Fundado em 1837, o Rush University Medical Center (RUMC) é agora o segundo maior hospital de Chicago com edifícios de vários andares que dominam o distrito médico da cidade.
Rush University Medical Center (RUMC)
O Desafio
A localização de prestígio do RUMC acabou sendo um problema quando foi necessário substituir dois resfriadores centrífugos antigos do Edifício Profissional 2 de 11 andares do RUMC. Parecia que a única alternativa era usar um guindaste em uma rua movimentada para baixar os novos resfriadores pelo telhado. Mas com os chillers Smardt split-shell com compressores Danfoss Turbocor® foi possível uma manobra simples, usando o elevador até a sala mecânica da cobertura, uma solução que reduziu os custos de instalação e aumentou a economia de energia.
“O edifício estava usando dois chillers centrífugos a água de 300 TR de velocidade fixa”, diz Mike Scalleta, gerente de sistemas mecânicos do RUMC. “Eles foram instalados quando o prédio foi construído, na década de 1970. Consequentemente, os velhos chillers centrífugos estavam usando o dobro da energia em comparação com os resfriadores de velocidade variável mais eficientes de hoje. Era hora deles irem. O problema era que teríamos que abrir a sala mecânica e usar um guindaste para descer os equipamentos”.
A Solução
“Felizmente, descobrimos que a Smardt tinha uma solução. Seu projeto de chiller Smardt split-shell com compressores centrífugos compactos Danfoss Turbocor® podia ser desmontado para caber em nosso elevador de carga. O uso do elevador minimizaria a interrupção do funcionamento do edifício e reduziria os custos de instalação. Além disso, a eficiência de um chiller Smardt de velocidade variável reduziria drasticamente nossos custos de energia.”
A eficiência energética do chiller Smardt acabou por ser uma grande vantagem que se encaixava em um pequeno espaço.
De acordo com Bullock, Logan and Associates’s Curt Bullock Jr., um representante da Smardt em Chicago, a diferença entre o chiller Smardt e o velho refrigerador centrífugo era enorme. Quando o refrigerador antigo foi colocado em operação, seu valor integrado de carga parcial (IPLV) era de 0,716 kW/TR, mas usava rolamentos lubrificados a óleo. Como o óleo suja os tubos de trocador de calor ao longo do tempo, a eficiência real era pior. “Em comparação, o IPLV do refrigerador Smardt é de 0,315 kW/TR — 57% mais eficiente”, diz Bullock.
“Isso ocorre em parte porque não há perdas de transferência de calor relacionadas ao óleo e não há perdas de atrito do rolamento mecânico. Outro recurso de economia de energia é a capacidade do compressor de se ajustar automaticamente às condições não especificadas no projeto. O compressor Danfoss Turbocor® TT400 pode reduzir a capacidade para 10% de sua capacidade total. Ao combinar automaticamente a capacidade com a carga, o compressor reduz sua velocidade, o que também reduz o consumo de energia. No entanto, essa eficiência não traria muito benefício se o chiller não se encaixasse na sala mecânica. O Edifício Profissional 2 é uma ponte entre a Harrison Street, outros edifícios profissionais e linhas ferroviárias no Distrito Médico”, diz Carl Wigginton, vice-presidente de serviços da Murphy & & Miller, Inc., a empresa de contratação HVAC com sede em Chicago que cuidou da instalação. “Não há fácil acesso. É um grande percurso – o guindaste teria que entrar cerca de 30 metros, em seguida, avançar mais 30 metros até a porta da sala mecânica. Mas há um elevador de carga que vai direto para a sala mecânica na cobertura. É muito mais fácil assim- se um chiller pode caber no elevador.”
“O peso vazio de um chiller WA0962HG4 Smardt de 300 TR é de cerca de 8.500 libras e é projetado para ser desmontado e facilmente remontado. A desmontagem levou cerca de meio dia. Transportamos as peças do elevador para a cobertura. O grande elevador de carga do prédio suporta até 7.000 libras. Um refrigerador centrífugo convencional de 300 TR pesaria cerca de 12.000 libras. Consequentemente, as dimensões de peso e tamanho proíbem o uso do elevador. Por isso, a solução Smardt foi perfeita”, completa Wigginton.
Reduzindo a complexidade do compressor centrífugo com rolamentos magnéticos livres de óleo.
A instalação também foi simplificada porque os compressores Danfoss Turbocor® não exigem um sistema de gerenciamento de óleo.
“Em um compressor hermético, o óleo circula dentro do gás refrigerante. Para manter o óleo em níveis adequados, o sistema de gerenciamento de óleo utiliza tubulações elaboradas, sifões e risers. Mas os chillers Smardt evitam toda essa complexidade. Como o eixo centrífugo Danfoss Turbocor® levita dentro de um campo magnético, a necessidade de óleo é eliminada.”
“Os rolamentos magnéticos Danfoss Turbocor® usam um controlador digital que processa sinais a partir de 10 bobinas de sensores”, diz Rob Silecchia, diretor de aplicações de saúde e farmacêutica do Smardt Chiller Group. “Movimentos do eixo de menos de 0,00002 polegadas são detectados e o campo magnético é ajustado para manter a órbita do eixo. Mancais 9 / 9 AC316960753058 © Danfoss | | DCS (LMT) 2019.09 de carbono ou rolamentos, são usados apenas para segurar o eixo quando o compressor desliga.”
A inteligência digital do compressor Danfoss Turbocor também incorpora um poderoso, mas fácil de usar, sistema de controle que faz interface com o controlador do chiller Smardt. A interface de controle simplifica a configuração e o comissionamento do sistema através do controlador do chiller.
Outro benefício é a tranquilidade que o equipamento trás. “Com um chiller Smardt, os rolamentos magnéticos posicionam o eixo tão precisamente, que quase não há ruído ou vibração. Não há molas amortecedoras de vibração ou mantas atenuantes ao som. Na verdade, quando visitamos pela primeira vez a sala mecânica para ver o chiller Smardt em operação, não tínhamos certeza se ele estava funcionando – é tão silencioso comparado com o nosso velho refrigerador centrífugo de velocidade fixa”.
A diferença calculada de eficiência significou, em oito meses, uma economia de cerca de US $ 12.000 em custos de utilidades do que o chiller proposto para a substituição. Já, em comparação ao antigo chiller, o equipamento da Smardt economizou aproximadamente US $ 75.000,00 em custos operacionais anuais. Quando você adiciona a economia de instalação, a diferença de custo entre o chiller Split-shell Smardt e o chiller do concorrente se pagou por si mesmo no primeiro ano de operação.
Conclusão
Com tantas vantagens de instalação, eficiência e conforto acústico, o RUMC acelerou a substituição de seu segundo chiller antigo por um chiller Smardt, apenas três meses depois que o primeiro foi instalado. “O chiller Smardt funciona suave e silenciosamente”, diz Scalleta.” Isso é importante para nós, assim como os benefícios de energia e manutenção. Todos os problemas com o óleo são coisa do passado. Há pouquíssima manutenção nesses equipamentos. Smardt e Danfoss criaram um design de chiller eficiente e compacto que se encaixa perfeitamente em nossa operação.