Museu da Nova Zelândia Te Papa Tongarewa

O sistema central de água gelada no Te Papa estava chegando ao fim da vida útil. Os chillers originais utilizavam um refrigerante obsoleto e eram ineficientes em comparação com a tecnologia moderna.

O objetivo do cliente era adquirir um sistema de água gelada que maximizasse a eficiência energética, reduzisse os custos operacionais e fornecesse um caminho de atualização que permitisse a transição futura para novos refrigerantes de menor potencial de aquecimento global (GWP), como o 1234ze.

Um desafio fundamental para este projeto foi fornecer dois novos refrigeradores de alta eficiência com uma capacidade de resfriamento combinada de 4000kW, ao mesmo tempo em que reduziu os requisitos de energia da bomba do sistema. Além disso, a nova planta precisava minimizar o uso de água da torre de resfriamento e reduzir o risco de proliferação da bactéria legionella. O projeto também pediu uma solução de otimização do chiller para garantir que essa solução operasse com a máxima eficiência alcançável.

Como o edifício ainda estava ocupado durante a reforma, a planta central precisava ser atualizada e integrada ao sistema de gerenciamento de construção do local (BMS) existente. Portanto, era necessária uma abordagem colaborativa para o comissionamento e o ajuste fino do sistema, garantindo que o funcionamento diário deste movimentado museu não fosse afetado.

O projeto incorporou uma série de aspectos, incluindo:

• Reconfiguração do sistema hidráulico para fazer a transição de uma configuração primária constante/secundária variável para um sistema de fluxo primário variável que reduz os requisitos de potência da bomba.
• Substituição das torres de resfriamento originais por resfriadores evaporativos de circuito fechado para redução do consumo de água, risco de legionela e potencial de incrustação da água do condensador.

• Instalação e comissionamento de um sistema holístico de otimização de água refrigerada para maximizar a eficiência do prédio.
• O foco do cliente em minimizar os custos de operação do ciclo de vida exigia chillers de alta eficiência combinados com um sistema especializado de otimização da planta de água gelada central para garantir que a eficiência máxima pudesse ser alcançada em todas as condições operacionais.
• Uma solução SMARDT Chiller com um Sistema de Otimização de Plantas de Sinergia CPECS foi selecionada para este projeto devido à eficiência global alcançável e facilidade de integração com o BMS existente.

Dois equipamentos modelo SMARDT WB190 2000kW Water Cooled Chillers, foram a solução ideal para esta grande aplicação. Estes Chillers SMARDT utilizam compressores centrífugos magnéticos oil-free Turbocor^®, para obter as maiores eficiências energéticas de IPLV e os menores custos operacionais em suas faixas de capacidade.

O Chiller SMARDT Turbocor^® proporcionou uma melhoria significativa na eficiência energética em relação aos refrigeradores originais R22 que foram substituídos.

Uma solução de otimização de sinergia do Sistema Central de Controle de Energia da Usina (CPECS) foi incorporada para extrair a máxima eficiência geral do sistema a partir do equipamento atualizado.

O CPECS considera todos os aspectos do sistema de água gelada e otimiza a operação da bomba do refrigerador, torre de resfriamento e condensador para alcançar o maior Coeficiente de Desempenho (COP) em tempo real. O CPECS vai além da abordagem tradicional de controle de BMS para uma planta central de água gelada, definindo limites operacionais seguros enquanto extrai a eficiência ideal do sistema.

Para isso, o CPECS interage com o sistema de gerenciamento de edifícios da Siemens existente. O sistema recebe constantemente dados operacionais em tempo real e fornece pontos de controle otimizados para o BMS. O BMS então, controla o equipamento de campo para alcançar os valores otimizados de velocidade e setpoint.

Além do aspecto de otimização, o CPECS também fornece uma plataforma para monitoramento contínuo e verificação do desempenho geral. O sistema é configurado para fornecer relatórios de desempenho automatizados para o cliente mensalmente.

O Te Papa observou uma redução significativa na carga de eletricidade do edifício resultante do sistema de água gelada atualizado. Desde maio de 2019, o componente de monitoramento e verificação do CPECS relatou um COP geral médio do sistema de 6,0.

O cálculo geral do COP da planta considera: Energia total de resfriamento térmico produzida pelo sistema, Energia elétrica total consumida pelo sistema (chillers, torres de resfriamento, bombas de água do condensador e bombas de água gelada).