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丹·福利对挑战改造并不陌生。眼前的这个并不特别特别,但它需要一个受过教育的人来观察这个设施的问题。
提示:启动时,水力系统的∆T仅为120度。
Foley是弗吉尼亚州Lorton -Foley机械公司的总裁兼老板,通过他34年的安装,维修,维修和更换大大小小的水力和暖通空调系统的工作经验,他获得了流体力学博士学位(哦,我开玩笑)。
在成为机械明星的过程中,Foley于1988年获得了弗吉尼亚理工大学的商业管理学士学位。
几十年来,福利的职业生涯一直处于上升趋势,但他承认,在这条道路上有很多挫折和艰难的打击。但要深入了解他令人难以置信的成功,没有比回到未来更好的办法了。
“我很快就认识到,如果我坐在办公桌后面,我就没有希望获得职业满足感,”早在1988年我们第一次见面时,他就告诉我。作为一名新的行业作家,我很快就对水力系统产生了好感;毕竟,我有像丹·福利、丹·霍洛汉和约翰·巴尔巴这样的人,他们一路上教育和娱乐我。
当Foley说这些话时,他正在帮助一位新技术人员理解“循环策略”的概念,同时监督这位新技术人员的工作。他们衬衫上的标志表明了他们的雇主:阿灵顿供暖和空调公司,这家公司后来成为了福利自己企业的友好竞争对手。当时,Foley是一名安装人员;2002年,他离开公司创办了FMI - Foley机械公司。
令人印象深刻却又脚踏实地
多年来,Foley在美国空调承包商的地方和国家委员会任职。今天,他是弗吉尼亚州管道供暖制冷承包商协会的董事会成员,也是RPA的前任主席。此外,Foley在弗吉尼亚州,d.c.和马里兰州持有暖通空调和管道/燃气安装主许可证。他在为PHC新闻撰写的每月专栏中分享了他的知识,最近他与PHC新闻编辑史蒂夫·史密斯一起主持了一个播客。
对于任何一个刚进入这个领域的人来说,这些都是令人印象深刻的证书。
但如果你了解丹,你就会知道他是一个迷人、脚踏实地、性格谦逊的人。
每隔几年,我都会去华盛顿特区的大都会区朝圣,FMI现在在那里统治至高无上。Foley的工作——无论是新的还是改造的,通常在复杂性和设计上都是独一无二的——是一种不可抗拒的吸引力。
但是,我离题了。我们正准备仔细研究一下商业水力系统,不是吗?120度∆T的那个。
米德街挑战
为了做到这一点,我们将把时钟拨到2016年初秋。在一个机械空间的深处,被为商业水力系统服务的复杂管网所包围,Foley对弗吉尼亚州阿灵顿(Arlington)一栋有30个单元的共管公寓大楼的系统进行了智能调查(共管公寓开发项目中的第二栋楼有26个单元,与第一座大楼几乎是一对双胞胎;它现在有一个类似的fmi安装的水力系统)。那里的建筑是二战后不久建造的公寓结构;居住单元面积从675至900平方英尺(约合675至900平方英尺)不等。
该位置是华盛顿特区令人羡慕的地方,为居民提供了一个简短的步行穿过基桥进入乔治城。
共管公寓开发项目的董事会主席迈克·迈尔斯(Mike Myers)也是该项目的一名共管公寓业主,他相信福利可以帮助解决他们在供暖系统方面遇到的一些问题。
对迈尔斯来说,他们面临的挑战是个人的。他不仅住在这栋楼里,还在一个寒冷的晚上亲自承担了为住户保暖的任务。
迈尔斯回忆起自己在锅炉房的椅子上坐了一整夜,身边只有一台收音机。他了解到,那栋公寓楼的铸铁大锅炉的点火器出了故障。所以他整晚都在按系统关闭时的重置按钮。
在福利第一次访问期间,他向设施经理提出了一些问题,这位经理显然对福利的洞察力和熟练程度印象深刻。福利拍了照片,记录下了一个破裂的铸铁锅炉部分“像柴火一样堆积”。Foley还做了测量,在纸上写满了笔记和示意图。
一个解决方案
不到一个小时,他就找到了解决方案,并对修复受损机械系统可能需要的材料和设备做了最后的说明。
当福利第一次调查这个系统时,天气很温和。然而,那台铸铁的强制通风锅炉却在开足马力地燃烧着。没过多久,福利就发现锅炉部分漏水了。他被告知,在过去的几年里,许多开裂的部分已经被替换,这解释了为什么会有一堆铸铁部分。
更糟糕的是,现在漏水的部分几个月前刚刚被更换过。
福利说:“(设施)董事会已经厌倦了支付维修费用和高昂的煤气费,同时还要应付日常的无热挑战。”居民们经常抱怨不舒服:“我们太热了”或“我们没有暖气”是常见的抗议。
在他对设施和机械系统的调查中,Foley看到许多开着的窗户,生活单元的温度接近80度。
难怪燃气账单如此之高:在改造之前,供暖系统消耗了47,017立方英尺的天然气。
现有的锅炉来自一家信誉良好的制造商,因此不太可能是有缺陷的铸件导致部分开裂。
当Foley深入研究控制策略时,他得到了“啊哈!””的时刻。系统泵由室外恒温器控制,温度设置为60度。当环境温度低于这个温度时,水泵就会启动,将热水循环到散热器和散热器。
福利发现,锅炉是在秋天开的,燃烧器是由高限位控制的;几年前,这显然是一个仓促的、跳出来的解决方案。也许维修技术人员想回来重新启动T-stat。或者,该技术甚至计划安装室外复位控制器,为操作带来一些智能。
然而,很显然,这从未发生过。
锅炉——负责建筑内所有散热器空间的加热——在春季、秋季或隆冬(也就是说,如果锅炉没有泄漏到锅炉房的地板上)都保持180度的稳定温度。这种控制装置不仅极其浪费和低效,而且肯定是铸铁锅炉部分的无声杀手。
当系统循环器在启动时被激活,冷水流,回水击中180度的铸铁部分,在它们内部形成了完美的风暴;热冲击超出了它们的承受能力,导致它们破裂和失效。
福利发现,家庭热水是由一个有二十多年历史的铜翅片管锅炉和一个储罐配套提供的。DHW系统有管道,控制得当,但需要不断维护和维修,并且经常发生故障。一年几次,它肯定会让一栋楼里的30个生活单元或另一栋楼里的26个生活单元没有热水。
舒适、可靠、高效
Foley的目标是:提出一种舒适、可靠和高效的解决方案,并按照这个顺序。(有关此方法的更多信息,请参见侧栏。)
他把他的计划提交给了工厂的董事会,然而一些成员不同意Foley的解决方案,抱怨说他们没有足够的资金来实现一个完整的系统解决方案。
福利的回答是:“到目前为止,这种方法效果如何?不管你愿不愿意,你都得为此付出代价。目前,你正在支付维修和紧急服务费用,以及不必要的高额煤气费。而你要为房客的不满买单因为没有暖气。而且,没有热水的问题也需要解决。为什么不把资金投向长期解决方案呢?”
