chillers em sÉrie

Projeto Demonstrativo para o GerenciamentoIntegrado no Setor de Chillers

CHILLERS EM SÉRIE

Execução Implementação Realização

Cristiano Brasil – Midea Carrier27/04/2016 – São Paulo

AGENDAAGENDA

Tipos de arranjos de CAG Fundamentos de Chillers Instalações em Paralelo x Série* Instalações em Paralelo x SCF* *Simulações Limites de Segurança Operacional

ARRANJOS DE CENTRAIS DEÁGUA GELAGA (CAG)

Chillers em SérieChillers em Série

Primário – Vazão Constante

Chillers em SérieChillers em Série

Primário/Secundário – Vazão Variável

Chillers em SérieChillers em Série

Primário – Vazão Variável

Chillers em SérieChillers em Série

Primário/Secundário – Vazão Variável

Chillers em SérieChillers em Série

Medidor deVazão

Válvula deControle

VálvulasAutomáticas

Bypass

Primário – Vazão Variável

Chillers a AR em SérieChillers a AR em Série

Medidor deVazão

Válvula deControle

VálvulasAutomáticas

Bypass

Primário – Vazão Variável

FUNDAMENTOS DE CHILLERS

Ciclo de Refrigeração

LIFT

Condensação Saturada

Sucção Saturada

PRES

SÃO

RE

Pc

Ps

ENTALPIASeção 2 – Ciclo Básico de Refrigeração

Chillers em SérieChillers em Série

Chillers em SérieChillers em Série

Section 3 – Chiller Components

Compressor Alternativo = Deslocamento Positivo

Chillers em SérieChillers em Série

Seção 3 – Componentes da Resfriadora

Compressor Scroll = Deslocamento Positivo

Chillers em SérieChillers em Série

Compressor Parafuso = Deslocamento Positivo

Chillers em SérieChillers em SérieNeed Avifile

Compressor Centrífugo = Deslocamento Dinâmico

Chillers em Série - LiftChillers em Série - Lift

Lift 30°C

Condens. Sat. = 35,5°C

Sucção Sat. = 5,5°CPRES

SÃO

ENTALPIA

Chillers em Série - LiftChillers em Série - Lift

Condens. Sat. = 35,5°C

Sucção Sat. = 5,5 ºC

Condens. Sat.= 25°C

Lift = 19,5°CLift 30°C

PRES

SÃO

ENTALPIASeção 6 – Detalhes de Operação do

Compressor Centrífugo

Chillers em Série - LiftChillers em Série - Lift

Seção 6 – Detalhes de Operação doCompressor Centrífugo

Chillers em Série - LiftChillers em Série - Lift

Seção 6 – Detalhes de Operação doCompressor Centrífugo

Chillers em Série - LiftChillers em Série - Lift

Seção 6 – Detalhes de Operação doCompressor Centrífugo

Chillers em Série - LiftChillers em Série - Lift

Seção 6 – Detalhes de Operação doCompressor Centrífugo

CHILLERS EM PARALELO xCHILLERS EM SÉRIE

Chillers em SérieChillers em Série

ARRANJO EM PARALELO ARRANJO EM SÉRIE (AG)01 BAGP por Chiller 01 BAGP por Conjunto01 BAGP Reserva 01 BAGP Reserva01 BAC por Chiller 01 BAC por Chiller01 BAC Reserva 01 BAC Reserva01 Torre por Chiller 01 Torre por Chiller

Chillers em Série - PremissasChillers em Série - Premissas

*Tubulação de Água de Condensação não mostrada

Carga Máxima 1000 Tons (3517 kW)

03 chillers 500 Tons/cada

01 chiller Reserva

Água Gelada 15ºC - 6ºC

Água de Condensação 29.5ºC @ 100%

ARRANJO EM PARALELO01 BAGP por Chiller01 BAGP Reserva01 BAC por Chiller01 BAC Reserva01 Torre por Chiller

Chillers em Série - PremissasChillers em Série - PremissasCarga Máxima 1000 Tons (3517 kW)

03 chillers 500 Tons/cada

01 chiller Reserva

ARRANJO EM SÉRIE (AG)01 BAGP por Conjunto01 BAGP Reserva01 BAC por Chiller01 BAC Reserva01 Torre por Chiller*Arranjo de tubulação de Água Gelada simplificado

*Tubulação de Água de Condensação não mostrada

Água Gelada 15ºC - 10.5ºC - 6ºC

Água de Condensação 29.5ºC @ 100% (Paralelo)

Chillers em Série - PremissasChillers em Série - Premissas

Variáveis São Paulo Rio de Janeiro Porto Alegre Recife BelémPico Carga (TR) 1000 1000 1000 1000 1000

Mínima Carga (TR) 300 400 300 400 400

Dados Climáticos ASHRAE 90.1 ASHRAE 90.1 ASHRAE 90.1 ASHRAE 90.1 ASHRAE 90.1H BAGP Chiller + 15% Chiller + 15% Chiller + 15% Chiller + 15% Chiller + 15%H BAGS 50mCA 50mCA 50mCA 50mCA 50mCAH BAC Chiller + 50% Chiller + 50% Chiller + 50% Chiller + 50% Chiller + 50%

