القصة
يمتلك العميل ناطحة سحاب فاخرة للاستخدام التجاري والسكني تقع في مركز دبي المالي العالمي (DIFC)، دبي، الإمارات العربية المتحدة، وتغطي مساحة إجمالية قدرها 300,871 متر مربع. يتكوّن البرج من 25 طابقاً تجارياً و48 طابقاً سكنياً، بمساحة مكيّفة إجمالية قدرها 192,711 متر مربع. وبالنظر إلى حجمه وطبيعة عملياته التي تستهلك كميات كبيرة من الطاقة، كان للبرج إمكانيات كبيرة لتحسين كفاءة الطاقة من خلال تحديث التكنولوجيا، وتجديد المعدات، وتطبيق استراتيجيات متقدمة لإدارة الطاقة.
لتعزيز الأداء الطاقي، تعاقد العميل مع شركة Ark Energy لتنفيذ مشروع إعادة تأهيل الفارق الحراري (دلتا-T)، ومبادرة تجديد طاقي، بالإضافة إلى نظام رقمي لإدارة الطاقة. وكان الهدف من ذلك تقليل استهلاك الطاقة الكلي، والقضاء على رسوم دلتا-T الإضافية، ورقمنة عمليات التشغيل والصيانة (O&M). خلال الفترة من مايو 2018 إلى أبريل 2019، بلغت التكاليف الإجمالية للطاقة في البرج 19.4 مليون درهم إماراتي، مع رسوم إضافية سنوية بسبب دلتا-T بلغت 3.88 مليون درهم إماراتي.
الجدول 1:
ملف استهلاك الطاقة في البرج
الشكل 01:
توزيع التكاليف الشهرية للطاقة في البرج خلال الفترة من 2018 إلى 2019، (بالألف درهم إماراتي)
الشكل 02:
التوزيع النسبي لتكاليف الطاقة قيد الدراسة
الهدف الرئيسي
الهدف الأساسي من المشروع هو القضاء على رسوم دلتا-T الإضافية من خلال تنفيذ حل مُحسّن لانخفاض دلتا-T، بالإضافة إلى تصميم هندسي مفصل، وعمليات التوريد، والتركيب، والتشغيل.
المنهجية
كان البرج يعاني من ظاهرة انخفاض دلتا-T، ما أدى إلى تكبّد رسوم إضافية تصل إلى 3.88 مليون درهم إماراتي سنوياً. وقد أعفى مشغل التبريد المركزي هذه الرسوم في مناسبتين بشرط تنفيذ برنامج تأهيلي مناسب لدلتا-T. لمعالجة هذه المشكلة، قامت شركة Ark Energy بإجراء دراسة شاملة لدلتا-T لتحليل المشكلة وتحديد حلول عملية لمعالجتها.
لتطوير الحل الأنسب لإعادة تأهيل دلتا-T، اتبعت Ark Energy منهجية منظمة مكونة من ست مراحل. وشملت المرحلة الأولى إجراء تحليل هندسي مفصل ومراجعة تشغيلية، تم خلالها تحليل البيانات المجمّعة لصياغة إجراءات تصحيحية:
مراجعة البيانات التي تم جمعها من زيارات الموقع والمناقشات مع موظفي التشغيل والصيانة
مراجعة بيانات نظام إدارة المباني (BMS) والفحوصات البصرية، والتي شملت مواقع وأعداد DPT، وقراءات VFD للمضخات، ودرجات حرارة المبادلات الحرارية
إجراء حسابات هيدروليكية باستخدام منحنيات أداء المضخات لمحاكاة تأثير الضخ الزائد وعدم توازن نظام المياه المبردة على دلتا-T المنخفضة
تم نشر أداة Ark لتحليلات إدارة فرق الحرارة (Delta-T Management Analytics Tool - DTMA) لمراقبة أداء فرق الحرارة (Delta-T) وتحديد مجالات التحسين
النتائج التي تم الوصول إليها:
DPTs المستخدمة على كل مضخة غير متوافقة مع سرعات VFD الظاهرة في نظام إدارة المباني
المعدات المثبتة بالقرب من مجموعات المضخات تتلقى تدفقات عالية، بينما الوحدات البعيدة تتلقى تدفقات منخفضة مقارنةً بالأحمال والكميات
الأسباب الرئيسية لعدم التوازن في النظام هي وحدات لفائف المراوح، ووحدات مناولة الهواء، والصمامات التحكمية ذات الأحجام الكبيرة
موقع DPT الرئيسي غير مناسب ويجب إعادة تموضعه
في المرحلة الثانية، تم تنفيذ تحليل جذور الأسباب بشكل منهجي لتحديد المصادر الأساسية لمشكلة دلتا-T المنخفضة، وشمل ذلك فحصاً ميدانياً مفصلاً وقياسات واختبارات دقيقة. ومن خلال هذا النهج المنظم، تم تحديد 19 عاملاً رئيسياً يساهم في انخفاض دلتا-T، وتم تقييمها بناءً على الجدوى الفنية والقيود الرأسمالية لاختيار أنسب استراتيجيات المعالجة.
الجدول 2:
عينة من الأسباب المحتملة لانخفاض دلتا-T مع درجة تأثيرها
الهندسة والتنفيذ
نفذت Ark Energy الأنشطة المتعلقة بالتصميم الهندسي التفصيلي، والتوريد، والتركيب، والتشغيل لستة حلول متعلقة بدلتا-T.
وقد أسفرت حلول فرق الحرارة (Delta-T) المقدّمة عن خفض رسوم Delta-T السنوية بنسبة 60٪، مع فترة استرداد استثمار تبلغ 3 سنوات.
الجدول 3:
الحلول المقدمة ضمن التحليل
النتائج
النتائج التي تم تحقيقها من المشروع شملت ما يلي: