"Phantom Loadin" ympäristövaikutukset yliopiston asuntoloissa

Näkymätön perusviiva

Kävele asuinhuoneen läpi talviseisokkien aikana ja kuulet rakennuksen huminaa. Oppilaat ovat olleet poissa kymmenen päivää. Käytävät ovat hiljaisia, kahvila on pimeä ja korttien käyttölokeissa ei ole merkintöjä. Silti, jos seisot mekaanisessa huoneessa ja katsot pääjakotaulua, mittari pyörii 80 % nopeudestaan. Tämä ei ole kummitustarina. Se on infrastruktuurin epäonnistuminen.

Tyypillisessä 400 hengen laitoksessa tuo humina on rahan haihtumisen ääntä. Satojen lukittujen ovien takana pelitornit pyöräilevät "sleep"-tilassa, tuulettimet pyörivät tyhjässä rungossa ja halvat minijääkaappikompressorit jäähdyttävät kuusi limsapurkkia, joita kukaan ei juo enää kolmeen viikkoon. Kutsumme tätä "haamukuormitukseksi", mutta termi on liian pehmeä. Se merkitsee jotain hämärää ja mitätöntä, kuten seinään jätetty yksittäinen puhelimen laturi. Instituutioympäristössä tämä on kuitenkin "peruskuorma" - jatkuva, loistarve 20 kW - 50 kW käynnissä 24 tuntia vuorokaudessa, 365 päivää vuodessa. Se polttaa käteistä riippumatta siitä, onko ihminen paikalla hyötyäkseen siitä.

Toimitilojen johtajat ovat usein pakkomielle isosta raudasta – jäähdyttimistä, kattiloista ja ilmankäsittelijöistä. Käytämme miljoonia LED käytävän valaistuksen jälkiasentamiseen pennien ajelemiseksi. Sillä välin asuntolan huoneiden pistokuorma – alue, jota perinteisesti pidämme "yksityisenä" ja koskemattomana – syö hiljaa sähköbudjettia. Ympäristövaikutus ei ole vain tuon hukkaan sähkön hiilijalanjälki; se on silkkaa tehottomuutta ilmastoinnin rakennuksessa, joka lämmittää tehokkaasti itseään tuhansilla tyhjäkäynnillä olevilla muuntajilla.

Pizzajuhlien virhe

Tavallinen hallinnollinen vastaus tähän jätteeseen on "Behavioral Campaign". Joka syyskuussa kestävän kehityksen toimistot julkaisevat julisteita. He järjestävät asuntoloiden välisiä kilpailuja nähdäkseen, kuka voi vähentää energiankäyttöä eniten. He tarjoavat pizzajuhlia lattialle, joka muistaa sammuttaa valot. Ja joka vuosi tiedot osoittavat saman tuloksen: 2 prosentin kulutuksen pudotus, joka kestää täsmälleen niin kauan kuin kilpailu, jota seuraa kova paluu lähtötasolle.

Meidän on lakattava teeskentelemästä, että ohimenevät väestöt voidaan kouluttaa välittämään sähkölaskuista, joita he eivät maksa. Asuntolassa asuva opiskelija on siellä kahdeksan kuukautta. He maksavat kiinteän huone- ja ruokailumaksun. Rajakustannus siitä, että heidän korkean suorituskyvyn PC:nsä jätetään toimimaan koko viikonlopun, on heille nolla dollaria. Ei ole strategiaa odottaa, että 18-vuotias asettaa yliopiston toimintabudjetin etusijalle 5 sekunnin käynnistysajan mukavuuden sijaan. Se on toiveajattelua.

Opiskelijaelämän koordinaattorit vastustavat usein, koska he väittävät, että näillä kampanjoilla on "kasvatusarvoa". He väittävät, että opetamme seuraavaa sukupolvea olemaan vastuullisia kansalaisia. Se voi olla totta akateemisessa mielessä, mutta laitosjohtajalle ei makseta moraalifilosofian opettamisesta; meille maksetaan fyysisen laitoksen tehokkaasta toiminnasta. Jos luotat julisteeseen hallitaksesi 12 miljoonan dollarin käyttöbudjettia, olet jo hävinnyt. Ratkaisu ei pyydä kauniisti. Se toteuttaa teknisiä ohjaimia, jotka toimivat riippumatta siitä, onko asukas ympäristötieteen pääaine tai kryptolouhinnan harrastaja.

