Processo de Retrocomissionamento Relato de Caso do Projeto Demonstrativo

Transcrição

1 Projeto Demonstrativo para o Gerenciamento Integrado no Setor de Chillers Processo de Retrocomissionamento Relato de Caso do Projeto Demonstrativo Maurício Salomão Rodrigues & Pedro Hoffmann 01/04/ Fortaleza Execução Implementação Realização

2 Processo de Retrocomissionamento ATIVIDADES REALIZADAS Análise do Projeto Executivo Definição dos Requisitos Atuais do Sistema de Ar Condicionado Verificação da Instalação Verificação de Operação Verificação de Desempenho Análise dos Resultados da Investigação Programa de Melhorias e Plano de Ação de Correções

3 Chillers - Edifício 1

4 Chiller com HCFC-22

5 Bombas de Água Gelada

6 Bombas de Água de Resfriamento

7 Painéis Elétricos

8 Torre de Resfriamento

9 Torre de Resfriamento

10 Análise do Projeto Executivo VERIFICAÇÃO DA FUNCIONALIDADE DO SISTEMA NOVO PROJETO DA CAG Aumento da Capacidade Máxima da CAG; Chiller Reserva; Válvulas de Balanceamento nos Chillers; Inversores de Frequência nas Torres e Controle da Temperatura de Água de Resfriamento; Inversor de Frequência nas BACs Circuito Único de Água Gelada com Vazão Variável Monitoração da Capacidade Atual e Eficiência Energética dos Chillers e da CAG.

11 Análise do Projeto Executivo CAPACIDADE MÁXIMA E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Sistema em Sistema Atual kw ton kw ton Potência Absorvida - Chillers kw Potência Absorvida - TOTAL kw kw/kw Capacidade Máx. do Sistema Capacidade Máx. dos Chillers COP - TOTAL

12 Análise do Projeto Executivo DOCUMENTOS DE PROJETO DESATUALIZADOS Desenhos As Built da CAG Desenhos As Built da Área das Torres de Resfriamento Manual do Sistema e dos Equipamentos do Projeto de Alteração (incluindo UR-03, BAC-03/ 03R, TR-03, Válvulas de Bloqueio e Sistema de Automação). PMOC Revisão para atender requisitos de Otimização Energética.

13 Análise do Projeto Executivo Sistema de Distribuição de Ar DOCUMENTOS DE PROJETO DESATUALIZADOS Desenhos As Built dos pavimentos Não foi identificado o sistema de extração de fumaça dos pavimentos nos projetos fornecidos. Este item está descrito no memorial descritivo da instalação. As salas de reunião podem apresentar desconforto ao usuário, visto que a ocupação não é constante e não há dispositivos VAV para cada uma destas salas;

14 Análise do Projeto Executivo Sistema de Distribuição de Ar DIMENSIONAMENTO DO AR EXTERNO Pavimento Nº de pessoas Vazão Atual de Ar Externo Projeto (m³/h) Vazão Mínima de Ar Externo NBR16401 (m³/h) Desvio (%) 2º º º º

15 Análise do Projeto Executivo Sistema de Distribuição de Ar PRESSURIZAÇÃO DO EDIFÍCIO VAZÃO DE AR EXTERNO VAZÃO DE EXAUSTÃO TAG Vazão (m³/h) VC CV Total VA VA VA VC VC Total 32927

16 Análise do Projeto Executivo Sistema de Distribuição de Ar Resumo: Atualização dos documentos de projeto; Verificação para atendimento da vazão de ar externo dos pavimentos; Melhor desempenho dos condicionadores de ar em função da substituição do etileno glicol por água gelada; Adequação do sistema existente para o Lay Out atual.

