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Abstract(s)
A distribuição de água refrigerada em sistemas de AVAC (Ar, Ventilação e Ar Condicionado) tem uma participação importante nos gastos de energia de um centro comercial, representado, tipicamente, 5% a 10% do total dos gastos de eletricidade originados por aqueles sistemas. Por este motivo, é importante identificar estratégias de controlo que maximizem a eficiência operacional daquela distribuição. O recurso a bombas de circulação de água refrigerada com variadores de velocidade é uma prática comum nas instalações de AVAC em edifícios, também o sendo nos centros comerciais da empresa Sonae Sierra, como meio efetivo de garantir altos níveis de performance energética. É prática corrente, e os centros comerciais daquela entidade não são exceção, que a estratégia de controlo de velocidade das bombas de circulação seja baseada em manter um diferencial de pressão perto da bomba. No entanto, esta estratégia de controlo tem-se revelado como não ideal, já que origina uma maior pressão nos ramais quando opera em condições parciais do que o expectável, aumentado o consumo energético relativo (excesso de serviço provoca desperdício de energia). Na verdade, dos factos, este tipo de estratégia já não é permitida por entidades internacionais reconhecidas por definirem padrões de eficiência energética para os sistemas de AVAC em edifícios (p.e.: ASHRAE 90.1 –2013).
Os sistemas de AVAC do centro comercial Estação Viana (Viana do Castelo, Portugal), sobre os quais este estudo se centrou, foram alvo de uma alteração à estratégia de controlo das bombas de circulação do circuito secundário de distribuição de água refrigerada (junho 2017), tendo passado de um designado
método convencional para um método otimizado, baseado na instalação de transdutores de pressão localizados nos terminais críticos de trocas de calor. Esta circunstância constituiu uma boa oportunidade para realizar este caso de estudo, tendo como objetivo avaliar o impacto da aplicação de uma estratégia de controlo da variação de velocidade dita otimizada na redução dos consumos energéticos associados à bombagem de um sistema de AVAC.
Deste modo, este estudo ambiciona contribuir para o conhecimento corporativo sobre métodos de otimização do controlo de bombas de circulação com variadores de velocidade, avaliando o impacto em termos de investimento, consumo energético, conforto e manutenção.
Chilled water distribution in HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) systems has a relevant energy use in Shopping Centers, typically accounting for 5% to 10% of total electricity costs. It is therefore important to identify control strategies that maximize operational efficiency of chilled water pumps. Use of variable speed pumping is a common practice in HVAC installations of buildings as well on Sonae Sierra Shopping Centers and can be an effective means of achieving high levels of energy performance. However, in almost all Sierra Shopping Centers, pumps’ speed control strategy is based on maintaining a constant differential pressure near or across circulating pumps. Although, this is a sub-optimal control strategy because it leads to a higher than necessary pressure across branches at partial loads (thus excessive service / energy waste) than necessary. As a matter of fact, this type of strategy is no longer recognized by internationally energy efficiency standards to HVAC systems in buildings (e.g.: ASHRAE 90.1 – 2013). Estação Viana Shopping (Viana do Castelo, Portugal) HVAC’s secondary pumps control system, base of this study, has recently been upgraded (June, 2017) from a certain conventional control strategy to another based on several pressure transducers located near the most remote heat exchangers (hereafter designated by optimized control strategy). This circumstance constituted a good opportunity to perform this case-study, which aims to quantify the impact of the new strategy of variation speed control in the reduction of energy use associated with the pumping system. Thus, this case study aims to increase corporate knowledge regarding variable speed pumping control strategy optimization, including a comparison with conventional control strategy in terms of investment, energy use, impact on thermal comfort and maintenance issues.
Chilled water distribution in HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) systems has a relevant energy use in Shopping Centers, typically accounting for 5% to 10% of total electricity costs. It is therefore important to identify control strategies that maximize operational efficiency of chilled water pumps. Use of variable speed pumping is a common practice in HVAC installations of buildings as well on Sonae Sierra Shopping Centers and can be an effective means of achieving high levels of energy performance. However, in almost all Sierra Shopping Centers, pumps’ speed control strategy is based on maintaining a constant differential pressure near or across circulating pumps. Although, this is a sub-optimal control strategy because it leads to a higher than necessary pressure across branches at partial loads (thus excessive service / energy waste) than necessary. As a matter of fact, this type of strategy is no longer recognized by internationally energy efficiency standards to HVAC systems in buildings (e.g.: ASHRAE 90.1 – 2013). Estação Viana Shopping (Viana do Castelo, Portugal) HVAC’s secondary pumps control system, base of this study, has recently been upgraded (June, 2017) from a certain conventional control strategy to another based on several pressure transducers located near the most remote heat exchangers (hereafter designated by optimized control strategy). This circumstance constituted a good opportunity to perform this case-study, which aims to quantify the impact of the new strategy of variation speed control in the reduction of energy use associated with the pumping system. Thus, this case study aims to increase corporate knowledge regarding variable speed pumping control strategy optimization, including a comparison with conventional control strategy in terms of investment, energy use, impact on thermal comfort and maintenance issues.
Description
Keywords
Controlo do diferencial de pressão na bomba Controlo do diferencial de pressão no terminal crítico Pipe Flo Bombas de circulação Baterias de arrefecimento UTA Payback Eficiência energética Differential pressure control near the pump Differential pressure control at remote points Circulation pumps Coils AHU Energy efficiency