Tyhjäkäynnin inventointi

Korjataksesi tämän, sinun on tunnistettava, mikä todella vetää virtaa. Harvoin kyse on pienistä asioista. Ohita puhelimen laturit ja kannettavan tietokoneen palikat; nykyaikaisen 5W USB -laturin "vampyyriteho" on mitätön, ellei niitä ole kymmeniä tuhansia. Nykyaikaisen asuntolaisuuden todellisia rikollisia ovat lämpökuormitukset ja viihteenä naamioitu korkean suorituskyvyn laskenta.

Pääpahis on pelikonsoli. Moderni yksikkö, kuten Xbox Series X tai PlayStation 5, on suunnittelun ihme, mutta sen "Instant On" -ominaisuus on katastrofi peruskuormitukselle. Tässä tilassa laite ei koskaan sammu kunnolla; se on valmis päivittämään laiteohjelmiston tai käynnistämään pelin sekunneissa, ja se kuluttaa jatkuvasti 10–15 wattia. Kerro tämä 300 huoneella yhdessä hallissa, niin saat sähköisen vastineen kaupalliseen uuniin 24/7. Tarkka teho vaihtelee laiteohjelmistopäivityksen mukaan – joskus laskee, joskus kasvaa – mutta kokonaiskuormitus pysyy valtavana.

Sitten ovat minijääkaapit. Monissa vanhemmissa asuntoloissa opiskelijat tuovat omat asuntonsa. Nämä ovat usein halvimpia malleja, joita on saatavilla isokokoisissa liikkeissä, ja niitä vaivaa huono eristys ja tehottomat kompressorit. Kun opiskelija lähtee talvilomalle, hän harvoin tyhjentää jääkaapin. He jättävät sen käynnissä pitämään puolityhjän salsapurkin kylmänä kuukauden. Tämä luo kaksinkertaisen rangaistuksen: jääkaappi käyttää tehoa kompressorin pyörittämiseen, ja kompressorin hylkäämä lämpö lisää kuormitusta rakennuksen jäähdytyspiiriin.

Tärkeintä on, että keskustelemme pistoke kuormia, ei ympäristövalvontaa. Yleinen vastalause laitosten henkilöstöltä kosteissa ilmastoissa – kuten Keski-Atlantilla tai etelässä – on, että huoneiden sulkeminen aiheuttaa hometta. Tämä on aiheellinen huoli. Et voi tappaa HVAC:ta tai kosteudenpoistojärjestelmiä. Mutta PlayStation ei estä hometta. Minijääkaappi ei säätele kosteutta. Meidän on erotettava toisistaan ​​rakennusta suojaavat järjestelmät ja laitteet, jotka vain tyhjentävät verkkoa.

Anturin tappiojakso

Alan ensimmäinen yritys automatisoida tämä pois oli liiketunnistin – erityisesti halpa Passive Infrared (PIR) seinäkytkin. Jos olet kävellyt huoneeseen ja valot sammuneet lukiessasi, olet tavannut PIR-anturin. Nämä laitteet etsivät lämpöä, joka liikkuu verkon yli. Ne sopivat erinomaisesti käytäviin, joissa ihmiset kävelevät. Ne ovat roskaa asuntolahuoneisiin, joissa opiskelija voi istua liikkumattomana pöydän ääressä kolme tuntia koodaamalla tai opiskelemalla.

Kun asennat halpoja ohjaimia, jotka keskeyttävät käyttäjän ensisijaisen tehtävän, aloitat kontradiktorisen suhteen asukkaaseen. Vuonna 2014 asensimme tieteen asumis-oppimiskeskuksen jälkiasennuksen yhteydessä vakiokytkimet PIR. Kahdessa kuukaudessa työmääräykset kasvoivat. Ei rikkoutuneille valoille, vaan rikkinäisille antureille. Opiskelijat teippasivat linssit pitämään valot päällä. Toiset olivat juuttuneet paperiliittimiin keinukytkimiin pakottaakseen ohituksen. Menimme enemmän työhön tuhoutuneiden laitteiden korvaamiseen kuin säästimme sähkössä.

