Bir Pompa Sistemi ile Enerji Tüketimini Kontrol Altına Almak

Büyük binalarda usta mühendisler hangi noktalara anahtar olacak mekanik sistemleri yerleştirmeye karar verirler? Bu pek çok faktöre bağlıdır, sistemin yaşını ve sistem bileşenlerinin durumunu, operasyonel performans ve verimliliği, değişimin maliyetlerini ve uzun dönemde avantajları içerir. Bu tip konular New York’taki Brookfield emlak şirketi yöneticileri tarafından sıklıkla tartışılmaktadır, bu şirket ticari binaların emlak yönetimi işinde oldukça tanınmıştır. 2002’de firmanın bir şubesi enerji masraflarını azaltmak ve tasarruf sağlamak amacıyla yıllık 100 milyon $’dan fazla bir tutarı olan "enerji takımını" bünyesine katmıştır.

Figueroa Wilshire’daki bir binaları Los Angeles’ın 5. en yüksek gökdelenidir, Güney Kaliforniya’nın finans bölgesindedir. 1990’da inşaa edilmiştir. 1.4 milyon sq-ft yüksekliğinde ofis katları granit dış cephesi ile 75 ft’lik 2 lobiden oluşur, yerler ve duvarlar tamamen granitten oluşur. Açık plazada suyu ve yangını temsil eden 36 heykel bulunur.

2005’te firmanın emlaklarından biri olan enerji denetim firması ("Sistem Monitoring" bknz alt köşede) Figueroa’nın ihtiyaçlarını firmanın liste başına almıştır. Denetimden çıkan sonuç pek çok farklı konuda oldu- bakım ve enerji maliyetleri, su basıncını düşürme, opsiyonla limitlendirilmiş tescilli kontroller ve eski pompanın çelik varillerindeki mekanik dayanıklılık yeni bir pompa sistemi ile değiştirilebilir.

Baldwin Park, Californiya kökenli PumpMan şirketi, pompa sistemi bakımı, tamir ve montaj üzerine çalışmalar yapmaktadır, yeni bir pompa sistemi üretmek için seçilmiştir. Sistemin dizaynı Delta-Q firması tarfından desteklenmiştir. Üretici temsilcisi ajans.,

Brookfield yöneticileri birkaç yıldır eski pompa sisteminin değişmesi gerektiğini biliyorlardı, fakat zaman sıkıntısı problem oluyordu. Eski sistemi kısa bir zamanda değiştirme işi pahalı olmaktan çok yıldırıcı idi, fakat enerji denetim firması bu işin mümkün olan en kısa zamanda üstesinden gelinmesi gerektiğini onaylıyordu.

Eski sistem kullanılamaz

Projenin tek bir yüzü hataya olanak vermez. Eski pompa sistemini değiştirme büyük bir operasyon gibi görünse de en önemli amaç yeni pompa sisteminin Figueroa’nın kiracılarına herhangi bir servis kaybı yaratmamasıdır.

Planlama gereklidir. Sürekli su basıncının proseste sağlandığından emin olmak isteyen PumpMan binanın alçak ve yüksek zonlarına iki fazlı ekipman montajı yapmıştır. Alçak zone 1’den 25’e basınç dolaşımını tahliye borusundan aşağı yöne çevirir. Yüksek zone 26 ile 52. katlar arasına tahliye borusu ile su temini sağlar.

Binanın 15 yıllık sabit hızlı pompa sistemi iki veya üç basınçlandırıcı sistemden oluşur. Biri yüksek zone biri alçak zone için. Alçak zone sistemi bir adet 15 hp pompa ve iki adet 30 hp pompalardan oluşur. Yüksek zone sistemi ise bir adet 30 hp pompa ile iki adet 60 hp pompalardan oluşur. Çünkü eski sistem iki ayrı zone’a ayrılır, iki pompa normalde çalışır, en düşük talebin olduğu dönem de dahil. Motorlar tam hız çalışır ve büyük miktarda enerji kaybı olur, çünkü bir hız regülasyonu yoktur.

Bütün pompaların dikey türbinleri basınç düşürücü valfler ile tahliye basıncını kontrol ederler. Valfler her bir pompanın tahliye basıncını tehlikeli olan aşırı basınçlanmadan koruma amacı ile incelir. Eski sistem binanın alt katlarından 500 psi tahliye yaparken 150 ila 200 lb üst katlara su basınçlandırır. Sistem, birden çok regülatörleri kullandığı kadar valfleri de her sekiz dokuz katta bir kullanır.

