Охлаждение из источника глубокой воды - Deep water source cooling

Охлаждение из источника глубокой воды (DWSC) или же глубокое водяное воздушное охлаждение это форма воздушное охлаждение для охлаждения технологического и комфортного пространства, в котором используется большой объем естественной холодной воды в качестве радиатор. Он использует воду с температурой от 4 до 10 градусов по Цельсию, взятую из глубоких областей в озерах, океанах, водоносные горизонты или реки, которые перекачиваются через одну сторону теплообменник. На другой стороне теплообменника образуется охлажденная вода.[1]

Основная концепция

Вода наиболее плотная при 3,98 ° C (39,16 ° F) при стандартном атмосферном давлении. Таким образом, когда вода охлаждается до температуры ниже 3,98 ° C, ее плотность уменьшается и увеличивается. Когда температура поднимается выше 3,98 ° C, плотность воды также уменьшается, и вода поднимается, поэтому летом на поверхности озера теплее. Комбинация этих двух эффектов означает, что дно наиболее глубоких водоемов, расположенных далеко от экваториальных областей, имеет постоянную температуру 3,98 ° C.

Кондиционеры находятся тепловые насосы. Летом, когда температура наружного воздуха выше, чем температура внутри здания, кондиционеры используют электричество для передачи тепла из более прохладной внутренней части здания в более теплую внешнюю среду. В этом процессе используется электрическая энергия.

В отличие от бытовых кондиционеров, большинство современных коммерческих кондиционер системы не передают тепло непосредственно в наружный воздух. Термодинамическая эффективность всей системы может быть улучшена за счет использования охлаждение испарением, где температура охлаждающей воды опускается до температура по влажному термометру испарением в градирни. Эта охлажденная вода затем действует как теплоотвод для теплового насоса.

Для охлаждения глубокой воды в озере используется холодная вода, откачиваемая со дна озера в качестве радиатор за системы климат-контроля. Поскольку эффективность теплового насоса повышается по мере охлаждения радиатора, охлаждение воды из глубокого озера может снизить потребность в электроэнергии для больших систем охлаждения, если оно доступно. По концепции он похож на современный геотермальный раковины, но, как правило, их проще построить при наличии подходящего источника воды.

Охлаждение глубокой воды в озере обеспечивает более высокую термодинамическую эффективность за счет использования холодной воды из глубокого озера, которая холоднее окружающей среды. температура по влажному термометру. Более высокая эффективность приводит к меньшему потреблению электроэнергии. Во многих зданиях вода в озере достаточно холодная, так что холодильная часть систем кондиционирования воздуха может быть отключена при определенных условиях окружающей среды, а внутреннее тепло здания может передаваться непосредственно на теплоотвод воды из озера. Это называется «естественным охлаждением», но на самом деле не является бесплатным, поскольку насосы и вентиляторы работают для циркуляции воды в озере и воздуха в зданиях.

Еще одна привлекательность охлаждения глубоководной воды в озере заключается в том, что оно позволяет экономить энергию в периоды пиковой нагрузки, например, летом, когда значительную часть общей нагрузки электросети составляет кондиционирование воздуха.

Преимущества

Охлаждение из глубоководного источника очень энергоэффективно и требует лишь 1/10 средней энергии, необходимой для обычных систем охлаждения.[1] Следовательно, можно ожидать, что его эксплуатационные расходы будут намного ниже.

Источник энергии очень местный и полностью возобновляемый, при условии, что вода и тепло, выбрасываемые в окружающую среду (часто то же самое озеро или соседнюю реку), не нарушают естественные циклы. Он не использует никаких озоноразрушающий хладагент.

В зависимости от потребностей и температуры воды можно рассмотреть возможность совместного нагрева и охлаждения. Например, тепло можно сначала извлечь из воды (сделав ее холоднее); и, во-вторых, та же самая вода может циркулировать в холодильной установке, чтобы использовать ее для еще более эффективного производства холода.

Недостатки

Для охлаждения источника глубокой воды требуется большое количество воды в окружающей среде. Для получения воды с температурой от 3 до 6 ° C (от 37 до 43 ° F) обычно требуется глубина от 50 м (160 футов) до 70 м (230 футов), в зависимости от местных условий.

Установка системы дорогая и трудоемкая. Система также требует большого количества исходного материала для ее строительства и размещения.

Первая крупная система в США

Корнелл Университет Система охлаждения Lake Source использует Озеро Каюга в качестве радиатора для работы центральной системы охлажденной воды в кампусе, а также для охлаждения Школьный округ города Итака.[2] Система работает с лета 2000 года и была построена за 55–60 миллионов долларов. Охлаждает 14,500 тонна (51 мегаватт ) нагрузка. Всасывающий трубопровод системы имеет длину 3200 м (10 498 футов) и диаметр трубы 1600 мм (63 дюйма), установлен на глубине 229 м (750 футов), обеспечивая доступ к воде с температурой от 3-5 ° C ( 37-41 F. Вода возвращается в озеро по водоотводной трубе 1200 мм (47 дюймов) и длиной 780 м (2560 футов). Для проекта была выбрана труба Sclairpipe, изготовленная из полипропилена высокой плотности (HDPE). Предполагаемая экономия - это сокращение на 80% ископаемого топлива, которое ранее требовалось для работы традиционной электрической системы охлаждения.

