Pan glywch ‘gynaladwyedd’ yn ein gwaith, mae’r meddwl uniongyrchol yn aml yn neidio i baneli solar neu dyrbinau gwynt. Ond yn y diwydiannau trwm - gweithfeydd cemegol, purfeydd, pŵer gen - mae yna ddarn o git sydd wedi bod yn gwneud y gwaith codi trwm yn dawel ers degawdau: y cyfnewidydd gwres wedi'i oeri ag aer (ACHE). Rwyf wedi gweld gormod o gyflwyniadau lle mae'n cael ei glosio drosodd fel dim ond 'bwndel tiwb gefnogwr ac asgell,' sy'n methu'r pwynt cyfan. Nid yw'r stori go iawn yn ei swyddogaeth sylfaenol; dyna sut mae ei hathroniaeth ddylunio gynhenid yn torri yn erbyn y graen o oeri sy'n defnyddio llawer o adnoddau. Nid oes angen corff enfawr o ddŵr arno i weithredu. Mae'r ffaith sengl honno'n newid y calcwlws cynaliadwyedd yn gyfan gwbl, yn enwedig mewn rhanbarthau sy'n brin o ddŵr. Ond nid bwled hud mohono. Rwyf wedi bod ar safleoedd lle mae uned sydd wedi’i nodi neu ei chynnal yn wael yn dod yn fochyn ynni, gan danseilio ei rhesymeg amgylcheddol yn llwyr. Felly, sut maen nhw wir yn gwella cynaliadwyedd? Mae'n gymysgedd o effaith uniongyrchol a manteision systemig cynnil y byddwch chi'n eu gwerthfawrogi dim ond ar ôl eu gweld yn y maes, trwy lwyddiannau a methiannau rhwystredig.
Yr Hafaliad Dŵr: Mwy Na Chadwraeth yn unig
Y man cychwyn mwyaf amlwg yw defnyddio dŵr. Mae cyfnewidwyr gwres cregyn a thiwb traddodiadol yn dibynnu ar lif parhaus o ddŵr oeri, yn aml o afon, llyn, neu gylched tŵr oeri enfawr. Mae hynny'n golygu tynnu dŵr yn ôl, cemegau trin i atal graddio a biobaeddu, a gollyngiad thermol yn ôl i'r ffynhonnell. Mae ACHE yn dileu'r ddolen gyfan honno. Rwy'n cofio prosiect mewn rhan o Texas sy'n dueddol o sychder ar gyfer gwaith prosesu nwy. Roedd dyluniad cychwynnol y cleient yn galw am system oeri wlyb, ond roedd caniatáu tynnu dŵr yn hunllef. Fe wnaethon ni golyn i fanc oerach asgell-wyntyll. Roedd y gost ymlaen llaw yn uwch, ond roedd y rhyddid gweithredol yn syth. Dim mwy o drafod hawliau dŵr, dim monitro terfynau tymheredd gollwng. Mae'r fuddugoliaeth gynaliadwy yma yn absoliwt: mae'n lleihau'r ôl troed diwydiannol ar hydroleg leol i bron ddim. Ar gyfer gwneuthurwr fel Shanghai SHENGLIN M & E Technology Co, Ltd Shanghai SHENGLIN M & E Technology Co, Ltd, y mae ei bortffolio yn https://www.shenglincoolers.com Wedi'i adeiladu o amgylch y technolegau hyn, dyma'r cynnig gwerth craidd y maent yn ei lunio ar ei gyfer—darparu oeri diwydiannol sy'n ochri'n gyfan gwbl â'r argyfwng dŵr.
