대학 기숙사의 '팬텀 로드'가 환경에 미치는 영향
보이지 않는 기준선
겨울철 폐쇄 기간 동안 기숙사를 거닐다 보면 건물이 윙윙거리는 소리를 들을 수 있습니다. 학생들이 떠난 지 열흘이 되었습니다. 복도는 조용했고, 구내식당은 어두웠으며, 카드 출입 기록에는 출입이 전혀 표시되지 않았습니다. 그러나 기계실에 서서 주 배전반을 보면 계기는 점유 속도의 80%로 회전하고 있습니다. 이것은 유령 이야기가 아닙니다. 인프라의 실패입니다.
일반적인 400개 병상 시설에서 그 윙윙거리는 소리는 돈이 증발하는 소리입니다. 수백 개의 잠긴 문 뒤에는 게임 타워가 "절전" 모드로 회전하고 있고, 팬은 빈 섀시에서 회전하고 있으며, 값싼 소형 냉장고 압축기는 앞으로 3주 동안 아무도 마시지 않을 탄산음료 6캔을 식히기 위해 작동하고 있습니다. 우리는 이것을 "팬텀 로드"라고 부르지만 용어가 너무 약합니다. 이는 벽에 휴대폰 충전기 한 개가 남아 있는 것처럼 희미하고 무시할 수 있는 무언가를 의미합니다. 그러나 제도적 환경에서는 이것이 "기본 부하"입니다. 즉, 1년 365일, 하루 24시간 동안 작동하는 20kW~50kW의 지속적이고 기생적인 수요입니다. 인간이 이익을 얻기 위해 존재하는지 여부에 관계없이 현금을 태워버립니다.
시설 책임자는 냉각기, 보일러, 공조기와 같은 큰 철에 집착하는 경우가 많습니다. 우리는 돈을 아끼기 위해 LED 복도 조명을 개조하는 데 수백만 달러를 소비합니다. 한편, 우리가 전통적으로 "비공개"이고 건드릴 수 없는 영역으로 간주했던 기숙사 방의 플러그 부하는 조용히 유틸리티 예산을 잠식하고 있습니다. 환경에 미치는 영향은 낭비되는 전기의 탄소 배출량만이 아닙니다. 수천 개의 유휴 변압기를 사용하여 효과적으로 자체 가열하는 건물을 조절하는 것은 비효율적입니다.
피자 파티의 오류
이러한 낭비에 대한 표준 행정적 대응은 "행동 캠페인"입니다. 매년 9월 지속가능성 사무소에서는 포스터를 공개합니다. 누가 에너지 사용량을 가장 많이 줄일 수 있는지 알아보기 위해 기숙사 간 경쟁을 벌입니다. 그들은 불을 끄는 것을 기억하는 바닥에 피자 파티를 제공합니다. 그리고 매년 데이터는 동일한 결과를 보여줍니다. 즉, 대회 기간 동안 소비량이 2% 감소한 후 기준선으로 강제 복귀하는 것입니다.
우리는 임시 인구가 지불하지 않는 공과금에 관심을 갖도록 훈련받을 수 있는 척하는 것을 멈춰야 합니다. 기숙사에 사는 학생은 8개월간 그곳에서 생활한다. 그들은 고정된 숙박비와 식비를 지불합니다. 주말 내내 고성능 PC를 가동시키는 데 드는 한계 비용은 0달러입니다. 18세 청소년이 5초의 부팅 시간이라는 편리함보다 대학 운영 예산을 우선시하는 것은 전략이 아닙니다. 희망사항입니다.
이러한 캠페인에는 "교육적 가치"가 있다고 주장하는 학생 생활 코디네이터의 반발이 종종 있습니다. 그들은 우리가 다음 세대에게 책임감 있는 시민이 되도록 가르치고 있다고 주장합니다. 학문적인 의미에서는 맞는 말일 수도 있지만 시설 책임자는 도덕 철학을 가르치기 위해 급여를 받지 않습니다. 우리는 물리적 공장을 효율적으로 운영하기 위해 보수를 받습니다. 1,200만 달러의 유틸리티 예산을 관리하기 위해 포스터에 의존하고 있다면 이미 손실을 입은 것입니다. 해결책은 잘 묻지 않습니다. 거주자가 환경 과학 전공자이든 암호화폐 채굴 애호가이든 상관없이 작동하는 엔지니어링 제어를 구현하고 있습니다.
