Katika mzunguko mzima wa maisha ya majengo ya kibiashara, matumizi ya nishati yanabaki kuwa changamoto inayoendelea.
Mifumo ya HVAC huchangia takriban 40% hadi 60% ya matumizi yote ya nishati ya jengo. Kama "moyo" unaotoa upoezaji na joto huku ukihakikisha ubora wa hewa ya ndani, ufanisi wa uendeshaji wa Vitengo vya Kushughulikia Hewa (AHU) huamua moja kwa moja ufanisi wa jumla wa nishati.
Katikati ya shinikizo la kutotoa hewa chafu na gharama za uendeshaji zinazoongezeka, feni za kawaida mara nyingi hazifikii mahitaji ya kuokoa nishati. Je, uwezo wa kuokoa nishati unawezaje kufunguliwa katika majengo yaliyopo?

Mradi wa hivi karibuni wa ukarabati wa AHU katika duka kubwa huko Tianjin ulitoa matokeo yanayoweza kupimika:
Hapa chini kuna maelezo ya kina kuhusu jinsi shabiki wa EC teknolojia ilichangia matokeo haya.

Ipo katika eneo lenye shughuli nyingi za kibiashara, duka hili la bidhaa limekuwa likifanya kazi kwa miaka mingi na hushuhudia msongamano mkubwa wa magari kila siku.
Baada ya muda, vitengo vya awali vya AHU vilianza kuonyesha dalili za uchakavu na kuzeeka.

- Mafeni asilia yaliyoendeshwa kwa mikanda yalikumbwa na uharibifu mkubwa wa ufanisi kutokana na uendeshaji wa muda mrefu, na kuyafanya kuwa chanzo kikuu cha matumizi makubwa ya nishati.
- Vipengele muhimu kama vile mikanda na fani vilikuwa vimechakaa, vikihitaji kubadilishwa na kutengenezwa mara kwa mara—kuongeza gharama za uendeshaji na mzigo wa kazi wa matengenezo.
- Vitengo vilivyopitwa na wakati havikuwa na udhibiti sahihi, na hivyo kufanya udhibiti sahihi wa halijoto kuwa mgumu na kuathiri uzoefu wa ununuzi.
- Kwa akili ndogo, vitengo 46 havikutoa maoni ya wakati halisi kuhusu hali ya uendeshaji, jambo lililohitaji juhudi kubwa za ukaguzi wa mikono.
Ili kuunga mkono malengo ya kitaifa ya kuokoa nishati na kupunguza uzalishaji wa gesi chafu huku ikipunguza gharama za uendeshaji, usimamizi wa duka hilo uliamua kufanya marekebisho kamili ya AHU hizi 46.
Hii ilikuwa zaidi ya uingizwaji rahisi wa vifaa—ilikuwa uboreshaji kamili wa mfumo wa usimamizi wa nishati wa duka hilo.
Urekebishaji wa nishati unahitaji kufanya maamuzi yanayoongozwa na data.
Mwanzoni mwa mradi, timu ya kiufundi ilifanya tathmini ya kina ya mfumo uliopo wa AHU:

Bamba la Jina la Shabiki Halisi
● Jaribio la Nguvu ya Uendeshaji - Matumizi halisi ya nguvu ya kila AHU yalipimwa.
● Kipimo cha Shinikizo Tuli na Mtiririko wa Hewa – Mkunjo wa utendaji wa feni asilia chini ya hali halisi ya mifereji ya maji ulitathminiwa, na kutoa data muhimu kwa ajili ya uteuzi wa feni za EC.
● Ufuatiliaji wa Kiwango cha Kelele - Viwango vya kelele vya msingi vilirekodiwa ili kusaidia maboresho ya akustisk.
● Upimaji wa Vipimo vya Usakinishaji - Vipimo vya kiwango cha milimita vilihakikisha vifaa vipya vingeingia vizuri katika vyumba vilivyopo vya mitambo.
● Ufuatiliaji Unaotegemea Mita - Data ya ubora wa nguvu ya wakati halisi ilikusanywa kupitia mfumo wa usimamizi wa jengo ili kuwezesha ulinganisho wa nishati baada ya ukarabati.
Data sahihi ya uwanjani iliruhusu timu kujitolea kwa ujasiri kwa akiba inayotarajiwa ya nishati na kutoa msingi imara wa kuchagua feni zinazofaa za EC.


Kulingana na data ya kina ya majaribio, timu ya kiufundi ilitengeneza suluhisho la marekebisho lililoundwa mahususi kwa ajili ya AHU 46.
Mkakati mkuu ulikuwa mbadala kamili wa mashabiki wa EC.
Jumla ya feni 165 za EC zenye ufanisi mkubwa ziliwekwa, hasa kwa kutumia modeli mbili: A3E-3A630-Y8-58 na A3E-3A560-Y8-56.

