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Sep 17, 2023

HVAC-Auftragnehmer implementieren Komfort und Effizienz in Schulen

CORNELL COLLEGE: Eine Luftaufnahme des wunderschönen Campus des Cornell College in

CORNELL COLLEGE:Eine Luftaufnahme des wunderschönen Campus des Cornell College in Mount Vernon, Iowa.

SYSTEM VERBESSERUNG:Diese fünf hocheffizienten Brennwertgaskessel Ultra 550 MBH von Weil-McLain wurden in Olin Hall, einem beliebten Wohngebäude am Cornell College, installiert.

VARIIERENDE BELÜFTUNG:Diese Grafik veranschaulicht, wie das Aircuity-System an der Universität Cambridge eine unterschiedliche Belüftung je nach den Bedingungen in jedem Labor ermöglicht.

FITNESS CENTER:Im UHealth Fitness and Wellness Center an der Miller School of Medicine der University of Miami.

ENTFERNEN VON SCHADSTOFFEN:Das UHealth Fitness Center erzielte mithilfe der HLR-Technologie von enVerid eine bessere Raumluftqualität mit weniger Außenluft.

IN KONTROLLE:Rick Freed, Energiemanager und Pädagoge für den Schulbezirk Conejo Valley, steuert die SchoolStat-Thermostate von Venstar mithilfe der Skyport Mobile App.

Hier ist ein Blick auf vier Projekte, die ein Licht auf Technologien werfen, die HVAC-Auftragnehmer implementieren können, um Komfort- und Effizienzprobleme für Schulverwalter oder Universitätsvorstände zu lösen.

Das Cornell College in Mount Vernon, Iowa, wurde 1853 gegründet. Der Campus hat eine lange, reiche Geschichte, wobei einige der ursprünglichen Gebäude bis in die 1860er Jahre zurückreichen. Tatsächlich ist der gesamte Campus im National Register of Historic Places aufgeführt.

Das Alter ist gut für die Ästhetik, aber das in die Jahre gekommene Dampfheizsystem des Campus stellte die Abteilung für Gebäudeservices vor viele Probleme und Herausforderungen. Das ursprüngliche Dampfheizsystem wurde Ende des 19. Jahrhunderts installiert und bestand aus einer zentralen Anlage, die alle Gebäude auf dem Universitätsgelände versorgte. Die ursprünglich mit Kohle betriebene Kesselanlage der Schule wurde in den 1960er Jahren auf Gas umgestellt, als drei gasbetriebene Dampfkessel mit 350 PS installiert wurden, um den gesamten Campus mit Wärme zu versorgen.

Aufgrund des Alters der Ausrüstung waren größere Reparaturen an der alten Dampfinfrastruktur an der Tagesordnung. Joel Miller, Direktor für Facility Services am Cornell College, hatte zwei Möglichkeiten: entweder den Großteil der Dampfleitungen ersetzen oder eine andere Heizlösung in Betracht ziehen. Es wurde beschlossen, vom zentralen System abzuweichen und in einzelnen Campusgebäuden eigenständige Hocheffizienzkessel zu installieren.

Zur Durchführung des Projekts wandte sich Cornell an Pipe Pro Inc., ein in Cedar Rapids, Iowa, ansässiges Unternehmen, das gewerbliche und industrielle Sanitär-, Heizungs- und Klimatisierungsdienstleistungen anbietet. Travis Godbey, Servicemanager bei Pipe Pro, beaufsichtigte die Kesselmodernisierung in der Schule.

Eines der ersten Sanierungsprojekte fand in einer beliebten Wohnanlage statt – Olin Hall. Das Team installierte im Gebäude fünf hocheffiziente Gas-Brennwertkessel Weil-McLain Ultra® 550 MBH. Der Ultra verfügt über Kessel-zu-Kessel-Kommunikation, Modbus® und BACnet® für die Verbindung mit Gebäudeautomationssystemen (BAS); Express-Setup-Assistent; 10 voreingestellte typische Heizsysteme; und eine aktualisierte Bedienoberfläche für einfachere Navigation, Überblick über den Kesselstatus, Diagnose und Fehlerbehebung. Drei Einheiten wurden als Hauptheizkessel konfiguriert, während die anderen beiden für die Brauchwasserbereitung ausgelegt waren.