17 Verificação da Instalação CENTRAL DE ÁGUA GELADA Equipamento Desvio Atividade BAGM-01 Vibração excessiva Manutenção Mecânica UR-01A Atuador - Válvula Motorizada Manutenção Elétrica UR-01B Atuador - Válvula Motorizada Manutenção Elétrica TR-01 Atuador - Válvula Motorizada Manutenção Elétrica TR-02 Atuador - Válvula Motorizada Sujeira no circuito de água gelada Leitura errada no sistema supervisório Não instalados Manutenção Elétrica Filtros - Geral Medidor de Vazão FE-01 Purgadores de Ar Manutenção Mecânica Manutenção de Automação Instalação Mecânica

18 Verificação da Instalação CONDICIONADORES DE AR Desvio Equipamentos Sujeira nos filtros de água gelada Geral Isolamento Térmico da Tubulação Geral FCH-01A FCH-01B FCH-03D FCH-03F FCH-10A FCV-02 FCH-11 FCH-08A FCH-08B FCH-03I FCH-03J FCH-06 FCH-14 Válvula de 2 Vias Sem Atuador/ Atuador Desconectado Válvula de 2 Vias Atuador não modula/ Modula muito rápido Válvula de 2 Vias Não veda totalmente quando fechada Válvula de 2 Vias Não Instalada Válvula de 2 Vias Vazamento de Água FCV-03 FCH-03B FCH-09 Atividade Manutenção Mecânica Instalação Mecânica Manutenção Mecânica Instalação Mecânica/ Elétrica/ Automação Manutenção Mecânica Instalação Mecânica/ Elétrica/ Automação Manutenção Mecânica

19 Verificação da Instalação CONDICIONADORES DE AR Desvio Equipamentos Bandeja de condensado entupida FCV-02 FCV-04 FCV-08 FCH-14 FCV-03 FCH-03J FCH-16 FCH-02 FCH-03F FCH-06 FCH-03A FCH-03G FCH-07 FCV-07 Fan Coil desativado FCH-03K Inversor de Frequência Acionamento Direto Inversor de Frequência Não Modula Inversor de Frequência Faltante Inversor de Frequência Apresenta Falha/ Ruído Excessivo Atividade Manutenção Elétrica/ Automação Manutenção Automação Instalação Elétrica/ Automação Manutenção Elétrica/ Automação Manutenção Mecânica Manutenção Mecânica

20 Purgadores de Ar Manuais

21 Verificação da Instalação Sistema de Distribuição de Ar Difusores desacoplados:

22 Verificação da Instalação Sistema de Distribuição de Ar Difusores com fitas adesivas:

23 Verificação da Instalação Sistema de Distribuição de Ar A B C D E G H J K 4 5 F

24 Verificação da Instalação Sistema de Distribuição de Ar Desbalanceamento da distribuição de ar; Desbalanceamento da vazão de ar dos condicionadores: 35% da vazão total do pavimento atende as regiões centrais, atendidas por VACs; 65% da vazão total do pavimento atende as regiões periféricas, atendidas por VAVs;

25 Verificação da Instalação Sistema de Distribuição de Ar As VACs operam como Dampers 0 ou 100% (on off); Este conceito prejudica o controle de temperatura do pavimento.

26 Verificação de Operação TESTES OPERACIONAIS BOMBAS Edifício 01 - São Paulo- SP BAGM-01A - Curva Característica 60 Altura Manométrica (mca) Medições em Campo 30 Q_máx 25 Dado de Placa 20 Q_proj 15 Curva de Projeto Poly. (Medições em Campo) Vazão (m³/h)

27 Verificação de Operação TESTES OPERACIONAIS BOMBAS Edifício 01 - São Paulo - SP BAGM-01A - Eficiência 90 Eficiência (%) Medições em Campo 40 Q_máx Q_proj Dado de Placa 30 Curva de Projeto Poly. (Medições em Campo) Vazão (m³/h)

