、学校のキャンパス、オフィス、倉庫など 30 か所に数百ものサーモスタットが設置されています。

学区のエネルギー マネージャー兼教育者である Rick Freed は、エネルギーの使用量とコストを削減するという最終目標を達成するために、学区のサーモスタット全体をリモートで監視、制御し、グローバルな変更を加えられるようにしたいと考えていました。 そのために、フリードはサーモスタットとエネルギー管理システムのメーカーである Venstar の協力を求めました。

Venstar の SchoolStat サーモスタットは、学校が生徒の室内の快適性と教職員の使いやすさを維持しながら、エネルギーコストを削減できるように設計されています。 また、Venstar の Skyport Cloud Services を使用すると、すべてのサーモスタットに同時にグローバルな変更を加えることができます。

Venstar によると、SchoolStat は事実上あらゆるタイプの HVAC 機器と互換性があります。 機能には、プッシュスタートボタン、プログラム可能なオーバーライド、セットポイント制限セキュリティ、平日と週末を個別にプログラムできる機能が含まれます。 Venstar の無料 Skyport クラウド サービスおよび Skyport モバイル アプリと組み合わせると、エネルギー管理者は Web またはモバイル デバイスを使用して、インターネット アクセスがあればどこからでも複数の Wi-Fi サーモスタットに即座にアクセスして制御できます。

フリード氏は、Wi-Fi 対応の SchoolStats を、夏休みと冬休みの間、リモートで非占有モードにし、学年の間は占有モードに戻すことができる機能を高く評価していると述べました。 同氏はまた、SchoolStat サーモスタットのシンプルな押してスタート ボタンにより、かなりの量のエネルギーを節約できると評価しています。 これにより、教師はボタンを押して暖房または冷房を有効にする必要があり、その結果、すべての授業時間中に HVAC 機器が自動的に動作するように設定されていた以前のサーモスタットに比べて、エネルギー使用量が大幅に削減されます。

教室のサーモスタットには設定値の制限が事前にプログラムされているため、教師は合理的な制限内で温度をある程度柔軟に設定できます (コネホ学区の場合は +/- 4°F)。 教室が暑すぎる、または寒すぎるという苦情がある場合、フリードは Venstar の Skyport を使用して実際の室温を確認し、潜在的な問題に迅速に対応できるようにします。

フリード氏は、学区が 1 年間でエネルギーコストを 40% 節約したと報告しました。そのかなりの部分は SchoolStat サーモスタットのおかげだと考えています。 同氏は、学区が他の省エネ努力と合わせて Wi-Fi 対応の SchoolStats の利用を拡大し続けるため、節約額は飛躍的に増加すると予想されていると述べた。

「Venstar の SchoolStat サーモスタットは、学区のエネルギー使用量の削減に大きく貢献し、教師にとって快適な教室を実現し、メンテナンス チームにとってサーモスタットの管理にかかる時間をこれまでより簡単に短縮できるようになりました。」とフリード氏は述べています。

米国エネルギー省 (DOE) は、Better Buildings Zero Energy Schools Accelerator を開始しました。 6 つの学区、2 つの州、およびいくつかの国家機関が協力して、全国の教育部門および地域社会におけるゼロエネルギーでコスト効率の高い設計の開発に取り組んでいます。

「Better Buildings Zero Energy Schools Accelerator を通じて、パートナーは実質的な節約に取り組んでいます」と DOE のエネルギー効率担当次官補キャスリーン・ホーガン氏は述べています。 「最もエネルギー効率の高いテクノロジーを使用し、学生や地域社会を巻き込むことで、学区は納税者の税金を節約し、より強靱でファーストインクラスの教育施設を構築する先頭に立つことができます。」

DOE によると、ゼロエネルギー学校は気候帯に応じてエネルギー消費を 65 ～ 80% 節約できる可能性があり、ゼロエネルギー学校アクセラレーターの目標は、ゼロエネルギー学校を幼稚園から高校までの学校の主流にすることです。

発行日: 2017/12/25

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Ron Rajecki は、Aquatherm North America のマーケティング コンテンツ スペシャリストです。