COMISARÍA DE WASILLA
El sistema de aire exterior dedicado (DOAS) con especificación de recuperación de energía ahorra energía a la ciudad y costes de mantenimiento.
Publicado: 31 de mayo de 2022
De un vistazo
Proyecto:
- Jefatura de Policía de Wasilla en Alaska
- Tamaño del edificio: 20.000 pies cuadrados.
ERV RenewAire instalados:
- (2) Unidades DOAS Serie DN3RT
Representante de ventas RenewAire
Empresa de ingeniería:
Estudio de arquitectura:
Resultados clave:
- La ciudad está ahorrando una gran cantidad de dinero en energía recuperada y al no necesitar ciclos de descongelación y equipos
- La policía prueba que la desgasificación no se infiltra en otros espacios
- El aire exterior al 100% diluye cualquier contaminante del aire que pudiera degradar las pruebas almacenadas
- El 100% de aire exterior en los garajes mantiene una mejor IAQ para los empleados que utilizan y revisan los vehículos de la ciudad
Visión general
La nueva comisaría de policía de Wasilla (Alaska), de 12 millones de dólares, emplea muchos diseños innovadores de HVAC que ahorrarán energía a la ciudad y proporcionarán a los ocupantes una calidad del aire interior (IAQ) sin precedentes. El edificio de 20.000 pies cuadrados, recientemente terminado y diseñado con una estética arquitectura industrial posmoderna por MCG Explore Design, de Anchorage, duplica el edificio anterior del departamento de policía, que era un antiguo banco reconvertido. El diseño mecánico sostenible del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado incluye sistemas de aire exterior (DOAS) con recuperación de energía, calefacción por suelo radiante hidrónico y unidades de techo (RTU) con recuperación de calor, que contribuyen a la eficiencia energética.
Soluciones
La energía recuperada ahorra a la ciudad una gran cantidad de dinero.
Por ejemplo, los ventiladores de recuperación de energía (ERV) se especificaron sin serpentines de descongelación, que suelen utilizarse en los frígidos inviernos de Alaska, pero son costosos en capital inicial, funcionamiento y mantenimiento. En su lugar, las unidades DOAS de la serie DN fabricadas por RenewAire, Waunakee, Wisconsin, utilizan núcleos entálpicos de placa estática. Las unidades están diseñadas para funcionar a temperaturas ambiente de hasta -10°F sin necesidad de ciclos de descongelación, porque no transfieren H2O entre el aire de impulsión y el de retorno. Si las temperaturas descienden más (las temperaturas de Wasilla rara vez bajan de -20 °F), el controlador integrado de la Serie DN activa una compuerta de derivación e introduce calor espacial para evitar la acumulación de escarcha en el intercambiador de calor, si es necesario, según Christian Dougherty, P.E., ingeniero mecánico y director del proyecto en la empresa consultora de ingeniería MEP, AMC Engineers, Anchorage, Alaska.
«La energía recuperada por las unidades DOAS, y el hecho de que no requieran ciclos de descongelación ni equipos convencionales, está ahorrando a la ciudad una gran cantidad de dinero», dijo Dougherty, cuya empresa ha especificado unidades basadas en núcleos en proyectos anteriores. «Hemos tenido resultados desiguales en el pasado con alternativas de recuperación de energía, como las ruedas entálpicas, que requieren ciclos de descongelación y mantenimiento de piezas móviles que los núcleos no necesitan».
Desafíos
Proteger las pruebas policiales y a los empleados era fundamental.
«Los núcleos no están sujetos a contaminación cruzada, lo cual es potencialmente problemático en espacios críticos, como garajes y salas de pruebas, donde los contaminantes pueden infiltrarse en espacios ocupados», añadió Jordan Privoznik, jefe de ventas de sistemas de Trane, Anchorage, Alaska. «Las unidades DOAS con núcleos de placas estáticas son a menudo una solución ideal en nuestro entorno, ya que pueden ser más fiables que otras metodologías de recuperación de energía debido al menor número de piezas móviles, sin dejar de alcanzar eficiencias muy elevadas.»