28 Verificação de Operação TESTES OPERACIONAIS BOMBAS Edifício 01 - São Paulo- SP BAC-01B - Curva Característica 50 Altura Manométrica (mca) Medições em Campo 25 Q_máx Dado de Placa 20 Q_proj 15 Curva de Projeto Poly. (Medições em Campo) Vazão (m³/h)

29 Verificação de Operação TESTES OPERACIONAIS BOMBAS Edifício 01 - São Paulo - SP BAC-01B - Eficiência 90 Eficiência (%) Medições em Campo 40 Q_máx Q_proj Dado de Placa 30 Curva de Projeto Poly. (Medições em Campo) Vazão (m³/h)

30 Verificação de Operação TESTES OPERACIONAIS TORRES DE RESFRIAMENTO Edifício 01 - São Paulo - SP TR-03 - "Approach" da Torre Temp. da Água na Entrada da Torre Temp. da Água na Saída da Torre 40.0 Temp. de Bulbo Úmido do Ar na Entrada da Torre Approach Temperatura ( C) :00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17/11/ /11/ Hora (hh:mm) 17:00 18:00 19:00 20:00

31 Verificação de Operação TESTES OPERACIONAIS TORRES DE RESFRIAMENTO Edifício 01I - São Paulo - SP TR-03 - Coeficiente de Eficácia da Torre (K.A) Coef. de Eficácia da Torre (kw/ C) :00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 17/11/ /11/ Hora (hh:mm) Potência Absorvida Motor do Ventilador = 10 kw 19:00 20:00

32 Verificação de Operação TESTES OPERACIONAIS TORRES DE RESFRIAMENTO Temp. da Água na Entrada da Torre Edifício 01 - São Paulo - SP TR-02 - "Approach" da Torre Temp. da Água na Saída da Torre Temp. de Bulbo Úmido do Ar na Entrada da Torre 40.0 Approach Temperatura ( C) :30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 05/01/ Hora (hh:mm) 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00

33 Verificação de Operação TESTES OPERACIONAIS TORRES DE RESFRIAMENTO Edifício 01 - São Paulo - SP TR-02 - Coeficiente de Eficácia da Torre (K.A) Coef. de Eficácia da Torre (kw/ C) :30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 05/01/ Hora (hh:mm) Potência Absorvida Motor do Ventilador = 16 kw 19:30 20:00

34 Testes Operacionais nos FCs

35 Testes Operacionais nos FCs

36 Testes Operacionais nos FCs Conforme pode ser observado nos gráficos, a capacidade do fancoil deste pavimento atingiu picos de 200 kw, operando em uma média de 170 kw. Este valor está coerente com a simulação da serpentina realizada e mostrada no relatório de Verificação da Instalação. Podemos afirmar, também, que a carga térmica deste pavimento está atingindo o limite do equipamento mesmo durante o período observado, quando as temperaturas externas não estavam elevadas. Portanto poderá haver falta de capacidade em dias mais quentes. Esta capacidade elevada ocorreu apenas durante três horas no dia observado

37 Verificação de Desempenho TESTES DE DESEMPENHO - CHILLERS Edifício 01 - São Paulo - SP Chiller UR-01B - Temperatura da Água Gelada 15.0 Temperatura de Entrada no Chiller 14.0 Temperatura de Saída do Chiller 13.0 Temperatura ( C) :00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 06/01/ Hora (hh:mm) 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30

38 Verificação de Desempenho TESTES DE DESEMPENHO - CHILLERS Edifício 01 - São Paulo - SP Chiller UR-01B - Temperatura da Água de Resfriamento Temperatura ( C) Temperatura de Entrada no Condensador :00 Temperatura de Saída do Condensador 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 06/01/ Hora (hh:mm) 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30

39 Verificação de Desempenho TESTES DE DESEMPENHO - CHILLERS Edifício 01 - São Paulo - SP Chiller UR-01B - Carga Parcial Part Load (%) % Capacidade Nominal 10 % Corrente Nominal (FLA) 0 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 06/01/ Hora (hh:mm) 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30

