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)
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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.
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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.