Auch das Gebäude des Wissenschaftszentrums wurde für eine Kesselmodernisierung ausgewählt. Zwei Heizkessel der SlimFit 750-Serie von Weil-McLain wurden als Erdgaskessel konzipiert und im engen Maschinenraum des Gebäudes installiert. Laut Weil-McLain verbessert das schmale Gehäuse der Kessel die Manövrierfähigkeit in engen Räumen und Bereichen mit eingeschränktem Gewicht.

„Der SlimFit-Heizkessel passte perfekt zum Raum“, sagte Godbey.

Insgesamt führte Pipe Pro acht Umbauten auf dem Campus durch, alle mit Weil-McLain-Kesseln. Die neuen Kessel sind für die Steuerung einzelner Gebäude konfiguriert, sind aber auch über ein campusweites webbasiertes System zur Überwachung und Steuerung verbunden.

„Ich kann jede Einheit auf dem Campus problemlos verfolgen“, sagte Miller. „Das Steuerungssystem zeigt die Kesselparameter jedes Gebäudes auf jedem Computer, Notizblock oder Telefon an, und unser Team kann bei Bedarf in Echtzeit Anpassungen vornehmen.“

„Darüber hinaus sind die Kessel sehr benutzerfreundlich“, fuhr er fort. „Sie erfordern nicht die hochqualifizierten Kesselbediener, die für die Dampfanlage erforderlich sind.“ Sogar die jährliche Wartung der Geräte können wir selbst durchführen.“

Wie erwartet haben die Umstellungen zu Energieeinsparungen geführt; Auf dem Campus konnte der Gasverbrauch nach acht Umbauten um 15 Prozent gesenkt werden.

Vor allem aber berichtete Miller, dass Schüler und Lehrer mit dem Klima in den Klassenzimmern und Wohnheimen äußerst zufrieden seien.

„Mein Telefon klingelt seit dem Wechsel nicht mehr so ​​oft“, sagte er.

Angesichts steigender Energiekosten sah sich das Hutchison/MRC Research Centre der Universität Cambridge in Cambridge, England, mit der beunruhigenden Aussicht konfrontiert, die lebensrettende Krebsforschung zu reduzieren, um die Stromrechnungen zu bezahlen.

Das Hutchison/MRC Research Center ist ein führender Standort für grundlegende und translationale Krebsforschung und wurde 2001 erbaut. Es beherbergt etwa 160 Forschungswissenschaftler und Hilfspersonal der MRC-Krebsabteilung und der Abteilung für Onkologie der Universität in 11 Laborräumen auf drei Etagen. Das Zentrum verfügt über etwa 12.000 Quadratmeter Laborfläche, eine Etage für Supportdienste und eine Etage für Technikräume.

Brian Richardson, Leiter des Forschungszentrums bei MRC, wusste, dass das Zentrum einige inhärente Herausforderungen mit sich brachte. Um den ordnungsgemäßen Betrieb der Labore aufrechtzuerhalten, war jederzeit eine vollständige Klimaanlage erforderlich. Dies bedeutete, dass die Lüftungsanlagen Tag und Nacht im gleichen Takt arbeiten mussten, unabhängig davon, ob sie belegt oder leer waren. Das Gebäude verzeichnete außerdem höhere Luftwechselraten als normal, was zum Teil auf Mängel im ursprünglichen Design des Gebäudes zurückzuführen war.

Chris Mulholland, Betriebsleiter von Critical Airflow Europe, dem Anbieter von Luftstromkontrollsystemen des Zentrums, sagte Richardson, dass er möglicherweise über eine Nachrüstlösung verfügt, die Energieeinsparungen von bis zu 50 Prozent ermöglichen könnte. Die neue Lösung würde die traditionelle variable Luftvolumensteuerung (VAV) des Zentrums in Laborräumen durch das bedarfsgesteuerte Aircuity-System ersetzen, das es ermöglicht, die Belüftung je nach den Bedingungen in jedem Labor zu variieren. Obwohl es in zahlreichen Universitätslaboren in den USA bereits vorhanden ist, wäre das für das Hutchison/MRC Research Centre vorgeschlagene Aircuity-System das erste im Vereinigten Königreich