40 Verificação de Desempenho TESTES DE DESEMPENHO - CHILLERS Edifício 01 - São Paulo - SP Chiller UR-01B - Eficiência Energética COP - Coeficiente de Prerformace (kw/kw) :00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 06/01/ Hora (hh:mm) 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30

41 Verificação de Desempenho TESTES DE DESEMPENHO - CHILLERS Edifício 01 - São Paulo - SP Chiller UR-03 - Temperatura da Água Gelada 14.0 Temperatura de Entrada no Chiller 13.0 Temperatura de Saída do Chiller 12.0 Temperatura ( C) :00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 03/12/ Hora (hh:mm) 17:00 18:00 19:00 20:00

42 Verificação de Desempenho TESTES DE DESEMPENHO - CHILLERS Edifício 01 - São Paulo - SP Chiller UR-03 - Temperatura da Água de Resfriamento 37.0 Temperatura de Entrada no Condensador 36.0 Temperatura de Saída do Condensador 35.0 Temperatura ( C) :00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 03/12/ Hora (hh:mm) 17:00 18:00 19:00 20:00

43 Verificação de Desempenho TESTES DE DESEMPENHO - CHILLERS Edifício 01 - São Paulo - SP Chiller UR-03 - Carga Parcial 110 % Capacidade Nominal 100 % Corrente Nominal (FLA) 90 Part Load (%) :00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 03/12/ Hora (hh:mm) 17:00 18:00 19:00 20:00

44 Verificação de Desempenho TESTES DE DESEMPENHO - CHILLERS Edifício 01 - São Paulo - SP Chiller UR-03 - Eficiência Energética COP - Coeficiente de Prerformace (kw/kw) :00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 03/12/ Hora (hh:mm) 17:00 18:00 19:00 20:00

45 Verificação de Desempenho TESTE FUNCIONAL DO SISTEMA DE AUTOMAÇÃO Sistema opera em modo manual remoto; Válvulas motorizadas dos Chillers antigos e Torres antigas não funcionam; Controle Visual de partida dos Chillers inadequada; Alguns sensores de campo apresentam problemas e precisam ser corrigidos; Faltam Telas específicas no Sistema Supervisório para monitoração das condições de operação dos Chillers. Faltam Telas específicas no Sistema Supervisório para monitoração da Capacidade Atual e Eficiência Energética dos Chillers e da CAG.

46 VERIFICAÇÃO FUNCIONAL da Rede de Distribuição de Ar As não conformidades identificadas na instalação da rede de distribuição de ar causam disfunção do sistema de controle de temperatura nos ambientes. Esta disfunção gera zonas muito frias e outras zonas quentes. Os usuários reclamam com a equipe de operação do edifício que na tentativa de atendê-los busca uma operação manual das VAVs anulando o sistema de controle automático. Esta ação, nem sempre atinge os resultados esperados causando mais desconforto e uma consciência coletiva de que o sistema não funciona e que os usuários devem se conformar com esta realidade ou buscar soluções individuais como, por exemplo, obstruir os difusores de insuflamento com fitas adesivas.

47 VERIFICAÇÃO FUNCIONAL da Rede de Distribuição de Ar Estas ações individuais, quando combinadas, geram mais desequilíbrio no sistema de distribuição de ar e, portanto uma situação caótica que se distancia da possibilidade de atingir-se o equilíbrio de temperaturas no ambiente condicionado Os sensores de pressão para indicação da saturação dos filtros dos fancoils não estavam operando. Alguns sensores de VAVs apresentaram desvios em suas leituras. Uma calibração e ajustes dos outros sensores trarão um resultado satisfatório.

