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内布拉斯加州的格雷特纳被许多人认为是该州目前的新兴城市。它靠近该州最大的城市奥马哈和州议会大厦林肯,这给了格雷特纳大量的发展机会,而它的农村环境也为扩张提供了便利。
从2000年到2017年,这个小镇的规模扩大了一倍多;现在这里有5000多名居民。但这种增长带来了后勤方面的挑战,其中最重要的是要适应迅速发展的学区。
市政官员的远见卓识,以及值得信赖的工程师和建筑师之间的长期关系,确保了该地区的设施能够支持不断增长的学生人数。
2015年初,格特纳学区委托总部位于奥马哈的DLR Group根据即将到来的住房开发和其他因素进行学区增长预测。这家综合设计和工程公司在美国、中国、非洲和中东设有30个办事处,员工超过1200人。与司法设施、工作场所、能源、高等教育和体育设施一样,教育工作占公司投资组合的很大一部分。
智能设计
DLR集团的体育主任、机械学科负责人托德·麦克(Todd Mack)解释说:“格雷特纳学区和我们的奥马哈办事处之间存在着持续的关系。“我们为学区的许多项目提供了建筑和环境保护设计服务。万博手机版登录本官网我们从2015年春季开始的分析最终在2017年8月占领了一所占地15.5万平方英尺的新中学时达到高潮。”
新学校的HVAC系统可容纳800名学生,围绕水源热泵系统建造,以满足所有供暖和制冷需求。整个暖通空调系统采用特灵控制。
由于外壳优越,学校的大多数教室都安装了24000 BTUH的两级特灵热泵,总共安装了96台热泵。
2,300万BTU AERCO基准冷凝锅炉为HVAC系统提供补充热量。通风空气由九个aon专用室外空气系统提供;五个专用于教室,四个服务于大型公共区域,如自助餐厅和健身房。
然而,冷却方面就不那么传统了。不是开环冷却塔,而是使用闭环流体冷却器。一个双单元的蒸发生态atwb系列液体冷却器安装在建筑装卸码头附近的高架结构支撑框架系统上。
DLR集团机械工程师詹姆斯•弗兰克斯表示:“在湿模式下,液体冷却器的冷却能力为310吨。”“考虑到未来的一些产能,它的运载能力为350吨。”
DLR集团设计了整个机械系统,并与奥马哈的制造商代表Sys-Kool LLC密切合作,该公司主要关注冷却塔的应用。机械承包商Sol Lewis完成了机械系统的安装。
闭环vs开环
“我们建议使用生态atwb流体冷却器而不是传统冷却塔的主要原因之一是内布拉斯加州东部有真正的平季,”Sys-Kool总裁Rick Hollendieck指出。“在这样的气候条件下,在部分负荷或湿球温度较低的情况下,可以干或湿操作的散热器具有真正的优势。它能显著节约用水,降低下水道费用。”
但维护成本也是一个因素;第一个成本也没有被忽视。
Hollendieck补充说,同样容量的冷却塔和流体冷却器的总安装系统成本是相当的。虽然冷却塔通常比类似容量的闭环流体冷却器便宜,但与冷却塔相关的三级成本(板框式热交换器,额外的泵,管道和布线)使两者的成本大致相同。
格雷特纳中学的流体冷却器尽可能长时间地保持干冷却模式运行,为线圈内的工艺流体提供合理的冷却。
当干运行不能再满足温度设定点时,给液冷却器循环喷雾泵通电,进行蒸发冷却。在室外空气温度为44.7度的情况下,双单元流体冷却器具有完全干燥运行的能力,同时提供100%的设计负荷能力。
Hollendieck说:“消除开环和相关组件是一个巨大的维护优势。“只需要维护一件设备,而不是几件。”