유휴 상태의 인벤토리
이 문제를 해결하려면 실제로 전류를 끌어오는 것이 무엇인지 식별해야 합니다. 작은 일인 경우는 거의 없습니다. 휴대폰 충전기와 노트북 블록은 무시하세요. 최신 5W USB 충전기의 "뱀파이어 전력"은 수만 개가 없으면 무시할 수 있습니다. 현대 기숙사의 실제 범죄자는 엔터테인먼트로 위장한 열 부하와 고성능 컴퓨팅입니다.
주요 악당은 게임 콘솔입니다. Xbox Series X 또는 PlayStation 5와 같은 최신 장치는 엔지니어링의 경이로움이지만 "Instant On" 기능은 기본 부하에 있어서는 재앙입니다. 이 모드에서는 장치가 실제로 꺼지지 않습니다. 몇 초 안에 펌웨어를 업데이트하거나 게임을 시작할 준비가 되어 있으며 지속적으로 10~15와트를 끌어옵니다. 여기에 단일 홀의 300개 방을 곱하면 상업용 오븐 24/7을 가동하는 것과 동일한 전기적 규모를 갖게 됩니다. 정확한 전력량은 펌웨어 업데이트에 따라 다르며 때로는 떨어지거나 급증하기도 하지만 총 부하는 여전히 막대합니다.
그 다음에는 미니 냉장고가 있습니다. 많은 오래된 기숙사에서는 학생들이 자신의 유닛을 가져옵니다. 이러한 모델은 종종 대형 매장에서 구입할 수 있는 가장 저렴한 모델로, 열악한 단열재와 비효율적인 압축기로 인해 어려움을 겪습니다. 겨울방학을 앞두고 있는 학생은 냉장고를 비우는 경우가 거의 없습니다. 그들은 반쯤 비워진 살사 병을 한 달 동안 차갑게 유지하기 위해 작동시켜 둡니다. 이로 인해 이중 패널티가 발생합니다. 냉장고는 압축기를 작동하기 위해 전력을 끌어오고, 해당 압축기에서 거부된 열은 건물의 냉각 루프에 부하를 추가합니다.
결정적으로 우리는 논의 중입니다. 플러그 부하, 환경 통제가 아닙니다. 중부 대서양이나 남부와 같이 습한 기후에 있는 시설 직원의 일반적인 반대는 객실을 완전히 폐쇄하면 곰팡이가 발생한다는 것입니다. 이는 타당한 우려입니다. HVAC 또는 제습 시스템을 종료할 수 없습니다. 하지만 PlayStation은 곰팡이를 예방하지 못합니다. 미니 냉장고는 습도를 조절하지 않습니다. 우리는 건물을 보호하는 시스템과 단순히 전력망을 배수하는 장치를 구별해야 합니다.
센서 패배 사이클
이를 자동화하려는 업계 최초의 시도는 모션 센서, 특히 저렴한 수동 적외선(PIR) 벽면 스위치였습니다. 방에 들어가서 책을 읽는 동안 불이 꺼졌다면 PIR 센서를 만난 것입니다. 이러한 장치는 그리드를 통해 이동하는 열을 찾습니다. 사람들이 걷는 복도에 탁월합니다. 학생들이 책상에 꼼짝도 하지 않고 앉아 3시간 동안 코딩이나 공부를 하는 기숙사에서는 쓰레기 수준입니다.
사용자의 기본 작업을 방해하는 값싼 제어 장치를 설치하면 사용자와 적대적인 관계가 시작됩니다. 2014년에는 과학 생활 학습 센터를 개조하면서 표준 PIR 스위치를 설치했습니다. 두 달 만에 작업 주문이 급증했습니다. 깨진 조명이 아니라 깨진 센서의 경우입니다. 학생들은 조명을 켜두기 위해 렌즈 위에 테이프를 붙였습니다. 다른 사람들은 강제로 무시하기 위해 로커 스위치에 클립을 끼웠습니다. 우리는 전기 비용을 절감한 것보다 파괴된 하드웨어를 교체하는 데 더 많은 노동력을 소비했습니다.
