ההשפעה הסביבתית של 'עומס פנטום' במעונות האוניברסיטה

קו הבסיס הבלתי נראה

עברו במעון במהלך השבתת החורף, ותשמעו את הבניין מזמזם. התלמידים נעלמו כבר עשרה ימים. המסדרונות שותקים, הקפיטריה חשוכה, ויומני הגישה לכרטיסים מראים אפס כניסות. עם זאת, אם אתה עומד בחדר המכני ומסתכל על לוח החלוקה הראשי, המונה מסתובב ב-80% מהמהירות התפוסה שלו. זה לא סיפור רפאים. זה כשל בתשתית.

במתקן טיפוסי של 400 מיטות, המהום הזה הוא קולו של כסף שמתנדף. מאחורי מאות דלתות נעולות, מגדלי משחקים רוכבים על אופניים במצב "שינה", מאווררים מסתובבים בשלדה ריקה, ומדחסי מיני מקררים זולים בועטים לקרר שש פחיות סודה שאיש לא ישתה עוד שלושה שבועות. אנחנו קוראים לזה "עומס פנטום", אבל המונח רך מדי. זה מרמז על משהו זניח וזניח, כמו מטען טלפון בודד שנותר בקיר. בסביבה מוסדית, לעומת זאת, מדובר ב"עומס בסיס" - דרישה קבועה וטפילית של 20kW עד 50kW הפועלת 24 שעות ביממה, 365 ימים בשנה. זה שורף מזומנים ללא קשר לשאלה אם אדם נוכח כדי להפיק ממנו תועלת.

מנהלי מתקנים לעתים קרובות אובססיביים לגבי הברזל הגדול - הצ'ילרים, הדוודים ומטפלי האוויר. אנו מבזבזים מיליונים בהתאמה של תאורת מסדרון LED כדי לגלח פרוטות. בינתיים, עומס התקע בחדרי המעונות - האזור היחיד שאליו אנו מתייחסים באופן מסורתי כ"פרטי" ובלתי ניתן לגעת בו - אוכל בשקט את תקציב השירות. ההשפעה הסביבתית היא לא רק טביעת הרגל הפחמנית של אותו חשמל מבוזבז; זוהי חוסר היעילות המוחלט של מיזוג בניין שמחמם את עצמו ביעילות באמצעות אלפי שנאים סרק.

הכשל של מסיבת הפיצה

המענה המנהלי הסטנדרטי לפסולת זו הוא "קמפיין התנהגותי". מדי ספטמבר, משרדי קיימות מפרסמים את הכרזות. הם עורכים תחרויות בין מעונות כדי לראות מי יכול להפחית את השימוש באנרגיה הכי הרבה. הם מציעים מסיבות פיצה לרצפה שזוכרים לכבות את האורות. ובכל שנה, הנתונים מראים את אותה תוצאה: ירידה של 2% בצריכה שנמשכת בדיוק כמו התחרות, ואחריה חזרה קשה לקו הבסיס.

עלינו להפסיק להעמיד פנים שניתן לאמן אוכלוסיות חולפות לדאוג לחשבונות החשמל שהם לא משלמים. סטודנט המתגורר במעונות נמצא שם שמונה חודשים. הם משלמים דמי פנסיון קבועים. העלות השולית של השארת המחשב בעל הביצועים הגבוהים שלהם פועל כל סוף השבוע היא אפס דולר עבורם. לצפות מילד בן 18 לתעדף את תקציב התפעול של האוניברסיטה על פני הנוחות של זמן אתחול של 5 שניות זו לא אסטרטגיה. זו משאלת לב.

לעתים קרובות יש דחיפה מצד רכזי חיי הסטודנטים שטוענים שלקמפיינים הללו יש "ערך חינוכי". הם טוענים שאנחנו מלמדים את הדור הבא להיות אזרחים אחראיים. זה אולי נכון במובן האקדמי, אבל לא משלמים למנהל מתקנים כדי ללמד פילוסופיה מוסרית; משלמים לנו כדי להפעיל מפעל פיזי ביעילות. אם אתה מסתמך על פוסטר כדי לשלוט בתקציב שירות של 12 מיליון דולר, כבר הפסדת. הפתרון הוא לא לבקש יפה. זה יישום בקרות הנדסיות שעובדות בין אם הדייר הוא מקצוען במדעי הסביבה או חובב כריית קריפטו.