Fodd bynnag, mae angen ychydig o gymhwyso ar gyfer yr honiad ‘dim dŵr’. Efallai bod gennych chi system golchi dŵr fach ar gyfer glanhau'r tiwbiau esgyll os yw'r aer yn arbennig o fudr, ond mae hynny'n ysbeidiol ac yn ffracsiwn bach iawn o'r hyn y mae tŵr oeri yn ei ddefnyddio. Y naws gweithredol go iawn yw delio â gweithrediad sych. Pan fyddwch chi'n tynnu'r màs thermol enfawr o ddŵr, rydych chi'n cael eich gadael â chynhwysedd gwres cymharol wael yr aer. Mae hyn yn gorfodi math gwahanol o feddwl dylunio - gwneud y mwyaf o arwynebedd arwyneb gydag esgyll, optimeiddio llif aer. Mae’n gyfaddawd sy’n gwthio effeithlonrwydd ynni deunydd a ffan i flaen y gad, sy’n arwain at yr haen gynaliadwyedd nesaf, llai amlwg.
Ynni a'r Dilema Fan
Dyma lle mae'r sgwrs yn mynd yn grintachlyd. Mae beirniaid yn gywir yn nodi bod rhedeg cefnogwyr mawr yn defnyddio trydan sylweddol. Rwyf wedi cerdded heibio unedau lle mae sŵn y ffan yn fyddarol, yn arwydd sicr o system aneffeithlon neu un yn gweithio'n rhy galed oherwydd tiwbiau wedi'u baeddu. Mae’r cyswllt cynaliadwyedd yn y manylion ynghylch sut rydych chi’n rheoli’r mewnbwn ynni hwnnw. Yn gynnar yn fy ngyrfa, fe wnaethom nodi cefnogwyr cyflymder sefydlog safonol ym mhobman. Syml, cadarn. Ond yna rydych chi ar drugaredd tymheredd yr aer amgylchynol. Ar fore cŵl, rydych chi'n gor-oeri ac yn gwastraffu pŵer y gefnogwr; ar brynhawn poeth, efallai y bydd y broses yn baglu oherwydd ni allwch wthio mwy o aer. Nid gweithrediad cynaliadwy mo hynny.
Roedd y newid i yriannau amledd amrywiol (VFDs) ar foduron ffan yn newidiwr gêm. Nawr, mae cyflymder y gefnogwr yn modiwleiddio yn seiliedig ar dymheredd allfa'r broses neu amodau amgylchynol. Mae tynnu pŵer gwyntyll yn gymesur â chiwb ei gyflymder. Lleihau cyflymder o 20%, ac rydych bron haneru'r defnydd o ynni. Rwyf wedi gweld prosiectau ôl-osod lle mae ychwanegu VFDs yn cael ei dalu’n ôl mewn llai na dwy flynedd ar arbedion trydan yn unig. Mae hwn yn enillion cynaliadwyedd ymarferol, gweithredol sy'n troi'r ACHE o fod yn gydran oddefol yn un sydd wedi'i optimeiddio'n weithredol. Mae gweithgynhyrchwyr wedi dal ymlaen, gan ddylunio llafnau gwyntyll ysgafnach, mwy aerodynamig a blychau gêr mwy effeithlon i wasgu pob pwynt canran o effeithlonrwydd allan.
Mae yna hefyd yr arbediad ynni anuniongyrchol sy'n aml yn cael ei anwybyddu: dim pwmpio dŵr. Mae angen pympiau enfawr ar system ddŵr oeri fawr i gylchredeg miloedd o alwyni y funud. Dyna lwyth trydanol cyson, enfawr nad yw'n bodoli gyda system wedi'i oeri gan aer. Pan fyddwch chi'n gwneud y cydbwysedd cyfleustodau planhigion llawn, gall y darlun ynni net ar gyfer ACHE fod yn rhyfeddol o ffafriol, yn enwedig mewn rhanbarthau â hinsoddau cymedrol.
