Aplicação de Chillers a 4 tubos em Hotéis Lisboa, 27 de Outubro de 2011
- Funcionamento de chillers 4 tubos AERMEC-NRP - Especificações hidráulicas - Avaliação energética de soluções em hotéis
Chillers a 4 tubos AERMEC NRP Aermec NRP 43 a 953 kw - Compressores scroll - 2 circuitos frigoríficos com 1, 2 ou 3 compressores por circuito - R410A - Versões de Alta eficiência (A) e Alta eficiência low-noise (E) - EER médio = 2,9 - COP médio = 3,3 - NRP 2 sistemas a 2 tubos - NRP 4 sistemas a 4 tubos
Chiller AERMEC NRP 2 como funciona? 100% Frio 100 % Calor 100% Frio + 100% 50% Calor + 50% 100% (a prioridade pode ser dada à ou ao aquecimento, mediante parametrização do controlador)
Chiller AERMEC NRP 4 como funciona? 100% Frio 100% Calor 100% frio e 100% recuperação 50% frio e 50% recuperação 50% frio e 50% recuperação +50% calor
Chiller a 4 tubos NRP circuito frigorífico Frio
Chiller a 4 tubos NRP circuito frigorífico Frio + Recuperação
Chiller a 4 tubos NRP circuito frigorífico Bomba de Calor
Chiller a 4 tubos NRP circuito frigorífico Circuito 1- Frio + Recuperação Circuito 2 - Bomba de Calor Inércia Inércia
Chiller a 4 tubos NRP como funciona? O que se pretende? - Produção de frio e de calor simultâneo; O que se tem? -Dois circuitos frigoríficos com recuperação total e possibilidade de inversão de ciclo; Modos de funcionamento: Obriga à utilização de inércia térmica (buffer) Modo 1 Modo 2 Modo 3 Modo 4 Frio Frio + Recup Calor Circuito 1 1 Circuito 2 1 Circuito 1 1 1 Circuito 2 1 1 Circuito 1 1 1 Circuito 2 1 Circuito 1 1 Circuito 2 1 Modo que necessita alternância com modo 4
- Funcionamento de chillers a 4 tubos AERMEC-NRP - Especificações hidráulicas - Avaliação energética de soluções em hotéis
Chillers Aermec NRP Aermec NRP 4 2800 HA Potência de arrefecimento: 731 kw EER: 3,02 Potência de aquecimento: 800 kw COP: 3,35 Em recuperação Potência de arrefecimento: 697 kw Potência recuperada: 943 kw EER: 2,86 Caudal de água fria no circuito primário: 125 m 3 /h Caudal de água quente no circuito primário: 138 m 3 /h (com DT = 5ºC) Volume de inércia aconselhado no circuito primário: 10 litros/kw 7.000 litros
Porquê o volume de inércia? - Para garantir o tempo mínimo de funcionamento dos compressores (3 minutos); - Para evitar variações de temperatura durante os ciclos de descongelação; - Para garantir o tempo mínimo de funcionamento em cada modo (10 minutos)/ para permitir a alternância entre os modos 3 e 4. - Não serve de reserva de energia para o sistema! Exemplo: Chiller com 700 kw tem um volume de inércia de 7.000 litros A carga parcial de 300 kw, se a água estiver a 7ºC P t = m c p DT Ao fim de t=10 minutos, DT 6ºC => água no depósito a 13ºC
Chillers Aermec NRP Filtro de água e fluxostato de série em todas as versões, com ou sem kit hidráulico e em ambos os circuitos (água quente e fria); Kits de bombagem (+filtro, fluxostato e vaso de expansão) como opção, para os circuitos de água fria e água quente; Módulo hidráulico completo (kit de bombagem+depósito) para o circuito de água fria até ao modelo 750.
- Funcionamento de chillers a 4 tubos NRP - Especificações hidráulicas - Avaliação energética de soluções em hotéis
Caso Analisado - Hotel de 150 Quartos na região de Lisboa; - Simulação em Design Builder e Solterm; - Pós processamento de dados.
Potência [kw] Resultados simulação Potências máximas mensais 1600 1400 1200 Pot. Arrefecimento 1000 Pot. Aquecimento 800 Pot. PréAquec 600 400 200 0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Potência [kw] Potência [kw] Potência [kw] Resultados simulação Potências horárias - Janeiro Potências horárias - Agosto 1.100,0 1.100,0 1.000,0 1.000,0 900,0 900,0 800,0 800,0 700,0 700,0 600,0 Pot. Arrefecimento 600,0 Pot. Arrefecimento 500,0 Pot. Aquecimento 500,0 Pot. Aquecimento 400,0 Pot. PréAquec 400,0 Pot. PréAquec 300,0 300,0 200,0 200,0 100,0 100,0-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1.100,0 Potências horárias - Abril 1.000,0 900,0 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 Pot. Arrefecimento Pot. Aquecimento Pot. PréAquec 300,0 200,0 100,0-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hipóteses de sistemas Cenário 1 Chiller só frio + Caldeira Cenário 2 Chiller só frio + Caldeira + Painéis Solares Cenário 3 - Chiller com recuperação parcial + Bomba Calor + Caldeira (potência total em frio, bomba de calor só aquecimento) Cenário 4 Chiller com recuperação parcial + Bomba de Calor + Caldeira (metade da potência em frio, bomba de calor aquec./arref.) Cenário 5 Chiller a 4 tubos + Caldeira Cenário 6 Chiller a 4 tubos + Caldeira + Painéis Solares
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis Cenário 1 Chiller só frio + Caldeira NRL Caldeira Água da rede
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis Cenário 2 Chiller só frio + Caldeira + Painéis Solares NRL Caldeira Água da rede -Redução consumo caldeira (painéis solares) Preaquec.