Laut Aircuity optimiert die luftseitige Effizienzplattform des Unternehmens die Luftwechselraten auf der Grundlage umfassender Innenraumklimadaten. Auf der Ebene der Luftaufbereitungsanlage werden kontinuierlich Luftproben aus einzelnen Räumen gesammelt und zur Analyse an eine Sensoreinheit weitergeleitet. Die erfassten Daten werden zur Archivierung und Berichterstellung an eine webbasierte Plattform übertragen. Anschließend wird ein Signal an das Gebäudemanagementsystem (BMS) der Anlage gesendet, um die Belüftungsstufen an die aktuellen Bedingungen anzupassen, was zu Energieeinsparungen bei gleichzeitiger Verbesserung der Raumluftqualität führt.

Critical Airflow schlug vor, den Luftwechsel pro Stunde (ACH) von der bestehenden Rate von 24 ACH sowohl für besetzte als auch für unbesetzte Zeiträume auf eine minimale Luftwechselrate von vier ACH am Tag und zwei ACH in der Nacht zu reduzieren.

Im ersten Jahr reduzierte das System die Gesamtgaskosten um etwa 41 Prozent und die Gesamtstromrechnung um 9 Prozent, was einer Gesamtersparnis von 67.000 Euro (ca. 85.000 US-Dollar) entspricht. Im zweiten Jahr sanken die gesamten Gaskosten um 54 Prozent. Die Amortisationszeit des Systems betrug weniger als zwei Jahre. Darüber hinaus reduzierte das System die CO2-Emissionen um 422 Tonnen (Tonnen) pro Jahr.

„Wir haben unsere Hauptziele erreicht, nämlich die Laborumgebung für unsere Bewohner zu verbessern, die Umweltauswirkungen des Forschungszentrums zu reduzieren und vor allem unsere Ausgaben für Betriebskosten zu senken“, sagte Richardson. „Ohne diese Installation wären wir in der wenig beneidenswerten und unvermeidlichen Situation gewesen, die direkten Forschungsbudgets kürzen zu müssen, um unsere Gasrechnung zu bezahlen. Aber mit solch beeindruckenden finanziellen Vorteilen wird das Wissenschaftsbudget geschont, was sich direkt positiv auf die Krebsforschung auswirkt.“

Eine schlechte Raumluftqualität wird mit Symptomen wie Kopfschmerzen, Schwindel, Müdigkeit und Konzentrationsschwierigkeiten in Verbindung gebracht. Wie können Schulen und Universitäten also ein gesundes Lern- und Arbeitsumfeld für ihre Studierenden, Lehrkräfte und Mitarbeiter gewährleisten, ohne dass dafür zusätzliche Kosten anfallen?

Eine Option ist die HVAC Load Reduction® (HLR®)-Technologie von enVerid Systems Inc., die darauf ausgelegt ist, Schadstoffe wie CO2, Aldehyde, flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und Partikel aus der Raumluft aufzufangen und zu entfernen. Die HLR-Technologie verbessert nicht nur die Raumluftqualität durch Reinigung und Recycling der Innenluft, sondern ermöglicht es Universitäten auch, die Außenluftzufuhr in ihren Gebäuden zu reduzieren und so die Belastung ihrer HVAC-Systeme zu verringern. Dies kann zu einer erheblichen Reduzierung des Energieverbrauchs und zu Kosteneinsparungen führen.

Die University of Miami hat kürzlich beschlossen, die HLR-Technologie von enVerid in ihrem UHealth Fitness and Wellness Center an der Miller School of Medicine zu implementieren. Die physische Anlage der Fakultät für Medizin umfasst etwa 5,1 Millionen Quadratfuß. Die Versorgung erfolgt über eine zentrale Kühlwasseranlage, die für 20.000 Tonnen ausgelegt ist und zum Zeitpunkt der Implementierung 12.000 Tonnen installiert hat. Das Wellnesscenter erstreckt sich über 60.000 Quadratmeter in den beiden obersten Etagen der Schule.

