Секреты прохлады Дубая: умные технологии против пустынной жары
25 апреля 2025 г.
Копировать ссылку
Источники
45
Показать источники в тексте
Google
Object-1
Witpress
Magzoid
Mediaoffice
Blog Newlaunchproperties
Homestratosphere
Austincontrarian
Baggagetaxi
Dubaiideal
Prasoon
Re-thinkingthefuture
Neuroject
Design-middleeast
Google
Beyracarchitects
Armanipro
Artsandculture Google
Artboothgallery
Luxuryproperty
Armanipro
Mdpi
Wfmmedia
Gulfnews
Bidoun
Algedra
Ierek
Dxbadventure
Dubaibusinessdirectory
Ibnbattutamall
Algedra Com
En Wikipedia
Dergi Neu Edu
Designconceptsint
Continents
Bayut
Khaleejtimes
Breakingtravelnews
Saadatrent
Global Ctbuh
Armanipro
Architectureau
Kestates
Kreafolk
Prezi
Небоскрёбы Дубая знамениты на весь мир, но за их сверкающими стеклами скрывается постоянная борьба с жарой. Летом средняя температура достигает 32–37,2°C, а пиковые значения могут взлетать до 50°C, поэтому прохлада здесь не просто роскошь, а жизненная необходимость
[1]. Фактически, на кондиционирование воздуха может уходить до 80% всей электроэнергии здания[1]. Добавь к этому прогнозы изменения климата, предсказывающие еще более высокие температуры и рост потребности в охлаждении (до 40% к 2080 году), и ты поймешь масштаб проблемы[1]. Именно здесь на помощь приходит умная инфраструктура Дубая. Речь идет о централизованном холодоснабжении (District Cooling, DC) и переработке очищенных сточных вод (Treated Sewage Effluent, TSE) — важнейших системах, соответствующих энергетическим целям города, таким как DIES2030 и стратегия DSM, и прокладывающих путь к более устойчивому будущему
[36].
Разбираемся в технологии централизованного холодоснабжения (DC) в Дубае
Так что же такое централизованное холодоснабжение? Представь себе кондиционирование воздуха в огромных масштабах. Вместо того чтобы в каждом здании стояли свои шумные и энергозатратные чиллеры, одна центральная станция производит охлажденную воду
[2]
[12]. Эта сильно охлажденная вода затем по сети изолированных подземных труб поступает в различные здания района, охлаждает их, а затем возвращается на станцию для повторного охлаждения — это непрерывный замкнутый цикл[2]
[3]
[11]
[24][3]. Это более разумный способ борьбы с жарой, особенно в густонаселенных районах[2]
[22].
Давай разберем ключевые компоненты. Во-первых, это центральная холодильная станция (Central Cooling Plant). Эта мощная установка использует большие, эффективные промышленные чиллеры для охлаждения воды примерно до 4–7°C
[17]
[45]. Благодаря централизации она выигрывает от экономии за счет масштаба и оптимизации рабочих процессов
[6][24][11]. Многие станции также оснащены баками-аккумуляторами тепловой энергии (Thermal Energy Storage, TES). Это как гигантские термосы, накапливающие охлажденную воду, произведенную в часы низкой нагрузки (когда электроэнергия дешевле), чтобы использовать ее при пиковом спросе, повышая эффективность и снижая нагрузку на электросеть[12]
[19]
[31]
[43]. Тепло, отводимое чиллерами, сбрасывается через градирни (охлаждающие башни)
[35][45].
Далее идет распределительная сеть (Distribution Network). Представь себе скрытую сеть хорошо изолированных подземных труб, по которым охлажденная вода подается потребителям, а теплая возвращается обратно[2][3][22]. Изоляция играет ключевую роль в предотвращении потерь энергии. Эти сети весьма протяженные — например, у одного из провайдеров, Emicool, еще в 2019 году было более 240 км труб
[23]. Наконец, в каждом здании есть теплообменный пункт (Energy Transfer Station, ETS)
[41]. Это точка подключения, обычно использующая теплообменники для передачи охлаждающего эффекта от районной сети к собственной внутренней системе кондиционирования здания (например, к вентиляционным установкам)[3]. Счетчики здесь отслеживают, сколько энергии охлаждения потребляет здание (измеряется в тонно-часах холода, RT-hr) для выставления счетов[3]
[5]
[42]. Большинство современных систем используют непрямые теплообменники, разделяя воду районной сети и воду здания, что помогает контролировать утечки[3].
Переработка воды в Дубае: роль очищенных сточных вод (TSE)
Дубай расположен в пустыне, что делает воду невероятно ценным ресурсом, а город сильно зависит от энергоемкого опреснения для получения питьевой воды
[7]
[37]. Для сохранения этого жизненно важного ресурса Муниципалитет Дубая (DM) очищает сточные воды для получения очищенных сточных вод (Treated Sewage Effluent, TSE)[7][37]. Эта очищенная вода не предназначена для питья, но идеально подходит для технических нужд[19]. Ее главная роль, особенно в контексте охлаждения, — это подпитка градирен на станциях DC и в крупных зданиях
[32]. Эти градирни испаряют много воды для отвода тепла, и «Правила зеленого строительства» Дубая фактически предписывают использовать альтернативы, такие как TSE, вместо драгоценной питьевой воды[32].