교훈? "점유"는 "움직임"과 동일하지 않습니다. 센서를 사용하려면 PIR와 초음파 감지를 결합한 "이중 기술"이어야 합니다. 초음파 센서는 방을 음파로 채우고 키보드 입력이나 의자 이동과 같은 사소한 움직임으로 인한 도플러 이동을 감지합니다. 선불로 비용이 더 많이 들지만 실제로는 작동합니다. 또한 이러한 센서와 관련하여 뚜렷한 인접 패닉이 있습니다. 학생들은 종종 초음파 방출기를 마이크로 착각하거나 PIR 렌즈를 카메라로 착각합니다. 이것이 "멍청한" 아날로그 장치라는 점을 명확히 하는 것이 중요합니다. 그들은 당신을 녹음할 수 없습니다. 그들은 당신이 거기에 있는지만 알고 있습니다. 이것을 명확히 하지 않으면 프라이버시를 중시하는 학생들도 짜증나는 학생들만큼 빠르게 테이프를 붙일 것입니다.
코드 준수 제어
팬텀 로드에 대한 유일한 강력한 솔루션은 "전환 콘센트"를 통해 학생의 손에서 결정을 완전히 내리는 것입니다. 이것은 급진적인 새로운 아이디어가 아닙니다. ASHRAE 표준 90.1은 10년 넘게 개인 사무실에서 자동 콘센트 제어를 요구했습니다(특히 콘센트의 50%를 차단하도록 요구). 우리는 단지 동일한 논리를 기숙사에 적용하면 됩니다.
스위치형 콘센트 시스템은 기숙사의 전력을 분할합니다. 특정 기호나 녹색으로 표시된 콘센트의 절반은 방의 점유 센서에 연결되어 있습니다. 나머지 절반은 "항상 켜져 있습니다." 냉장고와 알람시계는 항상 켜져 있는 콘센트에 들어갑니다. TV, 게임기, 사운드바, 전자레인지는 녹색 콘센트에 들어갑니다. 학생이 수업을 위해 떠나면 센서가 시간 초과됩니다. 조명이 꺼지고 10분 후에 녹색 콘센트의 전원이 꺼집니다. Xbox가 죽습니다. 전자레인지 디스플레이가 어두워집니다. 팬텀 하중은 벽에서 절단됩니다.
이 접근 방식은 데이지 체인 화재 위험과 같은 심각한 안전 위험도 완화합니다. 학생들은 더 많은 콘센트를 확보하기 위해 멀티탭을 다른 멀티탭에 연결하여 열 과부하 위험을 초래하는 것으로 유명합니다. 이러한 회로를 점유 센서에 연결하면 방이 비어 있을 때 이러한 대략적인 설정의 전원이 최소한 차단되어 화재가 발생할 가능성이 줄어듭니다.
금융 현실
스위치형 콘센트와 이중 기술 센서를 구현하는 것은 자본 비용입니다. 추가 전선을 당기고, 릴레이 팩을 설치하고, 더 비싼 하드웨어를 구입해야 합니다. 이를 CFO에게 제시하면 CFO는 표준 2달러 매장에 비해 선불 비용이 부담스럽다는 반응을 보일 것입니다. 여기서 "ROI Teardown"을 실행해야 합니다.
북극곰을 구하는 것을 잊어버리세요. 혼합 유틸리티 요율에 대해 이야기하십시오. kWh당 0.11달러로 15W의 팬텀 부하를 소비하는 단일 게임 콘솔의 비용은 연간 약 15달러입니다. 4,000명의 학생(연간 $60,000/)을 곱하기 전까지는 이는 사소한 것처럼 들립니다. 그런 다음 조명 낭비를 추가하십시오. 그런 다음 냉각 페널티를 추가합니다. 적절하게 제어되는 방은 총 에너지 집약도를 20-30%까지 줄일 수 있습니다.
이러한 시스템의 투자 회수 기간은 일반적으로 3년 미만입니다. 하드웨어는 15년 동안 지속됩니다. 학생들이 장치를 분리하는 데 의존한다면 절감액은 항상 이론적일 것입니다. 컨트롤을 설치하면 구조적으로 비용이 절감됩니다. 시설 관리의 세계에서는 희망에 기대지 않습니다. 당신은 하드웨어에 투자합니다.