最后,董事会批准了福利的提议。很快,由布莱恩·戈尔登(Brian Golden)担任项目主管的FMI工作人员开始从卡车上卸下装备。随着2016年秋天天气变冷,福利的工作人员演示了铸铁锅炉,因为当时不需要供暖。他们还拆除了锅炉附近的管道、循环器和控制装置。他们暂时让DHW系统完好无损。
Foley选择了四个mod-con燃气锅炉,以满足两栋建筑共56个住宅单元和公共区域的空间供暖需求。他为每个设施选择了两个模式控制锅炉,以提供冗余,并在不短循环的情况下处理低负荷热需求。更换了锅炉附近的管道和系统组件,包括安装三个新的,重型,三件式Taco系列1600直列泵,每个泵都配有Taco三重止回阀。
然而,对于冷冻水系统来说,王牌是两个Taco底座安装的自感应泵。
Taco的自感知技术提供了一个集成的泵和驱动器。对于每一栋建筑,我们都安装了两个,以实现完全冗余。“它们被设置为超前滞后配置,每个都能够提供完整的系统循环。因此,如果半夜有人要求每分钟加60加仑的水,而其中一个犹豫了,另一个就会接管控制权。
自感知泵性能曲线嵌入到速度控制器的存储器中。在运行过程中,对泵的功率和转速进行监测,使控制器能够确定泵的水力性能和在泵头流量特性中的位置。这使得泵能够在任何点连续识别所需的扬程和流量,提供准确的压力控制,而无需外部传感器反馈。
Foley解释说:“自传感泵用手动启动器取代了大型单速泵。它们是系统改革的核心部分。供水管和回水管都坏了;有冷凝水泄漏。真是一团糟。董事会的决定——这是第一次——不是基于价格。他们选择了可靠性和性能。”
Foley专业人员还安装了三个重型,asme级的Taco膨胀罐,每个用于水力一侧,冷冻水,一个用于DHW。此外,两个塔可的1600系列泵,泵启动器,服务于水力加热系统;塔可120系列泵服务于DHW。Foley还选择了Taco 4英寸4900系列水力分离器,以服务于水力系统,平衡锅炉和系统流量。
今天,新的锅炉通过一个商业间接储罐提供建筑的DHW,这是优先考虑的。Foley还更换了一个坏掉的家用再循环泵,安装了一个Taco 008不锈钢SmartPlus再循环泵。所有外露管道均采用玻璃纤维管绝热保温,并用管道标识进行标识。
FMI准备在新的冬季来临之际启动系统。技术人员编程控制,当室外温度降至58度以下时启动系统加热。室外复位控制调节供气温度,以匹配建筑热损失,确保居民舒适。
经过最初的调整,系统完美地工作,提供均匀的热量和无限的DHW。董事会决定让Foley的团队在接下来的几个月里在邻近的大楼安装一个相同的系统,然后在附近进行额外的工作。
从那时起——现在,六年过去了——所有建筑物的系统可靠性都提高了100%。舒适水平是拨号的,重置控制消除了居民通过打开窗户来调节温度的需要
福利知道设施管理人员会看到燃料使用的减少,但他只能猜测节省了多少。
幸运的是,迈尔斯和另一位董事会成员收集了升级前后两年的燃料使用数据,他们对结果感到惊讶,于是继续收集数据。他们的发现相当惊人:在安装新系统之前,旧的供暖系统在两个六个月的寒冷天气期间消耗了47,017立方英尺的天然气,在安装新系统之后,在两个寒冷天气期间消耗了28,729立方英尺的天然气——总共节省了近40%。
按照这个速度,随着新系统的第七个冬季的完成,该设施的董事会估计,他们已经完全收回了在福利供暖系统改造上的投资。
“摆脱超大的铸铁锅炉是正确方向的第一步,”迈尔斯补充说。“那东西大得可以睡觉。如今,共管公寓的董事会没有人后悔更换系统的决定。福利和他的团队真的帮了我们大忙。我们都对他们的工作和结果印象深刻。”
他总结道:“这是一种行之有效的方法,而且效果很好。”