多伦多的深湖水冷却系统

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水分配管道。将单个风机盘管单元连接到闭环冷冻水回路中，为特定建筑区域提供空间冷却。当空间冷却发生时，一个冷冻水发电机，或“冷水机组”，将通过管道循环泵送的水内积聚的热量排出。根据需要，冷却水流经系统，以满足建筑物居住者的冷却需求。多伦多市中心的建筑可以安装换热器，通过Enwave的深湖水冷却系统连接特定建筑的冷却水回路，而不是安装冷却系统来去除积聚的建筑热量。换热器的安装更便宜，需要更少的维护，使用更少的空间，最重要的是，不需要传统的制冷设备的电力。

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安大略湖取水口

三根进水管的深度可达83米（272英尺），并从海岸延伸至5公里（3英里）。设计中考虑了冷水的物理特性。水温最高为4摄氏度（39.2华氏度），确保从湖底排出的冷却水在系统取水点全年温度一致。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工艺，成为常规饮用水。

岛屿过滤厂

由深湖水冷却进水管抽取的湖水在多伦多岛过滤厂进行过滤和消毒。处理后的湖水本身从来没有被深湖水冷却系统使用过，只有它的冷却性能通过使用热交换器来发挥作用。岛上过滤厂处理的湖水4摄氏度（39.2华氏度）的温度将在下一步的能量转换站略微升高。

能量转换站

能源枢纽换乘站必须配合多伦多的约翰街泵站。能源传送站包括换热器，使从市中心冷却水回路的热量被拒绝进入向公众发行前市的饮用水供应的大型阵列。因此，从市中心冷却水循环带走的热量不被传送到安大略湖和轻微的温度增加是微不足道的自来水公司的消费者。

市区冷水循环

多伦多长达10英里的冷水循环从安大略湖附近的西姆科街（Simcoe Street）开始，向北经过金融区和医院区，到达皇后公园（Queen's Park），再回到起点。市中心的闭合环路由钢和高密度聚乙烯（HDPE）管组成，包含超过600万加仑的水。通过系统的流量峰值超过72000加仑/分钟（gpm），平均超过30000 gpm。

市中心环路回流侧的水回到能量转换站，温度为13.3摄氏度（56华氏度），比离开能量转换站的冷冻水温度高8摄氏度（15华氏度）。这一增长代表了从深湖水冷却系统的客户建筑工地累积和保留的净热量。

城市闭环系统有备用系统，必要时：两台蒸汽动力离心式冷水机组和两台传统电动离心式冷水机组可提供14000吨的备用冷却。高温天气可能需要这样做。在常规情况下，仅使用湖水就可以去除环路中的热量，流经市中心环路的热量将通过四台辅助冷水机组。

通过市区环路的水被处理成饮用水标准。保持市区环路中的水清洁、无杂质具有直接优势——换热器工艺（在每个建筑工地和能源转运站）在使用清洁水时效率更高，并且可以实现显著的能源节约和成本节约。市区环路用氯消毒，悬浮物用高效的微米过滤系统去除。过滤系统可以去除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在多伦多电网上释放了61兆瓦的电力。由于为单个空调装置供电所需的电力较少，因此当地公用事业工厂所需的燃料较少。根据计算，深湖水冷却系统允许的相应二氧化碳（CO2）气体排放量每年约为79000吨（87000美国吨），相当于多伦多道路上约16000辆汽车的排放量。

深湖水冷却系统可以降低用电高峰。例如，在工作周的一个夏日早晨，由于数百个空调系统同时运行，市中心办公场所需要的电力就更少了。对于深湖水冷却系统的用户来说，通过热交换器泵送冷冻水比通过单独的冷水机组更便宜，尤其是在这样的高利用率时期。

因为这么多的独立的冷冻水发生器植物的安装被避免，对于hydrochloroflourocarbons氯氟烃（HCFC）中相应的需求和氯氟烃（氟氯化碳）的制冷剂也被消除。

深湖水冷却系统容量

目前安装的系统能够提供72000吨的制冷和空调，大约70个市中心的办公楼，或370万平方米（4000万平方英尺）的办公空间。

水湖深冷却系统提供冷却到客户的网站，包括零售场所，医院，政府和办公楼，基于事件的场所和住宅区的多样化。它是一种可再生能源为基础的区域能源系统，是有利可图的没有外部补贴。

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Andrew Wilcox是Enwave能源公司是这个功能的技术贡献者。