ATENDIMENTO AO CLIENTE 0800 727 7023

Guia de primeiros passos do myPLV®

 

 

O myPLV® é uma ferramenta de modelagem energética anualizada para sistemas de água gelada. Ele utiliza uma metodologia de análise de compartimentos personalizada para o tipo de edifício, um perfil de carga do edifício de 8760 horas, bem como dados meteorológicos de 8760 horas específicos para cada local. O uso de dados de compartimentos personalizados e específicos para cada projeto fornece uma base comparativa precisa para diferentes tipos e eficiências de chillers. Isso é algo que a classificação IPLV (Integrated Part Load Value) padrão para chillers não pode e não se destina a fornecer. Os pontos operacionais de compartimentos específicos para cada projeto produzidos pelo myPLV também fornecem excelentes pontos de verificação de desempenho para uso nos processos de licitação, submissão e testes de desempenho de fábrica.

Consulte as FAQs para obter mais informações sobre o IPLV e suas limitações.

Uma análise completa do projeto, conduzida por um modelador experiente, é o melhor método para avaliar opções de plantas de resfriamento. No entanto, esse nível de análise pode não ser planejado ou orçado para todos os projetos. Esta ferramenta pode ser usada como uma alternativa simplificada à análise de modelos de construção para avaliar o consumo de energia de um chiller, considerando aspectos rudimentares do projeto, localização e operação da planta.

Esta ferramenta tem 3 propósitos principais:

1. Otimização da Vazão do Projeto de Água do Condensador (Novo). Esta planilha auxilia o projetista a determinar a vazão ideal do condensador para o sistema específico em questão, com base nas necessidades do cliente. Diversas publicações do setor, revisadas por pares, bem como outros especialistas do setor, recomendam projetar sistemas de água do condensador com vazões mais baixas (também conhecidas como Delta Ts de projeto de carga total mais altas) para otimizar a potência do sistema. Essas recomendações variam de -12°F a -18°F, dependendo do sistema e do tipo de chiller. Esta planilha pode ajudar a encontrar a vazão ideal e o Delta T para um projeto específico no momento crucial da seleção dos chillers. Para leituras adicionais sobre este tópico, sugerimos a Guia Verde ASHRAE (disponível para compra), Guias de Design de Energia Avançada ASHRAE 50% (download gratuito) e Guia de Projeto de Planta de Água Gelada CoolTools™ (arquivo disponível para download gratuito na Taylor Engineering).

2. Calculadora myPLV. Desenvolve quatro pontos de operação do chiller que são então integrados a uma métrica específica da aplicação, chamada myPLV, que pode ser usada para prever o consumo de energia do chiller específico para o local de trabalho e a aplicação. A métrica myPLV tem um formato semelhante ao IPLV, mas é gerada para um determinado projeto utilizando os critérios especificados pelo usuário em combinação com perfis de carga de modelos de construção padrão do setor.

3. Formulário de Licitação myPLV. Fornece uma planilha com os quatro pontos de envio do myPLV e suas ponderações calculadas para permitir uma comparação rápida e simples da economia de energia entre alternativas de desempenho de chillers. Como o impacto econômico das tarifas de pico de demanda também é considerado, o ponto de operação de projeto do(s) chiller(es) também é necessário para esta análise.

Para obter uma explicação detalhada das entradas e da metodologia de cálculo, vá até a seção “Suposições e explicações” deste documento ou consulte a planilha de perguntas frequentes.

A seguir, os passos básicos para usar a ferramenta myPLV®. O usuário é incentivado a "clicar" e experimentar a operação das planilhas.

