خلفية المشروع
كان مجمع تجاري في غوانغتشو، يتألف من برج مكتبي من 38 طابقًا ومنصة تجزئة متصلة بإجمالي مساحة أرضية إجمالية تتجاوز 120,000 متر مربع، يعاني من تكاليف كهرباء مرتفعة باستمرار من نظام HVAC الخاص به. تضمّن التركيب الميكانيكي والكهربائي للمبنى ثماني مضخات مياه مبردة (تتراوح من 55 كيلوواط إلى 110 كيلوواط)، واثنتي عشرة مروحة لتغذية وعودة الهواء لوحدات معالجة الهواء (AHU)، وست مراوح لأبراج التبريد — جميعها تعمل بسرعة ثابتة وفقًا للتصميم الأصلي.
أظهرت بيانات نظام إدارة المباني (BMS) للمبنى أن نظام HVAC كان يعمل عند أو بالقرب من الطاقة الكاملة لأقل من 15% من ساعات التشغيل السنوية. لـ 85% المتبقية من الوقت — بما في ذلك الليالي وعطلات نهاية الأسبوع وفصول الانتقال — كانت المحركات تعمل بكامل السرعة ضد حمل جزئي، وهو عَرَض كلاسيكي لتصميم HVAC ثابت السرعة مُفرط الحجم. كان من الصعب الحفاظ على ضغط تفاضلي ثابت للمياه المبردة، وكانت شكاوى راحة المستأجرين متكررة، وكان تصنيف أداء طاقة المبنى أقل بكثير من المعيار المتوقع لعقار تجاري من الفئة A في المنطقة.
لحل
تم التعاقد مع Goalliance لهندسة وتسليم ترقية كاملة لمحركات السرعة المتغيرة لـ HVAC تُغطي جميع الأنظمة الفرعية الرئيسية المُحرَّكة بمحركات. تم تنفيذ المشروع على مراحل لتجنب تعطيل شاغلي المبنى وعمليات التجزئة الجارية.
ظام مضخات المياه المبردة
تم تحديث جميع مضخات المياه المبردة الثماني بمحركات Schneider Electric Altivar Process، اختيرت لخوارزميات التحكم في المضخات والمراوح المُدمجة فيها، وأوضاع توفير الطاقة المتقدمة، وقدرة الاتصال الأصلية بـ BACnet/Modbus. تم تكوين دوائر المياه المبردة الأولية والثانوية تحت تحكم إعادة ضبط الضغط التفاضلي — وهي استراتيجية تُعدّل سرعة المضخة باستمرار للحفاظ على الحد الأدنى من الضغط التفاضلي المطلوب لتلبية المنطقة الأكثر تحميلًا في المبنى، بدلًا من الحفاظ على نقطة ضبط ثابتة بغض النظر عن الطلب الفعلي. هذا النهج يُلغي الضخ المفرط المزمن النموذجي في أنظمة المياه المبردة الأولية-الثانوية ذات الضغط الثابت، وحقّق أكبر توفير طاقة فردي للمشروع بأكمله.
نظام مراوح AHU
تم تجهيز مراوح تغذية وعودة الهواء الاثنتي عشرة لوحدات AHU بمحركات سلسلة Siemens SINAMICS G120، مُدمَجة مع مستشعرات CO₂ ودرجة الحرارة الموجودة في المبنى لتنفيذ التهوية المُتحكَّم بها بالطلب (DCV). تحت منطق DCV، تُعدَّل سرعة المروحة في الوقت الفعلي بناءً على تركيز CO₂ المدفوع بالإشغال وتغذية راجعة لدرجة حرارة المنطقة، موصِّلةً تمامًا حجم الهواء المُكيَّف الذي تتطلبه كل منطقة في أي وقت معين — لا أكثر ولا أقل. هذا فعّال بشكل خاص في بيئات المكاتب حيث يتفاوت الإشغال بشكل كبير على مدار اليوم وعبر الطوابق والمناطق المختلفة.
ظام مراوح أبراج التبريد
تم تجهيز مراوح أبراج التبريد الست بمحولات سلسلة INOVANCE MD500 تحت تحكم إعادة ضبط درجة حرارة البصلة الرطبة — تُعدّل سرعة المروحة تلقائيًا للحفاظ على درجة حرارة إمداد مياه المكثف المثلى بناءً على الظروف المحيطة بدلًا من العمل بسرعة ثابتة على مدار العام. في مناخ غوانغتشو شبه الاستوائي، حيث تتفاوت درجات الحرارة المحيطة والرطوبة بشكل كبير بين النهار والليل وعبر الفصول، تُنتج هذه الاستراتيجية توفيرًا متسقًا للطاقة مع حماية دورة التبريد من خسائر الكفاءة الناجمة عن التبريد المفرط لمياه المكثف.
تكامل BMS
تم دمج جميع أنظمة محولات التردد المتغير بالكامل في منصة BMS Johnson Controls Metasys للمبنى عبر بروتوكول BACnet/IP، مما يُمكِّن المراقبة المركزية لحالة المحرك، واستهلاك الطاقة، وتشخيص الأعطال، وتعديل نقاط الضبط من وحدة تحكم إدارة المبنى. تم تكوين لوحة معلومات طاقة مخصصة لعرض استهلاك كيلوواط في الوقت الفعلي، والكيلوواط ساعة المُوفَّرة التراكمية مقابل خط الأساس قبل التحديث، ومقاييس كفاءة النظام — مما يمنح فريق إدارة المبنى رؤية كاملة لأداء طاقة HVAC في جميع الأوقات.
لنتائج
- معدل توفير طاقة نظام HVAC الإجمالي: 41% عبر جميع الأنظمة الفرعية
- تقليل طاقة نظام مضخات المياه المبردة: 47%
- تقليل طاقة نظام مراوح AHU: 38%
- تقليل طاقة نظام مراوح أبراج التبريد: 35%
- تحسّن استقرار الضغط التفاضلي للمياه المبردة بشكل كبير — انخفضت شكاوى راحة المستأجرين بأكثر من 80%
- تمت ترقية تصنيف أداء طاقة المبنى، مما يدعم متطلبات شهادة المباني الخضراء
- فترة استرداد الاستثمار الكاملة: 26 شهرًا
- تقليل CO₂ السنوي المُقدَّر: حوالي 590 طنًا