Помимо градирен, TSE широко используется для орошения пышных зеленых насаждений по всему Дубаю, являясь устойчивым источником воды
[21][31]. Ее также применяют для борьбы с пылью на строительных площадках[19]. Однако неочищенная TSE может содержать более высокие уровни загрязняющих веществ и растворенных твердых частиц (TDS), чем питьевая вода, что со временем может повредить холодильное оборудование[7][37]. Вот почему для дальнейшей очистки TSE часто требуются методы «доводки», такие как обратный осмос (RO) и ультрафильтрация (UF)[7]
[9]
[30]. Например, компания Empower использует смесь TSE, обработанной методами RO и UF, в некоторых градирнях, чтобы защитить оборудование, полностью избегая использования питьевой воды[7][37]. Дубай ежегодно производит огромное количество TSE (около 735 миллионов кубических метров), и хотя усилия по коммерциализации и расширению ее использования продолжаются, максимальное раскрытие ее потенциала остается ключевой частью водной стратегии города
[26]
[27]
[8][32].
Почему централизованное холодоснабжение выигрывает: энергоэффективность и экономия затрат
Централизованное холодоснабжение — это не просто хитроумная инженерия; оно дает значительные преимущества, особенно в плане энергоэффективности и экономии затрат по сравнению с традиционными системами кондиционирования[3][5][12]
[14]. Давай сначала рассмотрим энергетическую сторону. Центральные станции используют крупные, по своей природе более эффективные чиллеры и оборудование, чем небольшие установки в отдельных зданиях[6][11][24][11]. Ими управляют эксперты, используя сложные системы контроля (такие как системы SCADA и умные командные центры) для достижения максимальной производительности[2][6]
[33][1]. Кроме того, сети DC обслуживают разнообразные здания с различными пиками потребности в охлаждении, сглаживая спрос и позволяя станции работать в целом более эффективно
[13][22]. Баки TES дополнительно оптимизируют энергопотребление, перенося производство холода на часы низкой нагрузки[12][19][31][43]. Даже отвод тепла более эффективен с большими водоохлаждаемыми градирнями по сравнению с типичными установками с воздушным охлаждением, особенно в климате Дубая[8]
[38][36]. Централизация также резко сокращает количество хладагента, необходимого для всего района, снижая потенциальный вред окружающей среде от утечек[13][41][17]
[16].
Цифры говорят сами за себя. Некоторые источники утверждают, что DC может быть в 5–10 раз эффективнее традиционных систем[1]. Провайдеры, такие как Emicool, заявляют об экономии энергии до 35%[12], в то время как другие исследования показывают улучшения, приближающиеся к 40% или даже до 50% по сравнению с традиционным кондиционированием[42][5][14]. Ключевое исследование, проведенное Регулирующим и надзорным бюро Дубая (RSB), показало, что системы DC в среднем имеют эффективность 0,92 кВт/тонну охлаждения (TR), что значительно лучше среднего показателя 1,51 кВт/TR для других систем — это означает примерно на 40% меньше электроэнергии на единицу охлаждения[36].
Экономия затрат также является важным преимуществом. Для застройщиков подключение к DC устраняет огромные первоначальные затраты и потребность в пространстве для установки чиллеров в каждом здании[3][13][11][3][11][13][17][16]. Владельцы зданий также освобождаются от текущих расходов и хлопот по обслуживанию сложных чиллерных установок[3][6][13][11][33]. Энергоэффективность напрямую ведет к снижению общих счетов за электроэнергию[6][12][41][14]. Для поставщика DC использование более дешевой TSE для градирен значительно сокращает расходы на воду[7][37][6]. Однако для конечного пользователя (например, арендатора) структура выставления счетов иная. Ты обычно платишь за потребление (RT-hr) и фиксированную плату за заявленную мощность, связанную с мощностью, выделенной на твою квартиру/офис, плюс возможные сборы за счетчик или топливные надбавки[5][42][38][42]. Эта плата за заявленную мощность иногда может сделать DC кажущимся дороже ежемесячно по сравнению со зданиями, где «чиллер включен в стоимость» (chiller-free), и где затраты на охлаждение включены в арендную плату, представляя собой компромисс между прямыми затратами и общей экологической эффективностью[5][38].
Ландшафт централизованного холодоснабжения Дубая: основные провайдеры и внедрение
Дубай не просто использует централизованное холодоснабжение; он является мировым лидером в этой области, здесь находится крупнейший в мире провайдер и обширные сети, охватывающие его знаменитые проекты
[4][8][15][42]. На рынке доминируют несколько ключевых игроков. Empower (Emirates Central Cooling Systems Corporation), основанная в 2003 году и частично принадлежащая DEWA и Dubai Holding, является мировым гигантом[4]
[40]. Она обслуживает более 110 000 клиентов и свыше 1400 зданий, обладая огромной мощностью, превышающей 1,4 миллиона тонн охлаждения (RT)[40]. Empower охлаждает такие крупные районы, как JLT, Business Bay (где ее сеть DC занесена в Книгу рекордов Гиннесса), DIFC, Palm Jumeirah и многие другие[5][12][16][19][43][2][19]
[34][43][19][23][43]. Компания известна своим технологическим лидерством, включая их Умный командно-диспетчерский центр (Smart Command Control Center)[1].