  1. Abra o aplicativo myPLV e salve como um novo nome de arquivo para o trabalho específico.

  2. Determine o fluxo de projeto desejado da água do condensador.
    • Na planilha “Otimização do Fluxo de Água Condicionada” insira:
      • Dados de localização
      • Informações sobre dimensionamento e instalação de chillers
      • Dados da base de água da torre/condensador.
      • Suposições de custos para equipamentos auxiliares
    • Pressione o botão “Executar Otimizador de Fluxo”.
    • Examine o sistema "Tendências de desempenho anualizado em kW/ton" e os dados de economia de energia e custos. Observe que há três cenários a serem examinados com base nos requisitos do cliente. Esses cenários são otimizados em termos de energia. Este é o cenário em que nenhum equipamento é reduzido, exceto as bombas do condensador, e produzirá a maior economia de energia, mas a menor economia de custo inicial. O próximo cenário é o de menor custo inicial. Isso produzirá a maior economia de custo inicial e a menor economia de energia, reduzindo o tamanho das torres de resfriamento, bombas e tubulação do condensador. O último cenário é uma abordagem equilibrada. Esta é uma combinação das outras duas abordagens. As torres de resfriamento e as bombas são reduzidas em tamanho para economizar custos de capital, mas presume-se que as tubulações do condensador tenham o mesmo tamanho em cada vazão variável. Ao manter as tubulações do mesmo tamanho, a queda de pressão e a energia da bomba no sistema são reduzidas significativamente.
    • Selecione o botão de opção abaixo do sistema desejado: Fluxo do condensador (gpm/ton). Os dados de entrada para essa seleção serão transferidos para as demais planilhas de cálculo.
       
  3. Selecione a planilha "myPLV Calculator". Se a planilha "Condenser Water Design Flow" foi utilizada, os dados de entrada para esta planilha devem ser pré-inseridos. Caso contrário, o usuário terá que inserir as informações de projeto do edifício, do sistema de água gelada e da torre.
    • Pressione o botão “Calcular condições myPLV”.
       
  4. Selecione a planilha “myPLV Bid Form”.
    • Insira as tarifas de serviços públicos de energia elétrica - $/kWh para consumo e $/kW e taxa de catraca para demanda
    • Pressione o botão "Salvar e Enviar". Isso criará uma cópia da planilha do Formulário de Licitação myPLV, que pode ser enviada a todos os fornecedores qualificados de chillers para preenchimento com dados de desempenho e custo dos chillers base e alternativos, para posterior envio ao engenheiro de projeto.
    • Quando os dados são retornados de todos os fornecedores, eles podem ser combinados na planilha mestre para análise.
    • Os pontos de carga do chiller e ECWT podem ser incluídos no cronograma de testes de fábrica do chiller para criar pontos “myTEST” para aprovação do teste do chiller.
       
  5. Selecione a aba da planilha “myPLV Charts”.
    • Avalie os vários gráficos para entender o desempenho do chiller modelado conforme desejado.

A ferramenta myPLV é rápida, permitindo que o projetista execute diversas análises hipotéticas para diferentes conceitos de projeto de plantas e resfriadores.

Perfis de Carga e Clima de Edifícios

Os perfis de carga de edifícios incluídos neste programa foram gerados a partir dos arquivos de domínio público EnergyPlusTM, desenvolvidos pelo Pacific Northwest National Labs (PNNL) para análise energética em conjunto e com a supervisão da ASHRAE, para o desenvolvimento da Norma Energética ASHRAE/IES 90.1-2010 para Edifícios, Exceto Edifícios Residenciais de Baixo Crescimento. O site dos arquivos PNNL pode ser encontrado em https://www.energycodes.gov/development/commercial/prototype_models.  O PNNL utilizou o programa de simulação EnergyPlus para vários tipos de edifícios nas dezessete diferentes zonas climáticas da Norma ASHRAE 169.

