Inaugurado em 2001, no bairro de Santo Amaro, São Paulo (SP), o Transamerica Expo Center ocupa um espaço de aproximadamente 100 mil m² de área total, incluindo sete halls/pavilhões (A, B, C, D, E, F e G) climatizados, estacionamento para 2500 veículos (500 vagas cobertas), um mezanino com 15 salas de reuniões, restaurantes, cafeterias, loja de conveniência e uma gráfica rápida.

Visando elevar a qualidade das instalações, o Transamerica Expo Center decidiu realizar um retrofit do sistema de climatização dos halls A, B, C, D e E. “Com as evoluções do mercado, buscando conforto ambiental específico, o aquecimento das temperaturas médias anuais, equipamentos instalados obsoletos, busca de eficiências energéticas, utilização de gases refrigerantes apropriados, entre outros, buscou-se uma evolução no sistema ambiental”, explica Carlos Struckas, gerente técnico do Transamerica.

Carlos Struckas, gerente técnico do Transamerica

Um dos grandes desafios da equipe de operação e manutenção, segundo Struckas, foi conciliar a execução da instalação sem alterar ou cancelar o cronograma de eventos. “Uma logística apropriada foi definida e, dentro desta premissa, a obra foi desenvolvida com sucesso, assim como a entrega dos equipamentos para que não houvesse nenhum atraso quando do início das operações do novo sistema”.

Foram preservadas as tubulações de distribuição de água gelada, tanque de termoacumulação e as redes de dutos no interior dos halls. O sistema de ar condicionado foi projetado pela WM Engenheiros Associados, a instalação de todo o sistema foi realizada pela Ambient Air e a automação foi responsabilidade da E-Vertical. O sistema de climatização é de expansão indireta com condensação a ar.

Projeto e consultoria

Após 17 anos, o sistema de climatização começou a apresentar problemas, como perda de rendimento e aumento no consumo de energia. Procurada por Carlos Struckas, a WM Engenheiros Associados realizou um estudo de viabilidade técnica com várias alternativas. Como o custo do m³ de água do cliente era muito alto, os chillers a ar com variadores de frequência apresentaram o menor custo operacional. Foram analisados fatores como o perfil de carga, custo de energia e de água, manutenção, investimento inicial e retorno do investimento. “Numa instalação deste porte o custo operacional é mais importante que o investimento inicial ao longo da vida útil da planta (20 anos). Isso significa que a economia de energia de um sistema eficiente é maior do que o valor investido”, relata Cláudio Marcello, diretor da WM.

As antigas tubulações de água gelada foram conservadas

Mantendo as redes principais, optou-se por um sistema de vazão variável primário e secundário e produção de água gelada no período noturno. As bombas projetadas foram do tipo in-line com variador de frequência incorporado e sensor less, sem necessidade de sensor de pressão, e com sensor de fluxo incorporado na bomba. “É um conjunto de bombas e motores de alto rendimento visando a economia de energia. Em todos os climatizadores, as válvulas de controle foram substituídas por válvulas combinadas independentes de pressão para um melhor balanceamento e economia de energia no bombeamento da água”.

Por se tratar de um retrofit foi preciso decidir as temperaturas de alimentação do sistema, volume de água, e a análise de toda instalação para integração com o novo sistema. Para que o projeto pudesse ser elaborado da melhor maneira possível, a integração das novas tecnologias à obra existente foi feita através de atualização do conhecimento em parceria com os fabricantes, resultando na instalação de chiller com alto COP em cargas parciais e variador de frequência, bombas com variador de frequência e seleção baseada na ASHRAE 90.1, válvulas de balanceamento e controle independente de pressão, e tanque de separador de bolhas para alimentar a vida útil da tubulação.

Execução planejada

Um dos grandes desafios relatados pelo diretor comercial da Ambient Air, Rômulo Ribeiro Pieroni Sobrinho, foi o prazo para a entrega do retrofit. “Em função dos eventos agendados, o prazo para que o sistema estivesse funcionando era muito curto. A fábrica da Johnson Controls (México), fornecedora dos chillers, se comprometeu a entregar os equipamentos antes do prazo estipulado. Com a intenção de fazermos um sistema plug and play, assim que os equipamentos chegassem, aceleramos a montagem de toda a estrutura”.

Para realizar todos os ajustes necessários, como a reversão dos equipamentos e desativação dos antigos, restabelecimento da operação com o tanque de termoacumulação e automação do sistema, houve uma interrupção de apenas dois dias, sem modificar, em nenhum momento, a rotina do centro de convenções e as operações do sistema de climatização.

Chillers de alto rendimento visam a eficiência energética

Outro fato destacado pelo engenheiro da Ambient Air foi a reforma de quatro fancoils de alvenaria, aumentando sua capacidade. “Eles já estavam operando há muitos anos e o custo da reforma foi muito menor do que trocá-los por fancoils com gabinete de alta capacidade. Com o retrofit, dois fancoils passaram de 150 TR para 200 TR cada e os outros dois de 225 TR para 300 TR cada. Os ventiladores passaram a operar após as serpentinas, as quais foram substituídas por novas com maior capacidade e área de face, com um novo sistema de automação e controle e com vazão de ar variável”.

O projeto optou por bombas in-line com variadores de frequência incorporados

Para a distribuição do ar foram utilizados dutos pré-isolados. O material é mais leve e não há risco de sobrecarga nas estruturas; a montagem rápida e limpa também é outra vantagem citada pelo diretor comercial. “Em relação ao regime de distribuição de água, todas as bombas primárias e secundárias são providas de inversores de frequência, o que permite variarmos as vazões tanto no primário como no secundário. A escolha foi feita visando à economia de energia e a versatilidade do sistema”, explica Pieroni Sobrinho.

Da operação manual à automação

O sistema de automação foi planejado para atender a CAG e a oito fancoils dos pavilhões, possibilitando obter informações completas do sistema de ar condicionado, desde a temperatura da água gelada, até a temperatura do ar de retorno. “A automação foi planejada e implantada para garantir melhor eficiência no sistema. Assim, após sua implantação, a lógica de controle realiza cálculos em tempo real da demanda térmica global (BTU) de cada equipamento e decide quantos chillers serão ligados, seu setpoint e a necessidade do uso da termoacumulação para complementar a carga. Para que isso ocorra foram utilizados sensores de temperatura instalados ao longo do sistema. Para a operação do circuito de termoacumulação e de cada chiller é disponível o índice de desempenho de cada um destes equipamentos em kW/TR, que pode ser utilizado para programar uma manutenção ou avaliar se as máquinas estão com um rendimento desejado”, explica Nyalisson Rodrigo Silva, gerente de implantações da E-Vertical.

Ainda, segundo Silva, em horários e dias sem eventos, o sistema de automação inicia o ciclo de carga da termoacumulação, complementando a carga dos chillers e funcionando como um chiller adicional.

Ficha técnica

Projetista: WM Engenheiros Associados

Instalador: Ambient Air Ar Condicionado

Integrador da automação: E-Vertical

Chillers:  Johnson Controls

Bombas de água gelada: Armstrong

Variadores de frequência: Danfoss

Fancoils para tratamento do ar exterior: Johnson / Hitachi

Válvulas independente de pressão: Danfoss

Isolamento da tubulação da água: Armacell

Dutos em PU: Rocktec

Charles Godini – charles@nteditorial.com.br