מלאי של הבטלה

כדי לתקן זאת, עליך לזהות מה בעצם שואב את הזרם. לעתים רחוקות זה הדברים הקטנים. התעלם ממטעני הטלפון ומהלבנים של המחשב הנייד; "כוח הערפד" של מטען USB מודרני 5W הוא זניח אלא אם כן יש לך עשרות אלפי מהם. העבריינים האמיתיים בחדר מעונות מודרני הם עומסים תרמיים ומחשוב בעל ביצועים גבוהים המחופשים לבידור.

הנבל העיקרי הוא קונסולת המשחקים. יחידה מודרנית כמו ה-Xbox Series X או PlayStation 5 היא פלא של הנדסה, אבל תכונת ה-"Instant On" שלה היא אסון לעומס הבסיס. במצב זה, המכשיר לעולם לא נכבה באמת; הוא מוכן לעדכן קושחה או להשיק משחק תוך שניות, תוך שהוא שואב בין 10 ל-15 וואט ברציפות. תכפילו את זה ב-300 חדרים באולם בודד, וקיבלתם את המקבילה החשמלית להפעלת תנור מסחרי 24/7. הספק המדויק משתנה לפי עדכון הקושחה - לפעמים ירידה, לפעמים ספייק - אבל העומס המצטבר נשאר מאסיבי.

ואז יש את המיני מקררים. במעונות ישנים רבים, התלמידים מביאים יחידות משלהם. לרוב אלו הדגמים הזולים ביותר שקיימים בחנויות גדולות, מושפעים מבידוד לקוי ומדחסים לא יעילים. כאשר תלמיד יוצא לחופשת החורף, הוא מרוקן את המקרר לעתים רחוקות. הם משאירים אותו פועל כדי לשמור צנצנת חצי ריקה של סלסה קרה למשך חודש. זה יוצר עונש כפול: המקרר שואב חשמל כדי להפעיל את המדחס, והחום שנדחה על ידי אותו מדחס מוסיף עומס ללולאת הקירור של הבניין.

באופן מכריע, אנחנו דנים עומסי תקע, לא בקרות סביבתיות. התנגדות נפוצה של צוות המתקנים באקלים לח - כמו אמצע האטלנטי או הדרום - היא שהשבתת חדרים מזמנת לחלוטין עובש. זוהי דאגה מוצדקת. אתה לא יכול להרוג את ה-HVAC או את מערכות הסרת הלחות. אבל פלייסטיישן לא מונע עובש. מיני מקרר אינו מווסת לחות. עלינו להבחין בין המערכות המגנות על הבניין לבין המכשירים שרק מנקזים את הרשת.

מחזור תבוסת החיישנים

הניסיון הראשון של התעשייה להפוך זאת לאוטומטי היה חיישן התנועה - ספציפית, מתג הקיר הזול של אינפרא אדום פסיבי (PIR). אם נכנסתם לחדר והאורות כבו בזמן שקראתם, פגשתם חיישן PIR. מכשירים אלה מחפשים חום שנע על פני רשת. הם מצוינים למסדרונות שבהם אנשים הולכים. הם זבל עבור חדרי מעונות שבהם סטודנט עשוי לשבת ללא תנועה ליד השולחן במשך שלוש שעות כשהוא מקודד או לומד.

כאשר אתה מתקין פקדים זולים שקוטעים את המשימה העיקרית של המשתמש, אתה יוזם מערכת יחסים יריבות עם הדייר. בשנת 2014, במהלך שיפוץ מחודש של מרכז חי-למידה מדעי, התקנו מתגי PIR סטנדרטיים. בתוך חודשיים, הזמנות העבודה עלו. לא עבור אורות שבורים, אלא עבור חיישנים שבורים. התלמידים הדביקו את העדשות כדי לשמור על האורות דולקים. אחרים תקעו מהדקי נייר במתגי הנדנדה כדי לאלץ את העקיפה. השקענו יותר בעבודה בהחלפת החומרה ההרוסה מאשר חסכנו בחשמל.