ProgramaçãoHorária

Segunda - Sexta: 07h00 às 22h00Sábados: 07h00 às 14h00

19XR19XRV

23XRV

Chillers em Série - SimulaçõesChillers em Série - Simulações

COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh BombasSão Paulo 6.1/6.7 1.463 147 6.1/9.0 1.197 101 6.1/10.0 1.153 96

Rio de Janeiro 6.1/6.7 1.564 153 6.1/9.0 1.432 106 6.1/10.0 1.253 100Porto Alegre 6.1/6.7 1.488 149 6.1/9.0 1.256 102 6.1/10.0 1.187 97

Recife 6.1/6.7 1.883 156 6.1/9.0 1.855 107 6.1/10.0 1.662 102Belém 6.1/6.7 1.771 153 6.1/9.0 1.779 106 6.1/10.0 1.520 100

Cidades 19XR CS 19XRV VS(3) x 500TR Paralelo/Paralelo - Frame 5

23XRV VS

COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh BombasSão Paulo 6.2/6.8 1.486 83 6.5/9.8 1.155 67 6.6/10.6 1.103 72

Rio de Janeiro 6.2/6.8 1.559 82 6.5/9.8 1.171 66 6.6/10.6 1.110 70Porto Alegre 6.2/6.8 1.505 82 6.5/9.8 1.163 66 6.6/10.6 1.109 70

Recife 6.2/6.8 1.869 83 6.5/9.8 1.530 67 6.6/10.6 1.470 72Belém 6.2/6.8 1.746 82 6.5/9.8 1.369 67 6.6/10.6 1.307 71

Cidades(3) x 500TR Série/Paralelo - Frame 5

19XR CS 19XRV VS 23XRV VS

Sistema = 23% mais eficiente

CHILLERS EM PARALELO x CHILLERSEM SÉRIE CONTRA-FLUXO

Chillers em Série Contra-FluxoChillers em Série Contra-Fluxo

ARRANJO EM PARALELO ARRANJO EM SÉRIE (AG) ARRANJO EM SCF01 BAGP por Chiller 01 BAGP por Conjunto 01 BAGP por Conjunto01 BAGP Reserva 01 BAGP Reserva 01 BAGP Reserva01 BAC por Chiller 01 BAC por Chiller 01 BAC por Conjunto01 BAC Reserva 01 BAC Reserva 01 BAC Reserva01 Torre por Chiller 01 Torre por Chiller 01 Torre por Conjunto

Chillers em Série - DownstreamChillers em Série - Downstream

SAT.LIQUID

SAT.VAPOR

Refrigerant Effect(Capacity)

Heat Rejection

Enthalpy

SCT

Reduced Lift

Pres

sure

5.5

33

36

SST

Sistema SST SCT Lift

Paralelo 5.5 36 30.5SCF 5.5 33.3 27.8

32.2C

15.5C

6.6C

29.4C

11C

35C

Menor Lift = Menor Trabalho = Menor kW

ARRANJO EM SCF01 BAGP por Conjunto01 BAGP Reserva01 BAC por Conjunto01 BAC Reserva01 Torre por Conjunto

Chillers em Série - UpstreamChillers em Série - UpstreamSAT.LIQUID

SAT.VAPOR

Refrigerant Effect(Capacity)

Heat Rejection

Enthalpy

SCT

Reduced Lift

Pres

sure

5.5

10

36

SST

Sistema SST SCT Lift

Paralelo 5.5 36 30.5SCF 10 36 26

32.2C

6.6C

29.4C

11C

35C15.5C

ARRANJO EM SCF01 BAGP por Conjunto01 BAGP Reserva01 BAC por Conjunto01 BAC Reserva01 Torre por Conjunto

Menor Lift = Menor Trabalho = Menor kW

Chillers em SCF - PremissasChillers em SCF - PremissasCarga Máxima 1000 Tons (3517 kW)

03 chillers 500 Tons/cada

01 chiller Reserva

*Arranjo de tubulação de Água Gelada simplificado*Tubulação de Água de Condensação não mostrada

Água Gelada 15ºC - 10.5ºC - 6ºC

Água de Condensação 29.5ºC - 32ºC - 35.5ºC

ARRANJO EM SCF01 BAGP por Conjunto01 BAGP Reserva01 BAC por Conjunto01 BAC Reserva01 Torre por Conjunto

Chillers em Série - SimulaçõesChillers em Série - Simulações

COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh BombasSão Paulo 6.1/6.7 1.463 147 6.1/9.0 1.197 101 6.1/10.0 1.153 96

Rio de Janeiro 6.1/6.7 1.564 153 6.1/9.0 1.432 106 6.1/10.0 1.253 100Porto Alegre 6.1/6.7 1.488 149 6.1/9.0 1.256 102 6.1/10.0 1.187 97

Recife 6.1/6.7 1.883 156 6.1/9.0 1.855 107 6.1/10.0 1.662 102Belém 6.1/6.7 1.771 153 6.1/9.0 1.779 106 6.1/10.0 1.520 100