Oppitunti? "Täyttöaste" ei ole sama kuin "liike". Jos aiot käyttää antureita, niiden on oltava "Dual-Technology", jossa PIR on yhdistetty ultraäänitunnistukseen. Ultraäänianturit täyttävät huoneen ääniaaloilla ja havaitsevat Doppler-siirtymän, joka aiheutuu pienistä liikkeistä, kuten näppäimistöllä kirjoittamisesta tai tuolissa liikkumisesta. Ne ovat kalliimpia etukäteen, mutta ne todella toimivat. Lisäksi näihin antureihin liittyy selkeä paniikki: opiskelijat pitävät ultraäänilähettimen usein mikrofonina tai PIR-objektiivia kamerana. On elintärkeää selventää, että nämä ovat "tyhmiä" analogisia laitteita. He eivät voi tallentaa sinua; he tietävät vain jos olet siellä. Jos et selvennä tätä, yksityisyyttä tiedostavat opiskelijat nauhoittavat ne yhtä nopeasti kuin ärsyyntyneet.

Koodin mukainen ohjaus

Ainoa vankka ratkaisu haamukuormitukseen on ottaa päätös kokonaan pois opiskelijan käsistä "Switched Receptacles" kautta. Tämä ei ole radikaali uusi idea; ASHRAE Standard 90.1 on vaatinut automaattisen pistorasian ohjauksen yksityisissä toimistoissa yli vuosikymmenen ajan (erityisesti 50 % pistorasioista on suljettava). Meidän on yksinkertaisesti sovellettava samaa logiikkaa asuintaloon.

Kytketty pistorasia jakaa asuntolan virran. Puolet pistorasiasta - merkitty tietyllä symbolilla tai väriltään vihreällä - on sidottu huoneen läsnäoloanturiin. Toinen puolisko on "aina päällä". Jääkaappi ja herätyskello menevät aina päällä olevaan pistorasiaan. TV, pelilaite, soundbar ja mikroaaltouuni menevät vihreään pistorasiaan. Kun oppilas lähtee tunnille, anturi aikakatkaistaan. Se sammuttaa valot, ja kymmenen minuuttia myöhemmin se sammuttaa virran vihreisiin pistorasiaan. Xbox kuolee. Mikroaaltouunin näyttö pimenee. Haamukuorma katkeaa seinästä.

Tämä lähestymistapa vähentää myös merkittävää turvallisuusriskiä: ketjun aiheuttamaa palovaaraa. Opiskelijat ovat tunnettuja siitä, että ne kytkevät jatkojohdon toiseen jatkojohtoon saadakseen lisää pistorasiaa, mikä luo lämpöylikuormitusriskin. Sitomalla nämä piirit läsnäoloantureisiin varmistat, että nämä luonnoslliset asetukset ovat vähintään jännitteettömät, kun huone on tyhjä, mikä vähentää tulipalon syttymismahdollisuutta.

Taloudellinen todellisuus

Kytkettyjen pistorasioiden ja kaksoisteknologia-anturien käyttöönotto on pääomakustannus. Se vaatii ylimääräisen johdon vetämistä, relepakettien asentamista ja kalliimpien laitteiden ostamista. Kun esität tämän talousjohtajalle, he hylkäävät ennakkokustannukset verrattuna tavalliseen 2 dollarin myyntipisteeseen. Tässä sinun on suoritettava "ROI Teardown".

Unohda jääkarhujen pelastaminen. Puhu sekakäyttöasteesta. 0,11 dollaria per kWh, yksi pelikonsoli, joka käyttää 15 W haamukuormaa, maksaa noin 15 dollaria vuodessa. Se kuulostaa triviaalilta, kunnes kerrot sen 4 000 opiskelijalla (60 000 dollaria/ vuosi). Lisää sitten valaistusjätteet. Lisää sitten jäähdytysrangaistus. Oikein kontrolloitu huone voi vähentää sen kokonaisenergiaintensiteettiä 20-30 %.

Takaisinmaksuaika näissä järjestelmissä on yleensä alle kolme vuotta. Laitteet kestävät viisitoista. Jos luotat siihen, että opiskelijat irrottavat laitteensa, säästösi ovat aina teoreettisia. Jos asennat säätimet, säästöt ovat rakenteellisia. Kiinteistöhallinnon maailmassa ei toivoa varaa; panostat laitteistoon.