Caso
Economia de energia atinge novos patamares no Museu da Aviação
O retrofit de bombeamento distribuído para o sistema de água resfriada mantém intactas as exposições de aviação de valor inestimável
Um novo projeto do sistema de resfriamento do Museum of Flight usando o bombeamento distribuído Grundfos resultou em 74% de economia de energia da bomba e um sistema de equilíbrio automático que mantém a temperatura exata em cada canto da galeria de seis andares com paredes de vidro.
Resumo executivo
O Museu do Voo decidiu implementar o projeto do sistema de água gelada com bombeamento distribuído da Grundfos ao modernizar seu sistema HVAC. O balanceamento automático da solução não só gerou uma economia de 74% na energia de bombeamento durante a temporada de resfriamento de 2023, mas também garantiu a preservação de mais de 40 aeronaves históricas do primeiro século de voo, mantendo de forma confiável a temperatura constante em toda a Grande Galeria do museu, com 3 milhões de pés cúbicos, seis andares e envidraçada.
A situação
O Museum of Flight em Seattle, WA, EUA, é o maior museu aéreo e espacial independente e sem fins lucrativos do mundo e abriga milhares de exposições sobre a história dos voos aéreos e espaciais.
O Museum of Flight estava operando com seu equipamento de refrigeração original desde sua instalação em 1987.
Com o envelhecimento do equipamento e o aumento dos custos de energia, ficou cada vez mais evidente que o sistema de resfriamento da Great Gallery estava chegando ao fim de seu ciclo de vida. Ele sofria de Delta T ruim, era mal balanceado e não conseguia atingir a temperatura projetada em todas as partes do edifício - um fator crítico quando se considera que manter ±2° da temperatura definida é essencial para a preservação da aeronave histórica.
Portanto, o museu decidiu embarcar em um projeto de atualização e modernização do sistema de resfriamento da galeria, enfatizando a necessidade de aumentar a eficiência energética de todos os seus componentes.
Quanto mais analisamos o bombeamento distribuído, as estimativas iniciais eram de 40%, mas, à medida que desenvolvemos mais os planos, esperamos atingir porcentagens ainda maiores de economia de energia.
A solução
Quando os engenheiros do museu começaram a investigar a substituição das bombas de água refrigerada e de condensação de velocidade constante por bombas de velocidade variável de elevada eficiência, tomaram conhecimento
da Bomba Distribuída Grundfos - uma solução que substitui as grandes bombas centralizadas e as tradicionais válvulas de equilíbrio e controlo por bombas mais pequenas e inteligentes em todo o edifício, fornecendo caudal e pressão apenas quando e onde é necessário, equilibrando automaticamente o sistema e reduzindo significativamente o consumo de energia.
“Tornou-se rapidamente evidente que existia uma verdadeira oportunidade de poupança de energia com a bombagem distribuída, porque se eliminava a fricção e as quedas de pressão que eram necessárias para que as nossas antigas válvulas de controlo tivessem uma boa gama de controlo preciso”, explica Fenton Kraft, Gestor de Serviços de Engenharia no The Museum of Flight. “Essas válvulas têm uma penalização energética bastante significativa e as bombas do sistema principal que estavam anteriormente instaladas e mesmo quaisquer novas bombas teriam de ultrapassar esse tipo de queda de pressão. Por isso, quando analisámos o sistema de bombagem distribuída, basicamente eliminámos toda a fricção, toda a queda de pressão e todos os requisitos de potência para os ultrapassar.”
Este sistema de bombagem distribuída elimina uma grande parte da complexidade que os sistemas de bombagem tradicionais têm. Toda a programação está integrada no controlador da bomba principal e nas bombas distribuídas. Bastava ligar as bombas, um processo de cerca de dez minutos para cada bomba, e estávamos prontos a funcionar. Não tivemos de escrever e desenvolver uma sequência de operações ou programar um controlador. É isso que faz com que estes sistemas de bombagem distribuída sejam tão prontos a utilizar e simples de operar no primeiro dia e durante toda a vida útil do edifício.
Em colaboração com o parceiro de vendas local Hurley Engineering e uma equipa de especialistas da Grundfos, foi concebido um sistema optimizado de bombagem distribuída com as seguintes especificações:
10°F de água gelada Delta T
1 novo chiller arrefecido a água
1 nova torre de arrefecimento
1 nova AHU (para alargar o sistema existente de 10 AHU)
O novo sistema de água refrigerada inclui:
Hydro MPC-E 2 CRE 125-1-1 (bomba de água do condensador)
Hydro MPC-E 2 CRE 95-1-1 (bomba primária)
12 MAGNA3s (uma bomba distribuída colocada em cada AHU, e duas colocadas na maior AHU)
“Com a bombagem distribuída, eliminamos as tradicionais válvulas de equilíbrio e controlo”, descreve Pavel Mirchev, Engenheiro Técnico Principal dos EUA, Bombagem Distribuída. “Em vez de termos uma bomba que produz alta pressão para todo o edifício, temos bombas primárias mais pequenas na sala de máquinas e colocamos uma bomba em cada carga que produz exatamente a pressão e o caudal necessários. Desta forma, colocamos a quantidade certa de energia na água e não precisamos de a desperdiçar com válvulas.”
"O Museum of Flight em Seattle baseia-se exclusivamente em inovação, colaboração e parcerias. Nenhuma pessoa foi responsável por qualquer tecnologia do edifício. Este foi um projeto de equipe."
Devin Carle, Hurley Engineering, Parceiro de Vendas da Grundfos
Equipe do Projeto de Bombeamento Distribuído
- Fenton Craft, The Museum of Flight
- Devin Carle, Hurley Engineering
- Rod Pascua, Bogard Pascua Engineers
- UMC Mechanical Contractors
- Fair Ng, Controls Contractor
- Chris Ireland, Grundfos
- Pete Korzeniewski, Grundfos
- Pavel Mirchev, Grundfos
O resultado
O sistema de resfriamento do Museu do Voo melhorou significativamente seu desempenho após a conversão para o Bombeamento Distribuído Grundfos. As temperaturas ideais são alcançadas em todos os locais da Grande Galeria, o que reduziu as horas de operação do sistema de resfriamento.
Para toda a temporada de resfriamento de 2023 (de meados de abril a meados de outubro), o novo sistema de bombeamento distribuído resultou em 74% de economia de energia da bomba, equivalente a 34.000 kWh ou US$ 3.400. Isso não leva em conta a economia ainda maior com a redução de energia do chiller e da torre de resfriamento devido à maior eficiência do novo equipamento, à operação otimizada e às horas de trabalho reduzidas.
74% de economia de energia da bomba
Ao eliminar a autoridade da válvula, ele reduz a energia da bomba e torna o sistema geral mais eficiente. A otimização do Delta T no resfriador está entre 15 e 20% e, nesse projeto, eles obterão um ROI em menos de três anos.
A Grundfos forneceu:
o seguinte equipamento para o sistema de bombagem distribuído:
Hydro MPC-E 2 CRE 125-1-1 (bomba de água do condensador)
Hydro MPC-E 2 CRE 95-1-1 (bomba primária)
12 MAGNA3s (uma bomba distribuída colocada em cada UTA e duas colocadas na UTA maior)
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