Yeni Sistem İle

Projenin 1. aşamasında PumpMan teknisyenleri 4 adet yeni basınç regülasyon istasyonu kurarak alçak zone’ları yüksek zone’lardan geçici olarak besleme yolunu seçtiler. Bu seçilmiş sistem aşağı zone kapalı durumdayken ve mekanik odasından devre dışı bırakıldığında yukarı zone’a basınçlandırma sağlar.

Tüm binanın yeni sistem kurulduğunda eski pompa sistemine güveniyordu ve önceki alçak zone sistemi hesaplanmış bir riskti. Bir hafta projenin bu konudaki başarısı veya başarısızlığı olacaktı.Ancak önemli olan bir konuda su temininin kiracıların işlerini aksatmamasıydı. Alçak zone sisteminin devre dışı bırakılması ve yüksek zone boru hattının basıç regülasyonu istasyonunu beslemesi için 12 saatliğine kapatılması gerekliydi.

2. aşama sırasında su sistemi 8 saatliğine kapanacaktı. Bu süreçte PumpMan teknisyenleri yüksek zone pompa sistemini devre dışı bırakırlar ve domestik boru sistemini yeni dört pompalı sisteme tekrar bağlarlar.

Program 40, tip 316 paslanmaz çelik boru yüksek zone boru hattında kullanılır. Tip L sert, bakır tüp yeni sistemi ve alçak zone’nu destekleme amacıyla kullanılıyor. Teknisyenler yeni yüksek zone boru hattını eskisine bağladıklarında borulardaki sular çekildi ve elektrik bağlantısı mevcut yüksek zone sistemden kesildi, ana ve acil durum güçleri yeni sisteme bağlandı.

PumpMan teknisyenleri binanın temel güç kaybı olduğunda devreye girmesi için otomatik bir acil güç transfer butonu ile yeni sistemin çalışmasına olanak tanıdılar. Butonun yeni sisteme monte edilmesi çatı üzeri ekipmanları için kritik bir durumdu, suyun binalardaki 10 soğutmayı sağladığı anda.

Yeni sistem bir haftalığına sorunsuzca çalıştı, eski sistem mekanik odasından devre dışı bırakıldı.

Sonuç

Yeni sistem, değişken hız ayarlı, herhangi bir sistemde dört pompaya güç sağlayabilecek kapasitede. Pompalar geri kalan veya liderlik eden matığıyla çalışmaktadır. Su talebi değiştikçe bir pompa hızlanırken diğeri yavaşlar. Her dört pompadan biri sırayla lider pompa görevini üstlenir. Diğer pompalar tüm hızla talep geldikçe çalışmaya devam ederler, lider pompa değişken hızla çalışırken devamlı sistemin tahliye basıncını sabit tutmaya çalışır. Pompalar basınç düşürücü valfleri kullanmayı gerektirmezler. Çünkü değişken hız tahliye basıncını fazlaca düşürmeyi garanti etmez, talepte hızlı değişimler olmasına rağmen.

Sadece bir pompanın çalışması, tek değişken hızla enerji tüketimini azaltırken pompanın ömrünü ve performansını uzatır. Yeni kurulumlar sayesinde Figueroa’da domestik su pompa sistemi şehrin su kaynağını 50 psi ye çıkarırken basıncı 380 psi’e artırır ve yüksek katlara suyu iter. Ek bir fayda ise gürültü seviyesinin düşmesidir.

Montajlara bağlı olarak proje 15,000 $ ile 20,000 $ arasında operasyon masraflarından tasarruf sağlar. Operasyonun birinci yılında pompa sistemi ile 40,000 $ enerji ve bakım maliyetlerinde tasarruf sağlandı. Eski sistemin sürekli tamiri geride kaldı. n

Yazan: Steven L. Dickson(*)

Ticari İş geliştirme Müdürü, Grundfos Pumps Corp. Inc.

Kenarda: Sistemin Gözlemlenmesi:

Brookfield sistemden önce ve sonra olmak üzere voltaj ve akımı enerji denetiminin bir parçası olarak gözlemlemiştir. Önceki gözlem tüm bir hafta 7/24 olarak Figueroa’nın mevcut iki sisteminin elektronik verilerinin toplanması ile yapıldı. Aynı gözlem yeni pompa sistemi verimli bir şekilde çalışmaya başladıktan sonra kontrolleri yapıldı.

Averajda eski sistem 5,000 kwh elektrik enerjisi 1 haftada kullanırken, yeni sistem 1,350 kwh 1 haftada kullanır. Averaj maliyet bir kilowat saatte11 cent, tasarruflar eklenince yılda 20,000 $ bulmaktadır. Tüm ekipmanın

çalışma zamanı haftada averaj 184 saat ile 6 pompalı sistemden 60 saatte 4 pompalı sistem olarak düşürülmüştür.