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概述
佛蒙特社区基金会（VCF）是一家位于佛蒙特州米德尔伯里的免税公共慈善机构。该基金会管理着600项基金，跻身全美社区基金会前10%之列，管理资产超过1.54亿美元，每年发放1050万美元赠款。
着眼于未来，佛蒙特社区基金会正制定计划以减少碳足迹，将其作为环境管理投资的一部分。目前，该机构消耗的部分能源来自生物废弃物，员工还通过专属的蚯蚓堆肥系统回收食物残渣及其他有机材料。
挑战
佛蒙特社区基金会的办公场所是一栋三层建筑，面积为9000平方英尺，每年的 utility 账单高达25,000美元。每平方英尺3美元的成本过高，尤其是考虑到暖通空调（HVAC）系统相对较新。由于米德尔伯里不提供天然气公用服务，建筑的闭环水源热泵系统依赖成本更高的能源：电力和丙烷。按每年3%的保守涨价幅度计算，佛蒙特社区基金会预计未来15年的总能源成本将达465,000美元。
为了解建筑能源使用情况，佛蒙特社区基金会聘请了位于佛蒙特州谢尔本的领先能源管理咨询公司——千瓦科技（Kilawatt Technologies）。目标明确：确定哪种节能设备最符合该设施的需求，并计算新设备的潜在投资回报率。
解决方案
为实现这些目标，千瓦科技采用数据驱动方法，在整个设施内部署了多种便携式数据记录仪。能源消耗数据收集为期三周，共获得超过25万条测量数据，包括温度、相对湿度、二氧化碳水平、电机运行时间和用电量。收集的温度数据分为四类：区域温度、热泵排风温度、锅炉温度以及主热泵环路热注入温度。
“我们使用的数据记录仪能够在短时间内收集大量多样化数据，”千瓦科技首席运营官史蒂文·安蒂诺齐（Steven Antinozzi）表示，“幸运的是，这些设备成本合理，使我们的数据驱动策略得以实施。”
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安蒂诺齐及其团队根据安装位置和可用表面采用了多种部署技术。例如，他们利用集成的稀土磁铁将Onset HOBO® UX90电机开关数据记录仪直接固定在环路电机上。此次部署无需电流互感器，因为电机启动时会产生磁场，通过监测该磁场即可确定开关周期和运行时间。
为记录区域温度，工程师在办公区域隐蔽地安装了额外的HOBO U12记录仪。他们使用设备自带的自粘磁化橡胶条将数据记录仪固定在金属天花板通风口上。工程师将这些数据记录仪设置为每15分钟记录一次，以监测实际温度和温度回落情况。
结果
通过绘制和研究温度数据，千瓦科技的工程师发现，当室外环境温度高达60°F（约15.6°C）时，锅炉仍以全功率运行。此外，电流数据显示冷却塔与锅炉在同一时间段运行，这被认为是由环路过热导致的。数据还表明：
- 热泵和循环泵在夜间及周末设施无人使用时仍在运行。
- 办公区域温度与 thermostat 设置不一致。
- 建筑有人使用时二氧化碳浓度飙升，表明通风不良。
- 环路电机作为设施最大的单点负荷，在夜间及周末设施无人使用时仍在运行。这些2马力电机每年消耗13,000千瓦时电力。
- 锅炉的热量迁移足以加热整个设施。
基于对数据记录仪数据的收集和分析，千瓦科技团队为佛蒙特社区基金会提出了四项关键行动建议。
首先，他们建议基金会安装新的暖通空调控制系统——具体而言，基于热电偶的 thermostat、二氧化碳和湿度传感器。他们还推荐了一个支持网络的系统，用于暖通空调系统的集中化和自动化控制。这些新控制器成本为15,000美元，将减少锅炉、冷却塔及辅助设备的不必要使用。根据收集的数据仔细计算后，千瓦科技预计这些控制器将在四年内收回成本。
该咨询公司还建议佛蒙特社区基金会购买能量回收通风系统。该系统成本为50,000美元，将减少热泵使用量，允许使用更小的热泵，同时增加通风量。
团队进一步建议对建筑外壳进行改进，根据数据显示，这将实现合理的投资回报并提升舒适度。外壳修复包括在前门安装气闸门，以及安装低辐射率窗户（经过调校以降低外部反射率并最大限度保留热量）。这项改进将解决办公人员面临的严重温度问题以及建筑整体的室外空气渗透问题。安装新门窗后，佛蒙特社区基金会将能更好地管理其暖通空调系统并节省能源成本。工程师计算，这些投资将通过能源节约在14年内收回成本，但会立即提升 occupants 的舒适度。
最后，咨询公司建议佛蒙特社区基金会采用太阳能光伏发电解决方案，以实现其长期净零目标。建议安装佛蒙特州南部地面安装系统，年发电量为135,000千瓦时。该新系统成本为100,000美元，预计将在六年内收回成本，并使设施在建筑剩余使用年限内实现能源独立。
高收益、高质量的投资并不常见。充分利用能源效率和能源独立是明智的经营之举。通过实施这些改进措施，佛蒙特社区基金会理论上可在未来15年节省（或产生，取决于视角）215,000美元。