Hirhoedledd Materol a Meddwl Cylch Oes
Nid yw cynaliadwyedd yn ymwneud â mewnbynnau gweithredol yn unig; mae'n ymwneud â chylch bywyd y caledwedd. Mae ACHE sydd wedi'i adeiladu'n dda yn ddarn o seilwaith creulon. Gall y bwndel craidd - tiwbiau esgyll mewn ffrâm ddur carbon - bara 25-30 mlynedd gyda gofal sylfaenol. Rwyf wedi archwilio unedau o'r 80au sy'n dal i fod mewn gwasanaeth oherwydd bod yr amgylchedd y tu mewn i'r tiwbiau (ochr y broses) yn cael ei reoli, ac mae'r esgyll allanol, er eu bod yn agored i gyrydiad, yn aml yn cael eu gwneud o ddur aluminized neu haenau amddiffynnol eraill. Mae'r hirhoedledd hwn yn osgoi'r cylchoedd adnewyddu aml a'r allyriadau gweithgynhyrchu cysylltiedig o offer llai gwydn.
Mae'r dulliau methu yn addysgiadol. Mae tiwbiau'n gollwng yn digwydd, fel arfer wrth y bond asgell-i-diwb neu lle mae tiwbiau'n rholio i mewn i'r blwch pennawd. Mae'r gwaith atgyweirio yn lleol - rydych chi'n plygio tiwb neu'n ailosod rhan. Cyferbynnwch hynny â chyfnewidydd cragen a thiwb lle gallai gollyngiad mawr olygu tynnu'r bwndel cyfan, ymgymeriad enfawr. Mae'r gallu i atgyweirio yn ymestyn oes yr ased yn sylweddol. Ar un adeg cawsom fwndel wedi'i ddifrodi gan siglen craen ar safle. Yn lle ei sgrapio, cynigiodd tîm y gwneuthurwr, fel yr hyn y byddech chi'n ei ddisgwyl gan gwmni profiadol fel SHENGLIN, dorri'r bae a ddifrodwyd a weldio mewn modiwl newydd. Roedd yr uned yn ôl ar-lein mewn wythnosau, nid misoedd. Dyna yw rheoli asedau cynaliadwy.
Fodd bynnag, mae dewis deunydd yn hollbwysig. Mewn ardaloedd arfordirol, gall chwistrell halen fwyta trwy fframiau dur carbon. Rwyf wedi gweld prosiectau lle'r oedd nodi galfaneiddio dip poeth o'r cychwyn yn ychwanegu 15% at y gost ond wedi dyblu'r bywyd gwasanaeth disgwyliedig. Mae’r buddsoddiad hwnnw ymlaen llaw yn benderfyniad cynaliadwyedd uniongyrchol, gan leihau gwastraff hirdymor a’r defnydd o adnoddau ar gyfer ailadeiladu.
Integreiddio System ac Adfer Gwres Gwastraff
Dyma ongl fwy datblygedig: defnyddio ACHEs nid yn unig fel diweddbwynt ar gyfer gwrthod gwres, ond fel elfen y gellir ei rheoli mewn cynllun adfer gwres gwastraff. Mae'n swnio'n wrthreddfol - pam fyddech chi eisiau gwrthod gwres yn fwy effeithlon? Yr allwedd yw rheoli tymheredd. Gadewch i ni ddweud bod gennych chi ffrwd broses gyda gwres gwastraff sy'n rhy isel i redeg tyrbin stêm, ond fe allech chi ei ddefnyddio ar gyfer cyn-gynhesu dŵr bwydo neu wres adeiladu. Os mai ACHE amrwd a rhy fawr yw'ch unig oerach, mae'n gollwng yr holl wres hwnnw i'r atmosffer cyn y gallwch ei harneisio.
Mae dyluniadau modern yn caniatáu mwy o soffistigedigrwydd. Trwy rannu'r bwndel yn adrannau (a elwir yn aml yn gilfachau) a rheoli cefnogwyr yn annibynnol, gallwch reoli tymheredd yr allfa yn union. Gallwch oeri'r nant yn ddigon i ddiwallu anghenion y broses, yna dargyfeirio'r ffrwd dal yn gynnes i ddolen adfer eilaidd. Roeddwn yn rhan o brosiect peilot mewn ffatri sment lle gwnaethom yn union hyn. Fe wnaethom ddefnyddio ACHE wedi'i fodiwleiddio i gynnal y tymheredd gorau posibl ar gyfer uned cylch organig Rankine (ORC) i lawr yr afon a oedd yn cynhyrchu pŵer ategol. Nid yr ACHE oedd seren y sioe, ond roedd ei union reolaeth yn gwneud y ddolen adfer gyfan yn hyfyw. Mae hyn yn ei drawsnewid o fod yn arf cynaliadwyedd trwy dynnu (arbed dŵr) i un trwy alluogi (hwyluso adferiad ynni).