Emicool (Emirates District Cooling), в настоящее время совместное предприятие Dubai Investments и Actis, является еще одной крупной силой на рынке
[25][7]. Обслуживая около 42 000 клиентов с мощностью около 355 000 RT, компания стремится к значительному росту[25]
[28]. Их сеть охватывает такие районы, как Dubai Investments Park (DIP), Motor City, Damac Hills, и они даже охлаждают станции метро RTA на линии Expo[12][25][26][27][28][21]. Emicool активно сотрудничает в области технологических инноваций, например, по умным счетчикам с Kamstrup[28]. Затем идет Emaar District Cooling (EDC). В то время как Empower и Emicool больше похожи на коммунальные предприятия, застройщик Emaar создал EDC в 2004 году в основном для обслуживания своих собственных крупных жилых комплексов, таких как Downtown Dubai (включая Burj Khalifa), Dubai Marina и Arabian Ranches[12][26]
[39][12][39].
Как это внедряется? DC обычно планируется в крупных новых генеральных планах застройки с самого начала, интегрируя станцию и трубопроводную сеть в коммунальную инфраструктуру[2][8][22]. Провайдеры тесно сотрудничают с застройщиками, подписывая соглашения на поставку холода
[44][2][25][2]. Иногда предоставляются концессии на эксклюзивные зоны обслуживания. Конечные пользователи, будь то владельцы или арендаторы, обычно регистрируются напрямую у назначенного провайдера для их района, почти так же, как при подключении к электричеству и воде[5][40][4]. Этот комплексный подход является ключом к цели Дубая — обеспечить 40% охлаждения за счет DC к 2030 году, повышая энергоэффективность по всему городу[8][15][2][14].
Будущее — прохладнее и умнее: инновации на горизонте
Дубай на этом не останавливается. Постоянные инновации продвигают как управление охлаждением, так и водными ресурсами к большей эффективности и интеллектуальности. В области централизованного холодоснабжения Empower сотрудничает с ASHRAE над системами «третьего поколения», потенциально использующими ИИ и новые методы передачи тепловой энергии для еще большего сокращения энергопотребления
[18]. Ожидай большего применения ИИ и машинного обучения в центрах управления для предиктивного обслуживания и оптимизации в реальном времени, что сделает системы еще умнее
[10]
[20]
[29]. Интеграция возобновляемых источников энергии, таких как солнечная (фотоэлектрическая и тепловая), геотермальная или отработанное тепло, является основным направлением для более чистого энергоснабжения центральных станций[2][6][9][2][6][18][29][14][36][13]. Также внедряются передовые умные счетчики (AMI), предоставляющие более качественные данные как для потребителей, так и для поставщиков, как видно на примере партнерства Emicool с Kamstrup[28]. Оптимизация систем аккумулирования тепловой энергии (TES) остается критически важной для стабильности и эффективности сети[12][19][31][43]. Также продвигаются высокоэффективные альтернативы, такие как VRF-системы, там, где полноценное DC нецелесообразно[36].
Что касается водных ресурсов, усовершенствования технологий доочистки TSE (MBR, UF, RO) являются ключом к производству переработанной воды более высокого качества для чувствительных применений, таких как градирни[7][9][30][6]. Также ведутся исследования методов охлаждения с нулевым потреблением воды[29]. Ученые изучают расширенные возможности использования TSE и биосолидов, например, в сельском хозяйстве с контролируемой средой (вертикальные фермы), что способствует продовольственной безопасности[27]. Более широкая картина включает комплексное управление водными ресурсами, стратегическое использование всех источников воды (опресненной, TSE, «серой» воды) в зависимости от потребностей и качества[32]. Умные водопроводные сети с датчиками помогут оптимизировать распределение TSE и минимизировать потери. В конечном счете, эти инновации связаны с амбициями Дубая по созданию «умного города» и долгосрочными целями, изложенными в Генеральном плане развития города Дубай до 2040 года, создавая более устойчивую и ресурсоэффективную городскую среду[10][20][2].
Ключевые выводы: стратегия устойчивого охлаждения Дубая
Итак, каков итог? Централизованное холодоснабжение и переработка воды TSE являются абсолютно жизненно важными столпами, поддерживающими рост и амбиции Дубая в области устойчивого развития. Они обеспечивают значительную энергоэффективность, способствуют общей экономии затрат (несмотря на различные структуры выставления счетов конечным пользователям) и, что особенно важно, сохраняют драгоценные водные ресурсы[1][14][37]. Под руководством крупных провайдеров, таких как Empower и Emicool, и благодаря государственной стратегии, ожидай дальнейшего расширения и инноваций в этих важнейших системах по мере того, как Дубай строит более прохладное и умное будущее[4][25][36].
Попробуйте бесплатно