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis Cenário 3 Chiller só frio Rec Parcial + Bomba de Calor + Caldeira (potência total em frio, bomba de calor só aquecimento) NRL NRL-H Caldeira Água da rede -Igual consumo em arrefecimento (recuperação parcial não reduz eficiência) -Redução do consumo da caldeira (recup. de calor e aquec. em bomba calor) -Maior consumo de bombagem (aquecimento DT=5ºC) Preaquec.
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis Cenário 4 Chiller só frio Rec Parcial + Bomba de Calor + Caldeira (metade da potência em frio, bomba de calor aquec./arref.) NRL NRL-H Caldeira Água da rede -Igual consumo em arrefecimento (recuperação parcial não reduz eficiência) -Maior consumo na caldeira (aquecimento quando a bomba calor está em frio) -Menor consumo bombagem (menor consumo no primário) Preaquec.
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis Cenário 5 Chiller a 4 tubos + Caldeira NRP Caldeira Água da rede -Aumento do consumo em arrefecimento (menor eficiência) -Aquecimento em bomba calor e recuperação -Redução consumo caldeira (recuperação) -Aumento consumo bombagem (aquecimento DT=5ºC) Preaquec.
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis Cenário 6 Chiller a 4 tubos + Caldeira + Painéis Solares NRP Caldeira Água da rede -Redução do consumo em arrefecimento (menor tempo em recuperação) -Redução consumo caldeira (recuperação + painéis solares) Preaquec.
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis Chiller + Caldeira Consumo Chiller 438 MWh Chiller + Caldeira + Painéis Solares Consumo Chiller 438 MWh Consumo Caldeira Bombagem 1709 MWh 178 MWh Consumo Caldeira Bombagem 1513 MWh 181 MWh CH "Grande" Rec Parcial + Bomba Calor + Caldeira Consumo Chiller Consumo BombaCalor Consumo Caldeira Bombagem 438 MWh 406 MWh 220 MWh 250 MWh Ch "Pequeno" Rec Parc + Bomba Calor + Caldeira Consumo Chiller Consumo BombaCalor Consumo Caldeira Bombagem 438 MWh 371 MWh 340 MWh 216 MWh Chiller 4 tubos + Caldeira Consumo Chiller Consumo BombaCalor 532 MWh 286 MWh Chiller 4 tubos + Caldeira + Painéis Solares Consumo Chiller Consumo BombaCalor 519 MWh 263 MWh Consumo Caldeira Bombagem 136 MWh 250 MWh Consumo Caldeira Bombagem 125 MWh 253 MWh
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis Chiller + Caldeira Custo Energia Acréscimo Investimento Payback Simples 144.806 -- Chiller + Caldeira + Painéis Solares Custo Energia Acréscimo Investimento 135.527 165.000 17,8 anos Chiller "Grande" Rec Parcial + Bomba Calor + Caldeira Custo Energia Acréscimo Investimento 122.115 111.500 4,9 anos Chiller "Pequeno" Rec Parcial + Bomba Calor + Caldeira Custo Energia Acréscimo Investimento 120.772 79.700 3,3 anos Chiller 4 tubos + Caldeira Custo Energia Acréscimo Investimento 115.528 92.000 3,1 anos Chiller 4 tubos + Caldeira + Painéis Solares Custo Energia Acréscimo Investimento 111.441 224.500 6,7 anos Painéis Solares Poupança Acréscimo Investimento 4.087 165.000 40,4 anos
Aplicação de chillers a 4 tubos em hotéis -Conclusões: -É uma boa aplicação em sistemas com elevadas necessidades de aquecimento, com cargas simultâneas de calor e de frio; -Possibilidade de menos bom funcionamento com cargas de calor elevadas e cargas de frio reduzidas; -A inércia dos circuitos hidráulicos deve ser elevada (as situações de funcionamento devem ser avaliadas); -Neste sistema, a poupança de energia permite um pay-back do investimento em 3 anos; -O investimento em painéis solares tem um pay-back muito elevado.
Muito Obrigado! Apresentação disponível em www.cest.pt