Utilizando os rejeitos térmicos de dois grupos moto-geradores para alimentar um chiller BROAD, a central de co-geração produz 636TR de água gelada para o sistema de ar condicionado do shopping.
Este equipamento, dimensionado para utilizar-se apenas dos rejeitos térmicos pode, se necessário, produzir água gelada em carga parcial ou total através de queima de gás natural, sendo assim, um chiller com três diferentes fontes energéticas.
Com isso, além de gerar economia ao cliente, produzindo água gelada sem custos para o shopping, o sistema também oferece a segurança de ter um back up de sua carga total através de gás natural.
VANTAGENS DOS CHILLERS ALIMENTADOS COM GASES DE EXAUSTÃO
Os gases de exaustão com temperatura superior a 400ºC podem alimentar chillers de duplo estágio com COP*=1,39. A tecnologia disponível em outras Centrais de Co-geração operando no Brasil utiliza chillers de simples estágio com COP em torno de 0,70 e ainda é competitiva em relação à soluções convencionais. Nestas centrais, a energia para alimentar o chiller vem da água aquecida nas camisas do motor e em recuperadores de calor acoplados aos gases de escape.
* carga máxima
Sobre o ponto de vista da economia de energia, o maior COP da solução TUMA-BROAD permite co-gerar até 42TR por cada 100kW de potência elétrica disponibilizada, contra, aproximadamente, apenas 20TR das outras Centrais de Co-geração.
Além da economia, as plantas de co-geração, com utilização dos gases de exaustão diretamente no chiller, necessitam de um espaço físico muito menor, eliminando caldeiras de recuperação, trocadores de calor e outros periféricos utilizados em plantas tradicionais de co-geração. Isto significa reduções no custo de investimento e, em muitos casos, a diferença entre poder ou não implantar a Central de Co-geração.
EQUIPAMENTO
Chiller a Absorção
Chiller Elétrico
Moto-Geradores
Transformadores
Quadros Elétricos
Torres de Resfriamento
Válvula Diverter 532ºC
Válvula Retenção 532ºC
Gerenciador do Projeto
Gerenciador da Obra
FABRICANTE
BROAD
York
Caterpillar
WEG
Schneider
Alpina
BROAD
TUMA
SENAP
N&A
QUANTIDADE
1
3
2
2
1
4
1
4
CLIENTE JCPM
CAPACIDADE
636TR
3 x 300TR
2 x 1300kW
1750 kVA
2600kW
1.123.650 kcal/h
508TR
650kW
PROJETO TUMA
O Shopping Jardins possuía uma demanda de energia elétrica de 1.260kW no horário de ponta e 1.924kW fora do horário de ponta. Esta diferença, 664kW, referia-se à demanda de energia da CAG (Central de água gelada), que durante o horário de ponta permanecia desligada, sendo que a carga térmica deste período era combatida pela água gelada dos tanques de termo-acumulação.
O consumo de energia do shopping era de 73.698kWh/mês no horário de ponta e 732.112kWh/mês fora, totalizando 805.810kWh/mês. Desse total, 370.570kWh, ou 46%, referiam-se ao consumo mensal de ar condicionado da CAG. Esta possuía três chillers elétricos de 300TR cada, sendo que dois operavam a plena carga e um operava a 70%, totalizando 810TR. A eficiência desta central era de 0,82KW/TR.
Situação prevista devido a ampliação e retrofit do shopping
O shopping passaria a ter uma demanda de energia elétrica de 1.879kW no horário de ponta e 2.820kW fora do horário de ponta. Esta diferença de 941kW iria se referir à demanda de energia da CAG, que durante o horário de ponta permaneceria desligada, sendo que a carga térmica deste período seria novamente combatida pela água gelada dos tanques de termo-acumulação.
O consumo de energia do shopping seria de 111.597kWh/mês no horário de ponta e 1.068.005kWh/mês fora, totalizando 1.179.602kWh/mês. A CAG iria receber mais um chiller de 380TR, além de ter que trocar um dos três chillers existentes, devido aos desgastes por tempo de operação.
Instalação de um chiller a absorção BROAD com capacidade de 636TR, podendo ser alimentado diretamente por gases de exaustão e água quente dos grupos moto-geradores, ou por queima direta de gás natural. Operação com apenas dois dos três chillers elétricos existentes, ficando um de reserva.
Com a instalação desses chillers, a absorção reduziu a demanda prevista de energia elétrica de 2.820kW (fora de ponta) para 2.044kW, excluindo a utilização de parte dos chillers elétricos.
A demanda de 2.044kW passou a ser atendida por dois grupos moto-geradores da Caterpillar, alimentados a gás natural, com potência unitária de 1.300kW, totalizando 2.600kW disponíveis. Os rejeitos térmicos destes motores - gases de exaustão e água quente - seriam suficientes para co-gerar até 950TR, mas o chiller fornecido foi de 636TR, limitado à necessidade de ampliação do Shopping.
O chiller BROAD operará só com gases de escape e água quente, usando complementação de queima direta de gás natural apenas quando a demanda de energia do Shopping estiver abaixo de 1740kW.
Os tanques de termo-acumulação passarão a ser utilizados apenas para complementar a carga térmica do Shopping que exceder a 1236TR. Assim, todos os equipamentos poderão ficar ligados produzindo água gelada no horário de ponta, pois não existe tarifa diferenciada neste horário para o Gás Natural. Com isso, a necessidade de armazenamento de água gelada nos tanques de termo-acumulação e as perdas de energia nestes reduzirão muito.
Para evitar perturbação dos ambientes adjacentes e garantir um nível de ruído máximo do lado externo não superior aos 85dbA, já existentes na área, a TUMA mediu o ruído de fundo do local antes da implantação e forneceu o projeto civil da Central de Co-Geração incluindo soluções e materiais de tratamento acústico e antivibratório.
Foi também projetado e instalado um sistema de ventilação e expurgo com capacidade para retirar o calor gerado pelos equipamentos em operação no interior da Casa de Máquinas. Para minimizar os volumes necessários ao sistema de ventilação e custos de atenuação acústica, optou-se por atender os Grupos Moto-Geradores com radiadores remotos.
