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今年,从2月1日到5月31日,Wedgworth 's Inc.通过其位于佛罗里达州普莱西德湖(Lake Placid)的肥料混合厂新安装的17台即热式热水器系统,泵送了300多万加仑185度的水。
每天的总量约为2.5万加仑。在120天的时间里,由Noritz America制造的新热水系统一次也没有需要维护。
Wedgworth的运营管理团队,包括运营副总裁乔伊·米勒(Joey Miller)和流动业务总监肯·布鲁斯(Ken Bruce),对这一出色的业绩感到非常满意,尽管他们并不感到意外。
Wedgworth于2017年底在佛罗里达州Clewiston附近的普莱西德湖(Lake Placid)的姐妹工厂安装了15个单元的无罐系统,该系统每天需要多达10,000加仑的热水,在整个使用寿命内也无需维护。(注:Wedgworth 's在佛罗里达州摩尔海文(Moore Haven)有第三家生产工厂,只生产干式混合肥料。)
简而言之,到目前为止,即热式热水技术已经被证明是Wedgworth 's的绝对成功。Wedgworth 's是佛罗里达州一家专门为农业、草皮、苗圃和高尔夫球场提供干燥和液体肥料的搅拌器。
该公司成立于1932年,汇集了来自全国各地和世界各地的各种原料——钾肥、磷酸盐、硫酸铵和硝酸盐,以及大量微量营养素——来定制生产数百种植物营养混合物。这些精心制定的规格,基于来自客户的实际土壤和植物组织样本,目的是最大限度地提高产量,并最大限度地降低农民和其他最终用户的成本。
所有这些混合都需要稳定而充足的热水流。例如,在普莱西德湖,多单元无罐系统平均产生700加仑/分钟。然后,更多的热水通过3英寸的管道进入混合设备,与原料混合,在几分钟内,1000到4000加仑的水进入设备。
水的温度必须高到足以溶解原料,这是很重要的。
布鲁斯说:“温度越高,颗粒状产品溶解得越快。”“虽然当我们在混合物中没有那么多干产品时,我们可能会用冷水降低温度。但如果水温降到150度以下,混合时间就会更长。”
换句话说,即热式热水器在这个混合过程中的作用是至关重要的,如果不是必不可少的。
无罐+存储
在绝大多数的即热式热水器安装中,无论是住宅还是商业,热水都直接从即热式热水器流向有需求的地方。无论是单户住宅中的一个淋浴器,还是高层公寓大楼或同等规模的酒店中的数十个或数百个淋浴器,无罐式安装都能正常且充分地满足热水需求。然而,在一些商业或大型住宅应用中,储罐也可能用于处理突然出现的和异常高的热水需求。
但据布鲁斯说,在普莱西德湖的设施中,即使是17台完全集成的即热式热水器,也不足以满足对185度水的频繁需求。
布鲁斯说:“按需生产,以完全满足我们所有混合设备的直接需求,将需要我们目前在那里的无罐装置数量的三倍。”他补充说,每天有好几次,流入混合设备的水变得“巨大——在五六分钟的时间里,多达12000磅的水。”
这就是为什么Wedgworth的管理层最终选择用一个不锈钢储罐来补充无罐设置,以保持充足的,随时准备供应185度的水来为混合设备提供水。普莱西德湖也有一个冷水箱,里面的水经过软水器处理后,再通过管道输送到无罐装置。这样,后者就避免了硬水的严重问题。
热水箱配备了三个级别的传感器- 10,000加仑,20,000加仑和30,000加仑-对应于全年化肥生产的不同水平。例如,在春季和秋季的高峰期,化肥需求最高,最低储存水平设定为30,000加仑。但在晚春和夏季的几个月里,当农民需要较少的时候,储存水平被重置为1万或2万加仑。
在设计热水输送系统时,“我们仔细考虑了热水储存器的大小,”布鲁斯说,他的公司与诺里茨及其当地分销商Tempaco公司合作,进行了尺寸和设计。储存库需要足够大,以满足普莱西德湖的最大热水需求,但又不能太大,以免在较慢的时间成为沉重的成本负担。
布鲁斯解释说:“这个系统的设计目的是偶尔重新加热水。”“但在非高峰时段,我们不希望通过储存过多不需要的热水来浪费燃料成本,因为随着时间的推移,水箱温度会下降,这些热水需要重新加热到设定点。我们所有系统设计师面临的挑战是在这些需求之间找到一个良好的平衡。”
改用无罐式
韦奇沃斯公司决定在混合过程中采用即热式热水,这一决定始于三年前它在克利维斯顿工厂的一个破裂的锅炉。克莱维斯顿工厂于20世纪70年代中期开业,规模仅为普莱西德湖工厂的三分之一多一点,每年生产36000吨定制混合肥料,而1967年开业的大型工厂每年生产93000吨肥料。
在众多负面因素中,克莱维斯顿锅炉的水箱外壳出现了裂缝。面对25万至35万美元的重置费用,管理层开始研究替代方案。Wedgworth的管理团队意识到无罐热水器的成本效益,并在网上进行了研究后进一步鼓励。
与此同时,Tempaco的区域销售经理约翰·福克纳(John Faulkner)随后将管理层推荐给了佛罗里达州另一家化肥生产商,该生产商在过去五年中一直成功地使用无罐肥料。于是,运营总监米勒,布鲁斯和他们的同事们去拜访了他们。