„Hier in Miami ist die Außenluft ein enormer Energiekostenfaktor“, sagte Carl Thomason, Energiemanager an der Miller School of Medicine der University of Miami und dem UHealth Hospital and Clinics. „Die Luftfeuchtigkeit liegt typischerweise über 80 Prozent, die Temperaturen liegen bei etwa 90 Grad, und alle 100 cfm Außenluft, die wir einbringen, entsprechen etwa einer Tonne Kühlung in unserem Kühlsystem. Im Sommer sind wir ständig mit der höchsten Belastung beschäftigt, die die Anlage leisten kann.“ handhaben."

Zusätzlich zu Hitze und Feuchtigkeit ist die medizinische Fakultät durch ihre Lage in der Nähe einer Autobahn und unterhalb der Einflugschneise des Flughafens Miami auch Schadstoffen ausgesetzt. Flughafen.

Um die Luft von Schadstoffen zu reinigen und den Bedarf an Außenluftzufuhr zu reduzieren, wurden auf jeder Etage des Wellnesscenters enVerid HLR-Module installiert.

„Mit dem enVerid-System haben wir eine bessere Raumluftqualität bei weniger Außenluft erreicht“, sagte Thomason. „Unsere ursprünglichen CO2-Werte lagen normalerweise bei etwa 900 Teilen pro Million, und jetzt, mit dem enVerid-System, liegen die CO2-Werte bei etwa 700 Teilen pro Million. Auch die VOCs sind auf breiter Front gesunken.“

Die HLR-Technologie verhalf der Schule außerdem zu einer durchschnittlichen Reduzierung des gesamten HVAC-Energieverbrauchs um 36 Prozent und zu einer Reduzierung der HVAC-Spitzenkapazität um 41 Prozent.

Ronald A. Bogue, stellvertretender Vizepräsident für Einrichtungen an der Miller School of Medicine and Health System der University of Miami, bemerkte, dass die HLR-Technologie von enVerid durch ihre Effizienz mehr Tonnage zum bestehenden Kühlkreislauf hinzufügt. Dies könnte dazu beitragen, dass die Universität keine große Kapitalinvestition in einen weiteren Kühler oder Kühlturm tätigen muss.

„Wenn Sie einen Betrieb betreiben, dessen Anlagenkapazität ausgeschöpft ist, haben Sie die Möglichkeit, die Kapazität des Systems zu erhöhen, ohne größere Änderungen an der Infrastruktur vorzunehmen“, sagte Bogue.

„Wir freuen uns, unsere innovative Technologie zur Verfügung zu stellen, um die dauerhafte Gesundheit und Produktivität von Einzelpersonen auf Schulgeländen auf der ganzen Welt zu unterstützen“, sagte Dr. Udi Meirav, CEO, enVerid Systems Inc.

Das Conejo Valley liegt in Südkalifornien, nördlich von Los Angeles. Die Temperaturen reichen von unter dem Gefrierpunkt im Winter bis weit über 100 °F im Sommer. Der Conejo Valley Unified School District ist der K-12-Schulbezirk, der Thousand Oaks, Newbury Park und Westlake Village bedient. Der Bezirk verfügt über Hunderte von Thermostaten an 30 Standorten, darunter Schulgelände, Büros und Lagerhallen.

Rick Freed, Energiemanager und Pädagoge des Schulbezirks, wollte in der Lage sein, die Thermostate des Bezirks aus der Ferne zu überwachen, zu steuern und globale Änderungen vorzunehmen, mit dem ultimativen Ziel, den Energieverbrauch und die Kosten zu senken. Zu diesem Zweck nahm Freed die Hilfe von Venstar in Anspruch, einem Hersteller von Thermostaten und Energiemanagementsystemen.

Die SchoolStat-Thermostate von Venstar sollen Schulen dabei helfen, die Energiekosten zu senken und gleichzeitig den Innenraumkomfort für Schüler und die Benutzerfreundlichkeit für Lehrkräfte aufrechtzuerhalten. Und mit den Skyport Cloud Services von Venstar können globale Änderungen an allen Thermostaten gleichzeitig vorgenommen werden.