Para fins da análise do myPLV, todas as cargas do chiller nos perfis de construção com menos de 1% da capacidade máxima da planta foram zeradas. Isso se deve a um problema em algumas simulações do PNNL que resultou em um grande número de horas de operação para plantas de chiller centrais com cargas extremamente baixas. Normalmente, essas cargas eram compostas por calor da bomba, quando se espera que os controles normais do edifício e/ou do chiller inibam a operação da planta de chiller. A exclusão dessas cargas muito baixas resulta em um tempo de operação mais típico para a planta de chiller, conforme validado pela comparação dos perfis de construção modelados com os reais. É importante observar que a entrada do usuário para "Cidade" é fornecida para a conveniência do usuário na busca pela zona climática apropriada. Os modelos PNNL utilizam os dados meteorológicos mais representativos para representar toda a zona climática, de modo que o perfil de carga do edifício possa ser generalizado para toda a zona e limitar o escopo a um número razoável de simulações. Além disso, o perfil de carga do edifício é dimensionado para a entrada de Carga de Pico do Edifício, conforme especificado pelo usuário na planilha myPLV®. Os quatro pontos de desempenho listados na planilha myPLV como "Pontos de Teste e Submissão myPLV" são desenvolvidos agrupando os dados de carga em (4) faixas de carga da planta de resfriamento - 0 a 37,5%, 37,5 a 62,5%, 62,5 a 87,5% e 87,5 a 100%. Esses agrupamentos são os compartimentos onde os pontos de teste ponderados centrais são 25%, 50%, 75% e 94%. Observe que o ponto de projeto de 100% não está incluído nos critérios de ponderação de desempenho, pois o compartimento superior do agrupamento de 94% inclui o desempenho no ponto de carga de 100%.

No entanto, o ponto de projeto de 100% é obrigatório na entrada de submissão, com o usuário especificando a temperatura de entrada do condensador. É fundamental especificar esse ponto, pois o chiller é selecionado para operar nesse ponto de projeto e atender aos códigos de energia. O desempenho certificado nesse ponto também é fundamental para o dimensionamento seguro da fiação elétrica, da amperagem do circuito, dos disjuntores e outros dispositivos de proteção, da correção do fator de potência, dos motores de partida, dos controles, dos dispositivos de segurança, do preenchimento da placa de identificação do equipamento e para a conformidade com as listagens e códigos da UL e de outras agências.

Seleções do método de controle de torre (somente resfriado a água)

A ferramenta myPLV desenvolve quatro pontos de submissão para os chillers avaliados. Para chillers resfriados a água, cada ponto de submissão é especificado como uma % de carga a uma temperatura da água de entrada do condensador (ECWT). A ferramenta myPLV utiliza o desempenho em condições de projeto da torre de resfriamento e o método de controle da torre para determinar a ECWT hora a hora para os chillers, a fim de, por fim, calcular uma ECWT ponderada em toneladas-hora para cada ponto de submissão.

Observação: Todos os cálculos pressupõem que uma célula de torre seja sequenciada com cada chiller. Os chillers podem operar até 100% de sua capacidade de projeto antes que um chiller adicional seja habilitado.

Seleções do método de controle de torre:

Fluxo do Ventilador de Torre Completa - Esta seleção determinará a temperatura da água de entrada do condensador resultante da torre de resfriamento operando em velocidade máxima do ventilador em todas as condições, a menos que a temperatura da água de entrada do condensador resultante seja menor que o mínimo especificado pelo usuário. Se a potência máxima do ventilador resultar em uma temperatura menor que o valor mínimo especificado, a temperatura da água de entrada do condensador será definida como o valor mínimo especificado. O desempenho da torre é assumido como tendo uma abordagem de torre (Tleaving - Tambient wb) que é igual à entrada do usuário para a célula rotulada Desempenho de Projeto de Carga Total da Torre - Abordagem de Bulbo Úmido da Torre (F). Esta abordagem da torre degrada linearmente para zero sem rejeição de calor (carga da planta do chiller 0). A abordagem da torre também muda com a temperatura de bulbo úmido externa, pois a capacidade térmica do fluxo de ar úmido muda com as condições de bulbo úmido ambiente.

Temperatura Fixa - Esta seleção é típica de muitas instalações que operam as torres de resfriamento com um ponto de ajuste de temperatura constante. Esta seleção requer a entrada de um ponto de ajuste de temperatura pelo usuário. Os cálculos pressupõem que este valor de ponto de ajuste de temperatura será a temperatura de entrada da água do condensador para os chillers, a menos que a capacidade da torre nas condições específicas encontradas não consiga atingir a temperatura do ponto de ajuste. Neste caso, a temperatura de saída da torre de resfriamento será igual a um valor em condições de fluxo total do ventilador da torre.