48 PLANO DE AÇÃO DE CORREÇÕES SISTEMA DE ÁGUA GELADA Verificação de Desempenho Item Descrição Fase Impactos no Sistema Proposta de Solução Prioridade Atuadores das Válvulas de Bloqueio Motorizadas dos UR-01A/ UR-01B e TR-01/ TR-02 estão avariados. Operação/ Manutenção/ Automação Falta de controle. O sistema de automação da CAG está praticamente inoperante por causa destas válvulas. Substituição dos Atuadores e Válvulas 2 Vibração Excessiva na BAGM-01. Operação/ Manutenção Risco de avaria maior. Ruído e vibração excessivos que afeta os usuários do Térreo e Mezannino. Realizar uma revisão geral na bomba, motor elétrico, alinhamento, estrutura da base. Como opção verificar o custo de substituição da bomba. Alta 3 Válvulas de 2 Vias de controle de vazão de água gelada nos Fan Coils avariadas ou com mal funcionamento (16 de 38-42%). Operação/ Manutenção/ Automação Falta de Controle nos Fan Coils. Vazão Excessiva de Água Gelada. Aumento do consumo de energia na CAG. Desconforto no pavimento. Incluir no PMOC um plano de revisão geral e contínuo destas válvulas. Como opção, substituir estas válvulas (17 anos) por válvulas inteligentes com controle e monitoração de consumo de energia com ar condicionado nos pavimentos. Alta 4 BACs-01A/B/R apresentam um desempenho muito abaixo dos valores de projeto e com consumo de energia excessivo Operação/ Manutenção Aumento do consumo de energia na CAG Substituição das BACs Alta 5 O sistema de automação está deficiente e não é possível operar o sistema em automático. Automação Revisão de lógicas, habilitação das telas dos CAG operando em modo manual Chillers. Habilitação de telas de trends e remoto e sem controle adequado. benchmarks da CAG. 6 Os Fan Coils não possuem válvulas de balanceamento. Instalação/ Operação Falta de controle e vazão excessiva nos circuitos secundários. Instalação das válvulas de balanceamento Média 7 Documentação de Projeto Desatualizada. Projeto "As Built" Falta de dados para gerenciamento operacionald dos equipamentos e sistema Prover documentação adequada. Média 8 Inversores de Frequência dos Ventiladores dos Fan Coils apresentam problemas (13 de 38-35%). Operação/ Manutenção/ Automação Falta de Controle na vazão de ar. Incluir no PMOC um plano de revisão geral e Aumento do consumo de energia contínuo dos inversores. Como opção, substituir os no Fan Coil. Desconforto no inversores (17 anos). pavimento. Média 9 Sistema de purga de ar do circuito de água gelada é precário. Instalação/ Operação/ Manutenção Excesso de ar no sistema. Problemas de corrosão interna na Instalação de um sistema de purga automático. tubulação. Média As torres de resfriamento TR-01 e TR-02 apresentam baixo desempenho e afetam o desempenho dos chillers. Operação/ Manutenção Aumento do consumo de energia na CAG 1 10 Revisão geral nas torres TR-01 e TR-02 e substituição do enchimento, além de uma análise do ventilador OU substituição das torres. Urgente Alta Média

