Perfil de cargas térmicas e necessidade de controle rigoroso de temperatura e umidade são diferenciais no Acquamotion

Localizado a 7 km do centro de Gramado, na Serra Gaúcha, o Acquamotion foi inaugurado em junho de 2021. Sete piscinas temáticas são distribuídas em 4 andares que ocupam uma área de 49 mil m². Propriedade da Gramado Parks, o complexo utiliza o potencial do Aquífero Guarani, com suas águas termais e naturalmente mineralizadas.

Com projeto do engenheiro Julio Curtis Filho, a BDS Ar Condicionado foi chamada a instalar os sistemas de climatização do complexo. O sistema é de água gelada e água quente, tendo sua escolha definida por elementos como o porte das instalações e capacidade instalada, de 720 TR de bombas calor e 1800kW de caldeiras. Outros elementos definidores, foram o perfil das cargas térmicas, particularmente as relativas às baixas temperaturas de inverno; a necessidade de um controle de temperatura e umidade relativa, em áreas com lâminas d’água aquecidas, com precisão para conforto na amplitude da faixa de atuação demandada; flexibilidade operacional; preocupação com a conservação da edificação e os aspectos estéticos de ambientes de piscinas aquecidas livres de condensação; condicionamento com altos volumes de ar exterior em setores de grandes volumes ambientais e altas densidades ocupacionais; e grande diversidade de cargas pela frequente necessidade de refrigeração com calefação simultâneas e aquecimento de grandes volumes de águas de piscinas.

O proprietário do empreendimento buscava proporcionar controle ambiental de ventilação, temperatura e umidade relativa, para garantir o conforto dos usuários e a estabilidade, integridade e longevidade dos elementos que compõem a estrutura e acabamentos da edificação. A instaladora, assim, optou por um sistema de ventilação e climatização composto por central de geração térmica e equipamentos de condicionamento terminal constituídos por unidades de tratamento de ar, recuperação de energia, trocadores de calor para aquecimento das lâminas d´água e reservatórios para água de banho dos vestiários. Redes de dutos, tubulações de água gelada e água quente, assim como supervisório de automação, completaram a instalação.

Para dar conta das necessidades do projeto, foram instalados nove grupos resfriadores de líquido, do tipo bombas de calor, com capacidade nominal de 80 TR cada, equipadas com compressores scroll, fluido R410A, com condensação a ar e kit hidrônico com bomba primária incorporada. Tanto as bombas térmicas, quanto as caldeiras, foram instaladas em paralelo entre si, acopláveis em série.

O regime de fluxo é fixo no primário de bombas térmicas e variável no fluxo primário de caldeiras, no secundário de cargas de aquecimento e refrigeração e nos terciários de climatização.

Estratégias de eficiência

As AHUs, equipadas com trocadores ar-ar para pré-tratamento das tomadas de ar exterior, reaproveitam o ar de exaustão dos ambientes climatizados em regime de 100% de ar exterior. Para a eficiência energética do complexo, foram, ainda, utilizadas as seguintes estratégias:

– Envidraçamentos insulados e refletivos, com coeficientes de sombra CS entre 25 e 32, coeficiente U entre 1,1 e 1,3 W/m2.K; paredes externas 0,3 a 0,35 W/m2.K e superfícies horizontais de cobertura 0,5 a 0,7 W/m2.K.

– Customização das bombas térmicas (dimensional de evaporadores) e os arranjos fluxo gramétricos (entre tantos, a mistura do ar exterior com as descargas de exaustão das AHUs para levantar a temperatura do ar nas tomadas das bombas térmicas), conseguindo, nos pontos mais críticos de baixas temperaturas externas (0 ⁰C), COPs acima de 2,2 W/W.