Abordagem de Torre Fixa - Esta seleção calculará uma temperatura de entrada da água do condensador igual ao valor da temperatura de bulbo úmido externo mais a abordagem da torre inserida pelo usuário. Se a torre de resfriamento não atingir esse valor de temperatura, a temperatura será retornada como aquela alcançada pela condição de fluxo total do ventilador da torre. Se este método resultar em um valor de temperatura inferior à temperatura mínima da água do condensador especificada, o valor mínimo de ajuste da temperatura será utilizado.

Otimização da Torre de Resfriamento - Esta seleção simula o comportamento da estratégia de controle de Otimização da Torre de Resfriamento da Trane, que resulta em um ponto de ajuste da temperatura da água de entrada do condensador que muda dinamicamente em função da carga do resfriador e da temperatura ambiente de bulbo úmido. Se a torre de resfriamento não atingir o valor de ajuste desejado, a temperatura da água de saída do fluxo total do ventilador da torre será retornada. Se este método resultar em um valor de temperatura inferior à temperatura mínima da água do condensador especificada, o valor de ajuste da temperatura mínima será utilizado.

A ferramenta myPLV® possui uma nova planilha que fornece cálculos de impacto energético e gráficos de tendências para ilustrar os benefícios da otimização do fluxo do sistema de rejeição de calor para plantas resfriadas a água em condições operacionais específicas. A planilha de Otimização do Fluxo do Projeto de Água do Condensador contém um mecanismo de simulação de plantas resfriadas a água que permite ao usuário fazer "E se?" em medidas de conservação de energia. No momento, esta planilha funciona apenas com unidades de medida "IP". Esta ferramenta de simulação anualizada, simples de usar, para plantas resfriadas a água específicas do projeto, definidas pelo usuário, e sua exibição de dados de tendências de uso de energia dos componentes fornecem ao projetista as informações que permitem a escolha, o projeto e a especificação de sistemas de água gelada de maior eficiência.

Muitas das entradas do usuário na planilha de Otimização de Fluxo do Projeto de Água do Condensador são repetidas e compartilhadas com a Calculadora myPLV (localização climática, dimensionamento da planta, controle da torre). Além desses dados básicos do sistema, entradas adicionais são necessárias para o mecanismo de simulação de otimização de fluxo e podem ser modificadas dentro do intervalo de seleção para a análise "E se":

  • Tipo de chiller: “Velocidade Fixa” ou “Velocidade Variável”. O código utiliza um modelo de desempenho representativo para chillers centrífugos.
  • Um conjunto de dados que descreve o desempenho da torre em uma condição de fluxo de 3 gpm/ton (projeto de bulbo úmido, abordagem da torre, queda de pressão da água do condensador)
  • Ponto de ajuste de temperatura da água gelada (faixa de 36 a 55ºF)
  • Eficiência do projeto do chiller em condições AHRI padrão (faixa de 0,45 a 0,8 kW/ton)
  • Classificação de desempenho da torre CTI (intervalo de 30 a 100 gpm/hp)
  • Suposições de custos para energia e equipamentos auxiliares

Notas:

