多伦多深湖水冷却系统

基本思想

典型大型办公楼的冷却系统在其空调空间内安装了冷冻水分配管道。连接到闭环冷冻水回路中的单个风机盘管装置为特定建筑区域提供空间冷却。当空间冷却发生时，冷冻水发生器或“冷却器”将通过管道回路泵送的水内积聚的热量排出。根据需要，冷冻水流经系统，以满足建筑物居住者的冷却需求。多伦多市中心的建筑物可以安装热交换器，通过Enwave的深湖水冷却系统与特定建筑物的冷冻水回路连接，而不是安装冷却系统来清除建筑物积累的热量。换热器安装更便宜，需要更少的维护，占用更少的空间，最重要的是，不需要传统冷却装置的电力。

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安大略湖入口

三条进水口管道深83米(272')，离岸5公里(3英里)。冷水的物理特性也被考虑到设计中。水的密度在4摄氏度(39.2华氏度)时最高，这确保了从湖底抽取的冷却水在系统进水口的全年温度保持一致。深湖水冷却系统使用的冷却水首先经过多伦多的标准水处理程序，成为常规饮用水。

岛内过滤装置

由深湖水冷却进水管抽取的湖水在多伦多的岛过滤厂经过过滤和消毒。处理过的湖水本身从来没有使用深湖水冷却系统-只有它的冷却性能是利用热交换器。岛滤厂处理的湖水的4摄氏度(39.2华氏度)的温度将在下一步，即能源转运站略微提高。

能源中转站

能源转运站位于多伦多的约翰街泵站。能源中转站包括大量的热交换器阵列，使来自市中心冷冻水循环的热量在分配给公众之前被排到城市的饮用水供应系统中。因此，从市中心的冷冻水循环系统中移走的热量不会转移到安大略湖，轻微的温度上升对水务消费者来说是微不足道的。

市中心的冷冻水循环

多伦多10英里长的冷冻水圈从安大略湖附近的西姆科街(Simcoe Street)开始，向北穿过金融和医院区(Financial and Hospital district)，到达皇后公园(Queen’s Park)，然后回到起点。市中心的闭环系统由钢铁和高密度聚乙烯(HDPE)管道组成，包含超过600万加仑的水。通过系统的流量峰值超过72,000加仑每分钟(gpm)，平均超过30,000加仑每分钟。

市中心环路回流侧的水以13.3摄氏度（56华氏度）的温度返回能量传输站，比第一次离开能量传输站的冷冻水高约8摄氏度（15华氏度）。增加的热量代表了从深水湖水冷却系统客户建筑场地累积和保留的净热量。

在必要时，这座城市的闭环系统还有一个备用系统:两台蒸汽动力离心制冷机和两台传统的电动离心制冷机可以提供额外的1.4万吨备用冷却。这可能是在高温天需要的。在常规情况下，来自循环的热量将单独使用湖水除去，流经市中心循环的热量将绕过四个辅助冷水机。

通过市区环路循环的水经过处理达到饮用水标准。保持市中心环路中的水清洁且无杂质具有直接优势——使用清洁水时，换热器流程（在每个建筑工地和能源转运站）的效率更高，并且可以实现显著的能源和成本节约。市中心环路用氯消毒，悬浮固体通过有效的微米过滤系统去除。过滤系统可去除0.5微米的微粒，以满足当地饮用水标准。

积极的环境影响

平均而言，使用深湖水冷却系统而不是单独的冷水机组的建筑为多伦多电网释放了61兆瓦的电力。由于为个别空调装置供电所需的电力较少，当地公用事业厂所需的燃料也较少。根据估算，深湖水冷却系统每年可减少约7.9万吨(8.7万吨)的二氧化碳气体排放，相当于多伦多公路上1.6万辆汽车的排放量。

深水湖水冷却系统可以降低峰值电力使用率。例如，在工作周的一个夏季早晨，由于数百个空调系统同时运行，市中心办公空间的制冷所需电力减少。对于深湖水冷却系统客户现场而言，通过热交换器泵送冷冻水比通过单独的冷却装置泵送冷冻水更便宜，尤其是在公用事业费率较高的情况下。

由于避免了安装这么多独立的冷冻水发电机组，也就消除了对氢氯氟烃(HCFCs)和氯氟烃(CFCs)制冷剂的相应需求。

深湖水冷却系统容量

目前安装的系统可提供72000吨制冷，并为市区约70栋办公楼提供空调，即370万平方米（4000万平方英尺）的办公空间。

深水湖水冷却系统为不同的客户场所提供冷却，包括零售场所、医院、政府和办公楼、活动场所和住宅区。这是一个基于可再生能源的地区能源系统，无需外部补贴即可盈利。

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安德鲁·威尔科克斯是Enwave能源公司并且是这个特性的技术贡献者。