Первая система в Канаде

С августа 2004 г. система охлаждения глубоководных озер эксплуатируется компанией Enwave Energy Corporation в Торонто, Онтарио.[3] Он черпает воду из Озеро Онтарио через трубы, уходящие в озеро на 5 километров (3,1 мили) на глубину 83 метра (272 фута). Система охлаждения глубоководной воды в озере является частью интегрированного централизованное охлаждение система, охватывающая финансовый район Торонто и охлаждающая мощность 59000 тонн (207 МВт). В настоящее время мощность системы достаточна для охлаждения 40 000 000 квадратных футов (3 700 000 м 2).2) офисных помещений.[4]

Установленная линия забора охлаждающей воды из глубокого озера имела диаметр 1600 мм (63 дюйма), длину 15000 м (49 213 футов) и была установлена ​​на глубине 85 м (278 футов), обеспечивая доступ к воде с температурой от 3 до 5 ° C (37 ° C). -41 F). Выбранная труба была Sclairpipe, сделанная из полиэтилена высокой плотности (HDPE).

Холодная вода, забираемая из глубокого слоя озера Онтарио в системе Enwave, не возвращается непосредственно в озеро после того, как она прошла через систему теплообмена. Система Enwave использует только воду, предназначенную для удовлетворения городских потребностей в воде. Таким образом, система Enwave не загрязняет озеро шлейфом отходящее тепло.

Кондиционер с морской водой

Трубы морской воды Эксельсиор гостиничная система в Гонконге.

Эта версия также известна как водяное охлаждение океана. В Интерконтиненталь Курорт и талассотерапия на острове Бора бора использует систему кондиционирования воздуха с морской водой (SWAC) для кондиционирования своих зданий. Система достигает этого, пропуская холодную морскую воду через теплообменник, где она охлаждает пресную воду в системе с замкнутым контуром. Затем эта прохладная пресная вода перекачивается в здания и используется для непосредственного охлаждения - без преобразования в электричество. Подобные системы также существуют в Эксельсиор Гостиница[5] и Главное здание Гонконга и Шанхайской банковской корпорации в Гонконг, а на Лаборатория естественной энергии Управления Гавайев.[6]

Системы кондиционирования воздуха с соленой водой использовались в Сиднее. Круговая набережная и выдающиеся здания в гавани с момента появления коммерческих систем кондиционирования воздуха в 1960-х годах. К ним относятся внесенное в список наследия здание AMP «Палм-Коув» (построенное в 1962 году) и Сиднейский оперный театр. [7][8]

В Интерконтиненталь Курорт является крупнейшей системой кондиционирования воздуха с морской водой на сегодняшний день, хотя планируется и несколько других, более крупных систем.[9] Система кондиционирования воздуха с морской водой в Гонолулу - это проект, целью которого является использование кондиционирования воздуха с морской водой для обеспечения возобновляемого охлаждения коммерческой и жилой недвижимости в центре города Гонолулу.[10] Контрольный пакет акций принадлежит eBay основатель Пьер Омидьяр с Инициатива Улупоно.[11]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б Burford, Hazen E .; Wiedemann, Les; Joyce, W. S .; Маккейб, Роберт Э. (1995). Охлаждение из глубоководных источников: неизведанный ресурс. 10-я ежегодная конференция по централизованному охлаждению. Международная ассоциация районной энергетики. OSTI  272719. Архивировано 16 февраля 2012 года.CS1 maint: неподходящий URL (связь)
  2. ^ "Охлаждение источника озера". Услуги и услуги кампуса. Корнелл Университет. В архиве из оригинала 2020-07-02. Получено 2020-07-18.
  3. ^ "Краткая история Энвейва". Enwave. Архивировано 30 декабря 2007 года.CS1 maint: неподходящий URL (связь)
  4. ^ "Торонто". Enwave. В архиве из оригинала на 2020-04-06. Получено 2020-07-21.
  5. ^ Вонг, Ю-мин (1998). Обработка биообрастанием систем охлаждения морской воды в Гонконге (Магистр наук в области управления окружающей средой). Университет Гонконга. Дои:10.5353 / th_b4257477.
  6. ^ «Кондиционер с морской / озерной водой (SWAC / LWAC)». Ocean Thermal Energy Corporation. В архиве из оригинала 07.06.2020. Получено 2020-07-21.
  7. ^ «AMP Building». Сиднейские живые музеи. В архиве из оригинала 06.06.2020. Получено 2020-07-21.
  8. ^ «Ленд-лиз надеется, что Сиднейская гавань ищет охлаждение воды в Барангару». Пятое сословие. 20 ноября 2012 г. В архиве из оригинала 06.06.2020. Получено 2020-07-21.
  9. ^ "Основы кондиционирования воздуха с морской водой". YouTube. Получено 2020-07-21.
  10. ^ Линкольн, Милека. «Местные инвестиции в размере 1 млн долларов США в систему кондиционирования воздуха с морской водой в Гонолулу». Новости Гавайев сейчас. В архиве из оригинала от 21.07.2020. Получено 2020-07-21.
  11. ^ Симогава, Дуэйн (24 марта 2015 г.). «Проект морской воды Гонолулу устраняет федеральные экологические препятствия». Тихоокеанские деловые новости. В архиве из оригинала от 28.03.2015. Получено 2020-07-21.

Рекомендации

внешняя ссылка