Laut Venstar ist der SchoolStat mit praktisch jeder Art von HVAC-Geräten kompatibel. Zu den Funktionen gehören eine Push-to-Start-Taste, programmierbare Überbrückung, Sollwertbegrenzungssicherheit und separate Programmierbarkeit für Wochentage und Wochenenden. In Kombination mit den kostenlosen Skyport Cloud Services und der Skyport Mobile App von Venstar können Energiemanager das Internet oder ihre mobilen Geräte nutzen, um von jedem Ort mit Internetzugang aus sofort auf mehrere WLAN-Thermostate zuzugreifen und diese zu steuern.

Freed sagte, er schätze die Möglichkeit, die Wi-Fi-fähigen SchoolStats während der Sommer- und Winterferien aus der Ferne in den Unbesetzt-Modus und während des Schuljahres wieder in den Besetzt-Modus zu versetzen. Er schreibt den SchoolStat-Thermostaten auch zu, dass sie mit ihrem einfachen Push-to-Start-Knopf eine beträchtliche Menge Energie sparen. Dies erfordert, dass Lehrer das Heizen oder Kühlen per Knopfdruck aktivieren, und führt zu einer erheblichen Reduzierung des Energieverbrauchs im Vergleich zu den vorherigen Thermostaten, die so eingestellt waren, dass sie die HVAC-Geräte während der gesamten Schulzeit automatisch betreiben.

Die Thermostate im Klassenzimmer sind mit Sollwertgrenzen vorprogrammiert, was den Lehrern eine gewisse Flexibilität bei der Temperatur innerhalb angemessener Grenzen gibt – im Fall des Schulbezirks Conejo +/- 4 °F. Bei Beschwerden über zu heiße oder zu kalte Klassenräume kann Freed mithilfe des Skyports von Venstar die tatsächlichen Raumtemperaturen überprüfen und so schnell auf mögliche Probleme reagieren.

Freed berichtete, dass der Schulbezirk in einem Jahr 40 Prozent seiner Energiekosten eingespart habe, wovon er einen erheblichen Teil auf die SchoolStat-Thermostate zurückführt. Er sagte, die Einsparungen dürften exponentiell zunehmen, da der Bezirk neben anderen Energiesparbemühungen die Nutzung seiner Wi-Fi-fähigen SchoolStats weiter ausbaue.

„Die SchoolStat-Thermostate von Venstar haben erheblich zur Reduzierung des Energieverbrauchs in unserem Schulbezirk beigetragen und es für unsere Lehrer einfacher denn je gemacht, komfortable Klassenzimmer zu schaffen und für unser Wartungsteam die Zeit zu reduzieren, die für die Verwaltung der Thermostate benötigt wird“, sagte Freed.

Das US-Energieministerium (DOE) hat den Better Buildings Zero Energy Schools Accelerator ins Leben gerufen. Sechs Schulbezirke, zwei Bundesstaaten und mehrere nationale Organisationen arbeiten gemeinsam an der Entwicklung eines kosteneffizienten Nullenergie-Designs im Bildungssektor und in lokalen Gemeinden im ganzen Land.

„Durch den Better Buildings Zero Energy Schools Accelerator verpflichten sich die Partner zu echten Einsparungen“, sagte Kathleen Hogan, stellvertretende stellvertretende Sekretärin für Energieeffizienz des Energieministeriums. „Durch den Einsatz der energieeffizientesten Technologien und die Einbeziehung von Schülern und der örtlichen Gemeinschaft können Schulbezirke eine Vorreiterrolle bei der Einsparung von Steuergeldern und der Schaffung widerstandsfähigerer und erstklassiger Bildungseinrichtungen übernehmen.“

Nach Angaben des Energieministeriums haben Nullenergieschulen je nach Klimazone das Potenzial, 65–80 Prozent des Energieverbrauchs einzusparen, und das Ziel des Zero Energy Schools Accelerator besteht darin, Nullenergieschulen für die Grund- und Sekundarstufe 12 schnell zum Mainstream zu machen.

Erscheinungsdatum: 25.12.2017

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Ron Rajecki ist der Marketing-Content-Spezialist für Aquatherm North America.