Cidades 19XR CS 19XRV VS(3) x 500TR Paralelo/Paralelo - Frame 5

23XRV VS

COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh BombasSão Paulo 6.2/6.8 1.486 83 6.5/9.8 1.155 67 6.6/10.6 1.103 72

Rio de Janeiro 6.2/6.8 1.559 82 6.5/9.8 1.171 66 6.6/10.6 1.110 70Porto Alegre 6.2/6.8 1.505 82 6.5/9.8 1.163 66 6.6/10.6 1.109 70

Recife 6.2/6.8 1.869 83 6.5/9.8 1.530 67 6.6/10.6 1.470 72Belém 6.2/6.8 1.746 82 6.5/9.8 1.369 67 6.6/10.6 1.307 71

Cidades(3) x 500TR Série/Paralelo - Frame 5

19XR CS 19XRV VS 23XRV VS

COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh Bombas COP/NPLV MWh Chillers MWh BombasSão Paulo 6.1/6.7 1.509 86 6.4/10.2 1.135 86 6.4/10.8 1.068 86

Rio de Janeiro 6.1/6.7 1.588 84 6.4/10.2 1.143 84 6.4/10.8 1.121 84Porto Alegre 6.1/6.7 1.529 85 6.4/10.2 1.140 84 6.4/10.8 1.089 84

Recife 6.1/6.7 1.899 86 6.4/10.2 1.515 86 6.4/10.8 1.492 86Belém 6.1/6.7 1.777 85 6.4/10.2 1.348 85 6.4/10.8 1.344 85

Cidades(3) x 500TR Série Contra-Fluxo - Frame 4

19XR CS 19XRV VS 23XRV VS

Sistema = 28% mais eficiente

Chillers em Série - InstalaçãoChillers em Série - Instalação

Chilled Water Supply Chilled Water Return

Condenser Water Return Condenser Water Supply

CH-1 Evaporator CH-2 Evaporator

Iso Valve #11 Iso Valve #12 Iso Valve #13 Iso Valve #14

Iso Valve #15 Iso Valve #16

CH-1 Condenser CH-2 Condenser

Iso Valve #17 Iso Valve #18

Iso Valve #7 Iso Valve #8

Iso Valve #1

CH-3 Evaporator

CH-3 Condenser

Iso Valve #6

Iso Valve #16

Iso Valve #5

Iso Valve #2 Iso Valve #3 Iso Valve #4

T11 T12 T13 T14

T15 T16

T17

T7

T1 T2 T3 T4

T8

T5 T6

T18

Chillers em Série - InstalaçãoChillers em Série - Instalação

Chillers em Série - InstalaçãoChillers em Série - Instalação

By-passCondensador

By-passEvaporador

Entrada Saída

Chillers em Série - InstalaçãoChillers em Série - Instalação

On On Off Off On Off Off

On Off On On Off Off Off

Off On On Off Off On Off

Open Open Closed Closed Open Closed Closed

Open Open Closed Closed Open Closed Closed

Open Closed Open Open Closed Closed Closed

Open Closed Open Open Closed Closed Closed

Closed Open Open Closed Closed Open Closed

Closed Open Open Closed Closed Open Closed

Closed Closed Open Open Closed Closed Closed

Closed Open Closed Closed Open Closed Closed

Open Open Closed Closed Open Closed Closed

Open Open Closed Closed Open Closed Closed

Open Closed Open Open Closed Closed Closed

Open Closed Open Open Closed Closed Closed

Closed Open Open Closed Closed Open Closed

Closed Open Open Closed Closed Open Closed

Closed Closed Open Open Closed Closed Closed

Closed Open Closed Closed Open Closed Closed

Iso Valve #16

Iso Valve #18

Isolation Valve Table T-1

Iso Valve #17

Iso Valve #5Iso Valve #6Iso Valve #7Iso Valve #8

Iso Valve #12Iso Valve #13Iso Valve #14Iso Valve #15

Iso Valve #11

Iso Valve #3Iso Valve #4

CH-1CH-2CH-3

Iso Valve #1Iso Valve #2

Chillers em Série - InstalaçãoChillers em Série - Instalação

Valves

Shopping Metrô TatuapéProjeto: Thermoplan

Chiller Modelo 23XL4040ND61Compressor ParafusoRefrigerante HCFC-22Fabricação de Gelo

Start up: 1997

Chillers em Série - Instalação

Back Up Back Up

ALTA MÉDIA BAIXA

Chillers em Série - InstalaçãoShopping Rio Mar - Recife/PEProjeto: Interplan Planejamento Térmico

LIMITES OPERACIONAIS

Chillers em Série - LimitesChillers em Série - Limites

Até10%/Minuto

Até10%/Minuto

30% ~50%/Minuto

Até70%/Minuto

Limite de Variação de VazãoLimite de Variação de Vazão

Manter a velocidade do fluido superior a 0,45 m/s durante todo o tempo Sedimentos irão depositar nos tubos com velocidades inferiores a 0,45 m/s Sedimentos serão removidos dos tubos com velocidade superior a 0,90 m/s

Chillers em SérieChillers em Série

Obrigado!!!

Execução Implementação Realização