  • A eficiência combinada da bomba de água do condensador/motor é assumida como sendo de 70% e a queda de pressão fixa para a elevação estática da torre é assumida como sendo de 15 pés de H2O. O programa assume que a tubulação dimensionada para 3 gpm/ton é mantida nos valores de vazão de projeto mais baixos. A queda de pressão da água do condensador dos outros elementos de vazão, incluindo o chiller, é assumida como reduzida adequadamente à medida que a vazão nominal de projeto é reduzida. Como a queda de pressão é exibida nos resultados, o usuário pode determinar se essa queda de pressão corresponde às suas próprias estimativas do sistema hidrônico.
  • Para a torre de resfriamento, utiliza-se uma classificação CTI para determinar a potência do ventilador da torre nas condições de projeto. Assume-se um ventilador de torre de velocidade variável e os cálculos utilizam uma eficiência combinada de motor e inversor de 90%. Assume-se que o tamanho da torre permanece fixo para as vazões do condensador em intervalos de 0,25 gpm/ton. Assume-se que o fabricante fará as modificações adequadas no bico da torre ou na distribuição de vazão para cada nova condição de vazão de projeto, a fim de otimizar a seleção.
  • Um botão de opção logo abaixo do valor de gpm/ton nos dados do gráfico é usado para selecionar novos dados de projeto de chiller e torre para uso na planilha da calculadora myPLV. Os dados de projeto são copiados automaticamente para a calculadora myPLV com base no botão de opção selecionado.
  • Este programa não inclui uma análise da potência de bombeamento de água gelada. Seu foco está no chiller e no sistema de rejeição de calor, e pressupõe o mesmo sistema de distribuição de água gelada para todas as alternativas.

Aqui está o que esperar…

  • As usinas de água gelada demonstrarão a capacidade de operar com bons valores anualizados. Experimente o esquema de controle da torre para ter uma ideia dos métodos de controle que parecem oferecer a melhor oportunidade de desempenho geral. A vantagem de otimizar o fluxo de projeto da água do condensador será evidente independentemente dos métodos de controle da torre.
  • A quantidade de vantagem é fortemente influenciada pelo número de resfriadores na planta, bem como pela queda de pressão do sistema de água do condensador.
  • Com a eficiência atual dos resfriadores, bombas e ventiladores, você descobrirá que um fluxo de água do condensador de 2 gpm/ton (Delta T de 158°F) serve como uma boa regra prática para maximizar a eficiência do sistema.
  • A saída detalhada mostrará o impacto energético e as mudanças no ponto de projeto para o chiller, a bomba do condensador e a torre de resfriamento com vazão variável no condensador. O usuário precisará avaliar seu projeto específico para garantir comportamento semelhante para a aproximação da torre e a queda de pressão da água do condensador.

Como a vazão de água do condensador afeta o processo de seleção do chiller, prevemos que o usuário execute esta planilha primeiro. Após definir a vazão de água do condensador, as condições de projeto do chiller e da torre são copiadas para a Calculadora myPLV. A calculadora myPLV é então executada para desenvolver os pontos de teste e envio do myPLV, com as condições relevantes movidas para o Formulário de Proposta do myPLV. A Calculadora myPLV e os formulários de proposta foram modificados para incluir a temperatura do ponto de projeto da água gelada e a vazão de projeto da água do condensador, para que os dados estejam disponíveis para o processo de envio.

Versão 3.2 - Otimização do Fluxo do Projeto de Água do Condensador

©2020 - Este material é propriedade da Trane U.S. Inc. e protegido por direitos autorais. Todo o uso deste material limita-se a usos para benefício direto ou indireto da Trane U.S. Inc. Quaisquer outros usos não são permitidos sob pena de lei, a menos que aprovados previamente por um representante autorizado da Trane U.S. Inc.

Competência, experiência e proficiência do usuário são assumidas
A precisão e/ou eficiência do Material depende muito dos dados e ações fornecidos pelo usuário. A competência, a experiência e/ou a proficiência do usuário para usar o Material são assumidas; caso contrário, o usuário deve solicitar treinamento e assistência, conforme disponível, da Trane antes de usar o Material. É responsabilidade do usuário entender como suas decisões, dados e ações afetam o Material, incluindo seu uso e resultados, e entender que quaisquer mecanismos de entrada e/ou cálculo no Material devem ser usados apenas como um guia para o uso do Material. O Material destina-se a auxiliar o usuário: o Material não substitui competência, serviços de projeto, julgamento ou experiência. O projeto do sistema HVAC é prerrogativa e responsabilidade do profissional de engenharia que utiliza o Material.