49 PLANO DE AÇÃO DE CORREÇÕES SISTEMA DE ÁGUA GELADA Verificação de Desempenho

50 PLANO DE AÇÃO DE CORREÇÕES SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AR Verificação de Desempenho Item Descrição Fase Impactos no Sistema Proposta de Solução 1 Caixas VAC operando como damper on off sem exercer a função de contole de vazão Instalação/ Operação Sem autoridade para controle de substituindo todas as caixas VAC por caixas temperatura nos ambientes VAV condicionados 2 Adequação do sistema de distribuição de ar de cada pavimento ao respectivo Lay out atual; Instalação/ Operação Sem autoridade para controle de Projeto de adequação e posterior instalação das temperatura nos ambientes alterações condicionados 3 Calibração dos sensores de temperatura que apresentaram desvios maiores do que 1,0ºC; Operação/ Manutenção Falta de controle de temperatura Calibração de sensores nos ambientes condicionados 4 Execução do Teste, Ajuste e Balanceamento do Sistema de distribuição de ar com; Operação/ Manutenção Sem autoridade para controle de Execução do TAB após as alterações descritas temperatura nos ambientes acima condicionados 5 Definição dos novos setpoints do sistema de controle de temperatura dos pavimentos através de ensaio funcional do sistema de distribuição de ar Operação/ Manutenção Sem autoridade para controle de Durante a Execução do TAB fazer o teste temperatura nos ambientes funcional para definição dos set points condicionados 6 Emissão de documento contendo o mapeamento de caixas VAV condizente com o Lay out atual do pavimento para facilitar a identificação de possíveis problemas operacionais do sistema de controle; 7 Emissão do Manual de Operação do sistema de ar Condicionado que descreve o funcionamento correto Projeto do sistema, os setpoints atuais, as capacidades dos Built" condicionadores, a especificação dos componentes de controle, etc. Projeto Built" "As "As Sem autoridade para controle de temperatura nos ambientes Prover documentação adequada. condicionados Falta de dados para gerenciamento operacionald dos Prover documentação adequada. equipamentos e sistema

51 PLANO DE AÇÃO DE CORREÇÕES SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AR Item Verificação de Desempenho Descrição Fase Prioridade Objetivos/ Resultados Estimativa de Custos Benefícios aos Usuários 1 Caixas VAC operando como damper on off sem exercer a função de contole de vazão Instalação/ Operação Alta Controlar a temperatura dos ambientes R$ Conforto termico 2 Adequação do sistema de distribuição de ar de cada pavimento ao respectivo Lay out atual; Instalação/ Operação Media Controlar a temperatura dos ambientes Depende de cada pavimento Conforto termico 3 Calibração dos sensores de temperatura que apresentaram desvios maiores do que 1,0ºC; Operação/ Manutenção Média Controlar a temperatura dos ambientes Depende de cada pavimento Conforto termico 4 Execução do Teste, Ajuste e Balanceamento do Sistema de distribuição de ar com; Operação/ Manutenção Média Controlar a temperatura dos ambientes estima-se R$ por pavimento Conforto termico 5 Definição dos novos setpoints do sistema de controle de temperatura dos pavimentos através de ensaio funcional do sistema de distribuição de ar Operação/ Manutenção Média Controlar a temperatura dos ambientes imbutir no custo de TAB Conforto termico 6 Emissão de documento contendo o mapeamento de caixas VAV condizente com o Lay out atual do Projeto pavimento para facilitar a identificação de possíveis Built" problemas operacionais do sistema de controle; Alta Controle de engenharia sobre o sistema existente.??? Emissão do Manual de Operação do sistema de ar Condicionado que descreve o funcionamento correto Projeto do sistema, os setpoints atuais, as capacidades dos Built" condicionadores, a especificação dos componentes de controle, etc. Alta Controle de engenharia sobre o sistema existente.??? --- "As "As

52 Oportunidades de Melhorias Retrofit dos Chillers Antigos com HCFC-22; Chiller para Sistema Dedicado de Resfriamento de Ar Externo (DOAS); Válvulas de Controle de Vazão de Água Gelada e Monitoração do Consumo de Energia nos Fan Coils; Válvulas de Balanceamento nos Fan Coils.

53 Retrofit dos Chillers com HCFC-22 CAPACIDADE MÁXIMA E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Sistema em Sistema Atual Real Retrofit - Chillers com HCFC-22 kw ton kw ton Potência Absorvida - Chillers kw Potência Absorvida - TOTAL kw COP - TOTAL kw/kw COP CHILLERS UR-01A/B kw/kw Capacidade Máx. do Sistema Capacidade Máx. dos Chillers O ganho de Eficiência Energética nos Chillers após o Retrofit será superior a 45%.

54 Execução Implementação Realização