“他们的热水需求比我们的少得多,但他们没有维护成本,”布鲁斯回忆说。“说实话,我们仍然有疑虑。我不确定即热式热水器是否能提供我们在普莱西德湖所需的热水,所以当时我不会把它安装在那里。另一方面,我们肯定不会再花六位数的钱为Clewiston再买一个锅炉。”
因此,管理层选择在较小的工厂试用tankless。安装在Clewiston的15台Noritz NC380无罐锅炉的前期采购费用只占预计锅炉成本的一小部分,随后的性能超出了预期。
布鲁斯和他的团队保守地夸大了他们最初的无罐热水器的安装,很快意识到新的热水器“比我们预期的更高效,”他补充说。再加上热水储存装置,“我们很快就知道,我们可以用不到15个无罐热水器。”
结果,在Clewiston做出改变的15个月后,其中7支部队被派往美国27号公路以北一小时前往普莱西德湖(Lake Placid)。在那里,它们与10台新的Noritz NCC300机组相结合,热效率为97%,最大输入量为300,000 BTU/小时,最大流量为13.8 gpm。
与Clewiston一样,所有17个单元都位于户外,头顶覆盖,但四面开放,以充分利用佛罗里达温暖的气候。当然,室外安装也消除了对通风或化妆空气的任何担忧。
由Wedgworth自己熟练的工作人员处理,安装持续了四周,包括建造定制设计的机架,浇筑混凝土基础,屋顶安装和管道安装。“没有什么意外,”布鲁斯说,他说安装进行得很顺利。
后果的优势
为什么的后果?虽然布鲁斯对无罐技术的疑虑迫使他和韦奇沃斯一开始谨慎行事,但最终在克莱维斯顿之后在普莱西德湖改用无罐技术归结为三个关键需求:
•需要大量可靠的热水供应。
正如坦帕科的福克纳所指出的那样,随着时间的推移,水垢会在锅炉内部积聚,不仅会减少锅炉的热系数,还会减少锅炉产生的热水量。此外,韦奇沃斯公司没有像后来的无罐装置那样,在这两个设施中使用锅炉来保持那么多的存储空间。
布鲁斯解释说:“有时候我们的热水会用完,所以我们会等着锅炉来补上。”“我甚至在普莱西德湖安装了第二个储罐,但我们偶尔还是会用完。”
耦合多个具有足够存储容量的即热式热水器消除了这一缺点。
布鲁斯说:“由于系统设计合理,我们随时都有足够的热水。”“我们永远不会用完。”
•对能源效率和环境友好的需求。
即使有了补充存储,这两个工厂的无罐系统也主要是按需运行,而不是24/7/365燃烧燃料。
相比之下,即使锅炉不为混合过程提供热水,它们仍然在“空闲”模式下燃烧燃料。自安装无罐系统以来,确切的燃料节省是一个保密的数字,但布鲁斯确实表示,它们是实质性的-不仅仅是随着时间的推移,而是每个月。
米勒指出,无罐系统也提供了更大的便利。
他解释说:“当我们不得不长时间停工时,比如在假期或周末,一名员工就必须到工厂来开动锅炉,这样第二天早上我们重新开工时,蒸汽就可以准备好了。”“今天,有了无罐系统,我们走进来,打开开关,系统就可以为当天上午的生产做好准备。”
另一个激励因素是无罐系统的清洁度,因此对环境友好。
这两个设施的锅炉以前都使用柴油。如今,Clewiston的无罐系统使用天然气,而Lake Placid则燃烧液态丙烷,因为该地区的天然气价格不合理。
布鲁斯说:“我们的无罐系统燃烧的是一种更清洁的燃料。”他补充说,这种对环境友好的好处与第三个关键需求“密切相关”。
•需要快速、负担得起的维护。
正如布鲁斯解释的那样,燃烧柴油等石油衍生物不可避免地需要更多的维护。
“现在我们用的是燃气,所有东西都更干净,杂质更少,”他补充说,“所以维修的需求也更少。”
这一优势不仅在节省成本方面很重要,而且因为在Wedgworth的农村市场上,无罐汽油的服务比柴油车更容易获得。
布鲁斯说:“在佛罗里达州的中心地带,在两家工厂方圆150英里的范围内,有一个或两个承包商可以为锅炉提供服务,所以我们完全取决于服务技术人员和他的时间表。”如果他有别的工作,我们别无选择,只能等待。”
为什么不让一个或多个韦奇沃斯的熟练机械师来处理维修杂务呢?公司可能会这样做,布鲁斯承认:“但当你处理锅炉时,你不想挑战极限,因为安全方面。另一方面,有了即热式热水器,我可以叫水管工来维修,所以我们有了更多的选择。”
此外,即使布鲁斯不得不等待水管工来维修他的一个即热式热水器,他的多单元装置中的其余加热器也会在此期间继续提供热水,因此混合可以不间断地进行。多加热器的机组冗余对于任何没有热水的终端用户来说都是一个巨大的优势。
自安装无罐系统以来,无论是克莱维斯顿还是普莱西德湖都没有遇到任何严重的维护问题或成本。就其本身而言,这是对韦奇沃斯决定从锅炉转向无罐的有力验证。
“别误会我的意思,”布鲁斯说。“我预计未来的维护成本。但我可以很容易地每年更换10个,也许更多,这样的无罐热水器,仍然低于我以前的锅炉维修费用。将每月和每年的检查费用加上维护费用,无罐热水器节省的费用是巨大的。”
据Bruce说,Tankless巧妙地解决了Wedgworth的所有问题——供应、安全、服务和环境管理。“在克莱维斯顿取得了优异的成绩之后,尽管我们不必在普莱西德湖(Lake Placid)把锅炉换成无罐热水器,但这些按需热水器还是很有意义的。”