השיעור? "תפוסה" אינה זהה ל"תנועה". אם אתה מתכוון להשתמש בחיישנים, הם חייבים להיות "טכנולוגיות כפולות", המשלבות PIR עם זיהוי אולטרסאונד. חיישנים קוליים ממלאים את החדר בגלי קול ומזהים את תזוזת הדופלר הנגרמת מתנועות קלות, כמו הקלדה על מקלדת או תזוזה בכיסא. הם יקרים יותר מראש, אבל הם באמת עובדים. יתר על כן, יש פאניקה סמוכה ברורה לגבי חיישנים אלה: סטודנטים לעתים קרובות טועים בפולט האולטראסוני כמיקרופון או בעדשת PIR כמצלמה. חיוני להבהיר שמדובר במכשירים אנלוגיים "מטופשים". הם לא יכולים להקליט אותך; הם יודעים רק אם אתה שם. אם לא תבהיר את זה, התלמידים המודעים לפרטיות יקליטו אותם בדיוק באותה מהירות כמו אלה המעצבנים.

בקרה תואמת קוד

הפתרון החזק היחיד לעומס פנטום הוא להוציא את ההחלטה מידיו של התלמיד לחלוטין באמצעות "מכלים מוחלפים". זה לא רעיון חדש קיצוני; ASHRAE Standard 90.1 מצריך בקרת כלי קיבול אוטומטית במשרדים פרטיים כבר למעלה מעשור (באופן ספציפי מצריך כיבוי של 50% מהשקעים). אנחנו פשוט צריכים ליישם את אותו ההיגיון על המעון.

מערכת שקעים עם מיתוג מפצלת את הכוח של חדר המעונות. מחצית מהשקעים - המסומנים בסמל מסוים או בצבע ירוק - קשורים לחיישן התפוסה של החדר. החצי השני "פועל תמיד". המקרר והשעון המעורר נכנסים לשקע הדולק תמיד. הטלוויזיה, מתקן המשחקים, הסאונד בר והמיקרוגל נכנסים לשקע הירוק. כאשר התלמיד יוצא לשיעור, פסק הזמן של החיישן. זה הורג את האורות, ועשר דקות לאחר מכן, הוא הורג את החשמל לשקעים הירוקים. ה-Xbox מת. תצוגת המיקרוגל מתכהה. עומס הפנטום מנותק בקיר.

גישה זו גם מפחיתה סיכון בטיחותי משמעותי: סכנת השריפה בשרשרת המעצבת. סטודנטים ידועים לשמצה בכך שהם מחברים פס חשמל לפס חשמל אחר כדי להשיג יותר שקעים, מה שיוצר סיכון עומס תרמי. על ידי קשירת המעגלים הללו לחיישני תפוסה, אתה מבטיח שההגדרות המשורטטות הללו יהיו לפחות נטולות אנרגיה כשהחדר ריק, מה שמקטין את חלון ההזדמנויות לתחילת שריפה.

המציאות הפיננסית

הטמעת כלי קיבול מוחלפים וחיישנים דו-טכנולוגיים היא הוצאה הונית. זה דורש משיכת חוט נוסף, התקנת חבילות ממסר וקניית חומרה יקרה יותר. כאשר אתה מציג זאת לסמנכ"ל כספים, הם יתנגדו לעלות המוקדמת בהשוואה לשקע סטנדרטי של 2 דולר. זה המקום שבו אתה צריך להפעיל את "פירוק ROI".

תשכחו מהצלת דובי הקוטב. דברו על שיעור השירות המשולב. במחיר של 0.11 דולר לקוט״ש, קונסולת משחקים אחת שצורכת 15 ואט בעומס רפאים עולה בערך 15 דולר בשנה. That sounds trivial until you multiply it by 4,000 students ($60,000/year). לאחר מכן הוסף את פסולת התאורה. לאחר מכן הוסף את עונש הקירור. A properly controlled room can reduce its aggregate energy intensity by 20-30%.

תקופת ההחזר במערכות אלו היא בדרך כלל מתחת לשלוש שנים. החומרה מחזיקה מעמד לחמש עשרה. אם אתה מסתמך על תלמידים שינתקו את המכשירים שלהם, החיסכון שלך תמיד יהיה תיאורטי. אם תתקין את הפקדים, החיסכון הוא מבני. בעולם של ניהול מתקנים, אתה לא מתבסס על תקווה; אתה מתבסס על החומרה.