Mashabiki wa Seemtek Achelous Series EC
- Feni za EC zina mota za kudumu za sumaku zilizojengewa ndani.
Ikilinganishwa na mota za kawaida za induction za AC, huondoa hasara za rotor na kudumisha ufanisi mkubwa hata chini ya mzigo mdogo—hali ya kawaida ya uendeshaji kwa mifumo ya HVAC ya kibiashara. Data inaonyesha kuwa mota za EC zinaweza kufikia ufanisi wa zaidi ya 90%.
- AHU za kitamaduni mara nyingi hufanya kazi kwa kasi isiyobadilika, na kusababisha upotevu mkubwa wa nishati.
Feni za EC zinaunga mkono mawasiliano ya 0–10V au RS485/MODBUS, kuwezesha marekebisho ya kasi bila hatua kulingana na umiliki na mabadiliko ya halijoto.
- Kwa muundo mdogo na uendeshaji wa moja kwa moja wa feni za EC huondoa hitaji la mikanda.
Kwa timu za matengenezo, hii ina maana kwamba hakuna tena uingizwaji wa mikanda au usafi wa vumbi la mikanda, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa matengenezo ya kawaida ya AHU.
Wakati wa awamu ya usanifu, timu ilifuata kanuni ya ukubwa wa kulia. Kwa kutumia unyumbufu wa usakinishaji wa safu ya feni za EC (ukuta wa feni), walihakikisha kwamba mahitaji ya juu ya mtiririko wa hewa yalitimizwa huku wakiboresha matumizi ya nishati na gharama.
Kufanya uingizwaji mkubwa wa AHU katika duka la uendeshaji kulileta changamoto za vifaa. Ukubwa mdogo na uzito mwepesi wa feni mpya za EC ulithibitika kuwa muhimu katika vyumba vya mitambo vilivyofungwa. Ili kuepuka kuvuruga shughuli za duka, timu ya mradi ilifuata mchakato sanifu kabla ya kuwasilisha vifaa:
- Ukaguzi wa msingi
- Uwekaji wa feni
- Kulinda na kuunganisha
- Wiring ya umeme

Ukuta wa Mashabiki wa Seemtek EC
Shukrani kwa muundo wa moduli wa feni za EC, ugumu wa usakinishaji ulipunguzwa sana. Kile kilichochukua siku kadhaa hapo awali kwa urekebishaji mmoja wa AHU kilibanwa hadi saa 6 pekee (kuondoa feni za zamani + kusakinisha mpya).
Usakinishaji wa vifaa ulikuwa hatua ya kwanza tu. Ujuzi halisi wa mfumo upo katika kidhibiti chake.

Kiolesura cha Kurekebisha Kidhibiti
Mara tu baada ya kusakinishwa, timu ya kiufundi iliunganisha feni za EC kwenye mfumo wa usimamizi wa majengo (BMS). Kupitia urekebishaji mzuri na kidhibiti, AHU zilibadilika kutoka kutoa mtiririko rahisi wa hewa hadi kufikia uendeshaji mzuri:
- Kurekebisha mtiririko wa hewa ili kuondoa upoevu au joto lisilo sawa
- Hudhibiti kiotomatiki kasi ya feni kulingana na halijoto ya hewa inayorudi, na kuondoa ubaridi kupita kiasi au joto kupita kiasi
Usomaji wa mita za umeme kabla na baada ya marekebisho huthibitisha matokeo.
Jedwali lililo hapa chini linalinganisha data kutoka AHU-1 kwa kipindi cha siku 10 kabla na baada ya marekebisho:

Takwimu zinaonyesha wazi kushuka kwa kasi kwa matumizi ya nishati kwa AHU hii, pamoja na kupungua kwa kiasi kikubwa kwa nguvu tendaji.
Kulingana na hesabu, AHU hii moja ilipata kiwango cha kuokoa nishati cha 64.25%.
Inafaa kuzingatia kwamba hii sio kikomo cha juu, kwani mfumo ulikuwa ukifanya kazi kwa kiwango cha juu cha uzalishaji wakati wa kipindi hiki cha kipimo. Baada ya kuongeza njia za udhibiti kama vile halijoto isiyobadilika, mtiririko wa hewa usiobadilika, na shinikizo lisilobadilika—na kubadili hadi udhibiti unaotegemea halijoto mnamo Novemba 23—matumizi ya nishati yalipungua kwa 67% ya ziada.

Kwa sababu feni zilifanya kazi kwa kasi isiyobadilika, zilifanya kazi kwa nguvu kamili (27.57 kW) mwaka mzima bila kujali msimu au mzigo. Gharama ya umeme ya kila mwaka ilikuwa isiyobadilika na ya juu:
Gharama ya umeme ya kila mwaka = 27.57 kW × saa 13.5/siku × siku 365 × 0.77 yuan/kWh ≈104,600 yuan
Kwa kutumia feni za EC zenye ufanisi mkubwa na vidhibiti mahiri, AHU hurekebisha kiotomatiki kasi ya feni kulingana na halijoto ya hewa inayorudi, na kupunguza kwa kiasi kikubwa nguvu ya uendeshaji. Operesheni ya kila mwaka iligawanywa katika vipindi vitatu kwa ajili ya makadirio:

● Jumla ya gharama ya umeme ya kila mwaka baada ya ukarabati = 7,370 + 12,898 + 9,827 ≈ Yuan 30,100
● Akiba ya kila mwaka kwa kila AHU** = 104,600 – 30,100 = Yuan 74,500
● Jumla ya akiba ya kila mwaka inayokadiriwa kwa AHU 46:46 × 74,500 ≈ Yuan milioni 3.43
Kadri mikakati ya kupunguza kaboni inavyozidi kushika kasi, uboreshaji wa AHU unaozingatia teknolojia ya feni za EC unatarajiwa kuwa chaguo kuu la urekebishaji wa nishati katika majengo ya kibiashara.