: Aquecimento da lâmina d´água nas piscinas indoor

: Unidades de tratamento de ar

: Bombas de calor para geração de água gelada e quente

– Cálculos das cargas simultâneas de calefação, aquecimento de piscinas e acumulação para água de banhos; ajustamento da capacidade de geração das bombas térmicas, objetivando fatores de carga e diversidade em cerca de 50% da soma total de trocadores de placas dedicados aos 12 principais pontos de alimentação do circuito secundário. Tal providência, juntamente com a configuração de bombeamentos em 3 laços hidráulicos, permite a racionalização na distribuição de água quente em regime de uso, e deixa o desvio de fluxos para o circuito de caldeiras somente como recurso hot stand-by, para cobrir picos extremos ou back-up em casos de manutenção.

– Sistemas de redes de dutos, difusão de ar e tubulações de água com velocidades compatíveis com baixas perdas de carga levam a racionalização de potências e consumos de energia para ventilação e bombeamento.

– O sistema de automação controla: o volume de ar variável para a ventilação dos grandes locais de climatização das lâminas d´água, monitorado pela umidade relativa e temperatura ambiente; os fluxos balanceados de água gelada e quente nos climatizadores; os fluxos de água quente na central de geração térmica, acoplando as caldeiras por GLP ao circuito das bombas térmicas, através de válvula misturadora, na proporção do incremento de demanda devida aos picos de carga; a reversão de ciclo das bombas térmicas para chillers e vice-versa, à medida da demanda de água gelada ou quente nas respectivas pontas de climatização; hierarquia operacional e os inerentes intertravamentos para acionamento de todos os equipamentos integrantes da instalação.

Tratamento do ar de renovação

A obra contempla as seguintes soluções para a qualidade do ar interior:

– Climatizadores com 100% de ar exterior e taxas de renovação variáveis de 3 a 9 trocas por hora, com recuperação de energia por trocadores ar/ar;

– Filtragem nos climatizadores com especificação G4 + M5;

– Áreas de recepção e administrativas com DOAS dedicadas e recuperação de energia por rodas entálpicas;

– Em acordo com a ABNT 16401, Decreto-Lei 13.589, Portaria 3523/98, resolução RE09. ASHRAE Standard 62.1/2010;

– Difusão de ar de baixíssima indução com insuflação junto ao piso e recolhimento de exaustões e retornos por teto.

O ar é distribuído através de redes de dutos confeccionadas em aço galvanizado e painéis pré-isolados com espuma rígida de poliuretano (MPU) na piscina de ondas. A difusão de ar é de baixíssima indução com insuflação junto ao piso e recolhimento de exaustões e retornos por teto.

Os sistemas de ventilação e exaustão permitem 100% de ar externo com 25 a 30 trocas para sanitários e vestiários. Coifas lavadoras, com alta eficiência de captação, evitam perdas com lavadores de ar centralizados.

Para comandar e monitorar todo o processo de climatização foi implementado um supervisório composto de sistema de controle eletrônico com protocolo de comunicação aberta (BACnet/IP) totalizando 500 pontos.

“Destaca-se no empreendimento e na climatização a grande capacidade de geração de água quente, para o conforto dos usuários, água das piscinas e água de consumo, particularmente pelas baixas temperaturas de inverno na cidade de Gramado. Vale ressaltar, ainda, a capacidade de controle de umidade relativa de amplas áreas com lâminas d´água aquecidas, e de grandes densidades de cargas latentes, somente com emprego de ventilação com volume variável e aquecimento ou refrigeração, sem utilização de desumidificadores com dissecantes químicos”, declara Anderson Dandin, do setor de pós-venda da BDS.

Ficha técnica

Nome da obra: Acquamotion – Parque de Águas Indoor – Gramado-RS
Instaladora: BDS Ar Condicionado Ltda
Projetista: Eng° Julio Curtis Filho
Empreendedor: Gramado Parks
Construtora: Engenharia Gramado Parks

Principais fornecedores

Chiller (Bombas de calor) : Midea Carrier
UTAs e ventiladores: Berlinerluft
Bombas : KSB
Caldeiras : Weco
Controle e automação : Mercato
Trocadores a placas: TWT
Variadores de frequência : WEG
Válvulas de balanceamento e controle : IMI Hydronic Engineering
Roda Entálpica : Heatex
Isolamento da tubulação : Armacell
Dutos em painéis pré-isolados : Multivac/MPU