Mae hyn yn gofyn am lefel uwch o feddwl dylunio system. Nid prynu peiriant oeri oddi ar y silff yn unig mohono; mae'n ei integreiddio â rheolaethau ac unedau proses eraill. Pan fydd yn gweithio, mae'r synergedd yn rhoi hwb sylweddol i effeithlonrwydd thermol cyffredinol y planhigyn.
Yr Heriau Pragmatig a'r Cyfaddawdau
Byddai ysgrifennu am hyn heb sôn am y cur pen yn anonest. Nid oeri aer yw'r ateb cywir bob amser. Yr un mawr yw tymheredd yr aer amgylchynol. Ar ddiwrnod 45°C (113°F) yn y Dwyrain Canol, mae'r delta T oeri yn crebachu'n ddramatig. Mae angen arwynebedd arwyneb llawer mwy arnoch, sy'n golygu mwy o ddeunydd (mwy o garbon wedi'i ymgorffori), mwy o le ar y plot, a chefnogwyr mwy. Weithiau, system hybrid (gwlyb/sych) yw'r optimwm gwirioneddol gynaliadwy, gan ddefnyddio toriad anweddu bach i oeri'r fewnfa aer ar y diwrnodau poethaf, gan dorri'r ôl troed yn sylweddol. Rwyf wedi gweld prosiectau lle'r oedd mynnu system sych 100% am resymau ideolegol wedi arwain at anghenfil rhy fawr, aneffeithlon a oedd yn waeth ar asesiad cylch bywyd llawn na dyluniad hybrid craff.
Mater arall yn y byd go iawn yw baeddu ochr yr aer. Mewn amgylchedd llychlyd neu ger planhigyn gwrtaith, mae esgyll yn clocsio'n gyflym. Mae'r llif aer yn disgyn, tanciau perfformiad, ac mae egni'r ffan yn codi i'r entrychion. Mae angen strategaeth lanhau effeithiol arnoch - yn aml systemau glanhau ar-lein awtomataidd gyda ffroenellau cylchdroi. Os byddwch yn esgeuluso hyn, mae'r manteision cynaliadwyedd yn anweddu wrth i'r uned guzzles pŵer i wthio aer trwy fatrics rhwystredig. Mae'n broblem diwylliant cynnal a chadw cymaint ag un peirianneg.
Felly, a ydynt yn gwella cynaliadwyedd? Yn hollol, ond yn amodol. Maent yn cynnig llwybr cadarn i ddatgysylltu oeri diwydiannol o straen dŵr ac yn cynnig arbedion ynni dwfn trwy reolaeth glyfar. Mae eu gwydnwch yn lleihau gwastraff cylch bywyd. Ond nid yw'r gwelliant yn awtomatig. Mae'n dod o fanyleb feddylgar - maint cywir, dewis deunyddiau, strategaeth rheoli ffan - a chynnal a chadw gweithredol ymroddedig. Yn nwylo gweithredwr gwybodus ac wedi'i gefnogi gan beirianneg solet gan arbenigwyr, mae cyfnewidydd gwres wedi'i oeri ag aer yn dod yn fwy na dim ond darn o bibellau ag esgyll; mae'n elfen sylfaenol ar gyfer adeiladu ffatri ddiwydiannol wydn, sy'n ymwybodol o adnoddau. Dyna’r realiti ymarferol, ymhell o’r sgwrs pamffled sgleiniog.