eco-ATWB系列流体冷却器采用了两项新技术,这两项技术都是对线圈本身的物理增强,在规划阶段就考虑到了这一点。椭圆鳍和交叉学校提高效率,在干和湿模式。
蒸发的椭圆翅片盘管设计扩展了翅片在管外的表面积,增加了传热。与传统的非翅片流体冷却器相比,该盘管在蒸发冷却方面提供了25%的保守容量增加,这使得设备比传统冷却器更小,消耗更少的能量。crosschool的特点是在线圈的油管内有精细的螺旋槽,这会产生流体湍流,增加热交换率,从而提高机组的容量。
协作
这个项目是一个完美的例子,说明了为什么许多设计和机械公司在涉及流体冷却器或冷却塔的项目上经常与Sys-Kool合作。万博手机版登录本官网他们熟悉的产品知识,以及如何将其转化为现场优势,为项目团队提供了主要优势。
机械承包商索尔·刘易斯(Sol Lewis)也曾与Sys-Kool和DLR集团合作过其他大型暖通空调项目。万博手机版登录本官网自1954年开业以来,这家拥有40名员工的公司为奥马哈都会区提供服务,专注于教育设施和办公楼。它在商业市场上占有一席之地,部分原因是它的内部蒸汽配件和钣金车间。该公司还与美国机械承包商协会合作多年。
“我们的技术人员参加的MCAA培训和研讨会帮助我们解决了这样的项目,我们在紧迫的时间内安装了整个暖通空调系统,”Sol Lewis总裁斯科特万博手机版登录本官网·法尔科内(Scott Falcone)指出。“我们的大部分冷却塔工作都是在更换市场上进行的,但随着奥马哈和格雷特纳等周边城镇的扩张,我们正在更频繁地进行新的建设和完整的系统安装。”
最佳实践
最终图纸和整个系统集成的需要完全落在了工程师的肩上。DLR集团的Mack和Franks坚持认为,Gretna中学的暖通空调系统采用了一系列经过验证的最佳实践方法和技术。
麦克解释说:“虽然格雷特纳中学项目不属于奥马哈管道规范的管辖范围,但我们应用了奥马哈管道规范的要求,即所有冷却塔的排水和溢流都应排放到一个与卫生下水道相连的特殊污水池中。”
他补充说:“这一规范要求有效地禁止了化学处理过的水(冷却塔或液体冷却器)泄漏到等级。”“如果液体冷却器被排干并溢出到等级,经过化学处理的水最终可能会进入雨水下水道,最终进入未经任何水处理的溪流和河流。”这就是所谓的雨水污染。”
Mack指出,并不是在所有型号的管道规范中都有冷却塔排水限制。他说:“我们理解它的目的,从负责任的设计角度来看,我们觉得这样做是正确的。”“这种做法的一个附带好处是,它将节省学区在运营和维护方面的资金。”
在每个冷却季节结束时,水从水池中被排到邻近机械室的一个2800加仑的远程污水池中。就像内布拉斯加州东部经常发生的情况一样,当冬季需要短暂的冷却能力时,液体只是被泵回液体冷却器。
除了对环境的影响,DLR集团还设计了液体冷却器污水的排水系统,以减少水处理化学品的用量。
麦克解释说:“如果没有远程污水池系统,处理过的水将在排水过程中被浪费,每年可能会浪费好几次。”“随着时间的推移,水处理的延迟成本将抵消污水池的费用,在这个过程中具有环境优势。”
DLR集团的设计阶段于2015年4月开始,7个月后结束。Sol Lewis于2016年秋季开始暖通空调系统的工作,截止日期为2017年8月。
法尔科内说:“格雷特纳中学的设施很大,比我们在该地区的大多数学校都要大。”“所有相关的交易都在努力适应紧迫的时间安排。”
最后,一支训练有素的工作人员在充分的支持下,在新学年开始前及时完成了这个项目。
系统的表现令人钦佩;居住者的舒适度很高,学校在供暖和制冷季节都看到了惊人的运行效率。