Instaladas por el contratista mecánico del proyecto, Mechanical Specialists Inc. de Wasilla (Alaska), las dos ERV de la serie DN proporcionan 3.000 CFM y 1.700 CFM de aire 100% exterior en el garaje de 3.100 pies cuadrados de la instalación y en la sala de pruebas de 750 pies cuadrados, respectivamente. Ambos espacios están sometidos a presión negativa para evitar que las emisiones de los vehículos del garaje y los olores de la sala de pruebas, como fluidos corporales o desprendimiento de drogas confiscadas, se infiltren en las paredes comunes compartidas con los espacios ocupados. Las dos unidades también están equipadas con sensores, un controlador integrado, un interruptor manual de pared y un detector de humo, este último conforme al código de edificación de Alaska. El sistema de gestión de edificios (BMS) de la instalación, un sistema de control Tracer de Trane, supervisa las ERV.
Aunque la desgasificación del material de las pruebas fue la principal motivación, el aire exterior al 100% también diluirá cualquier contaminante del aire que pudiera degradar las pruebas almacenadas. La sala de pruebas también está estrechamente vigilada para minimizar cualquier posible degradación debida a grandes variaciones de temperatura y humedad.
El aire 100% exterior del garaje es fundamental para evitar la acumulación de CO y NO2 y mantener la calidad del aire interior para los empleados que utilizan y revisan los vehículos de la ciudad. La ERV utiliza la recuperación de energía para ayudar a mantener un punto de ajuste de 70 °F durante todo el año. En días de frío extremo, que según las directrices de ASHRAE es de -23 °F localmente, la ERV puede precalentar el aire hasta 40 °F. En días extremos, se puede alcanzar una temperatura del aire de salida de 70 °F utilizando la batería de recalentamiento hidrónico integral alimentada por el intercambiador de calor de glicol del circuito de la caldera.
«Los núcleos no están sujetos a contaminación cruzada, lo que es potencialmente problemático en espacios críticos, como garajes y salas de pruebas, donde los contaminantes pueden infiltrarse en espacios ocupados».
Resultados
IAQ y ahorro energético dentro de un presupuesto de construcción estricto.
Otros equipos del proyecto incluyen una RTU Trane Intellipak™ de 25 toneladas y 8.500 CFM que abastece al edificio e incluye refrigeración DX, calor hidrónico y caudal de aire variable, dando servicio a varias cajas de volumen de aire variable (VAV) Trane con serpentines de recalentamiento hidrónico para proporcionar un control preciso de las zonas. También se especificó una RTU Trane Voyager™ de 15 toneladas y 5.000 CFM. Una caldera de gas de 2Mbh fabricada por Riello, Mississauga, Ontario, proporciona calefacción por suelo radiante y funciones de fusión de nieve. Bell & Gossett, Morton Grove, Ill., suministró intercambiadores de calor de glicol secundarios para las unidades de tratamiento de aire.
Se creó una eficiencia adicional mediante una colaboración entre Dougherty y Privoznik que configuró la calefacción por suelo radiante en zonas (habitaciones) controladas por el sistema de automatización de edificios BACnet de Trane. Aunque las VAV y la calefacción radiante pueden funcionar simultáneamente, existe un reto cuando se combina el logro más rápido del confort espacial de la tecnología VAV con la tubería radiante incrustada en una masa térmica que tarda más en reaccionar. «Se necesitó una programación meticulosa y una puesta en marcha estratégica para garantizar que ambos sistemas funcionaran a la perfección y de forma sinérgica», explicó Privoznik. «Este proceso, combinado con las avanzadas estrategias de control Trim y Respond de Trane, según lo prescrito en la directriz 36 de ASHRAE, nos permitió maximizar la eficiencia energética, mantener la estabilidad del control y lograr un confort espacial óptimo para los ocupantes».
Otro diseño energéticamente eficiente fue la colaboración de Dougherty con Trane para designar una unidad de tratamiento de aire que funcione sólo durante el horario comercial estándar, mientras que la otra unidad funciona para las zonas ocupadas 24 horas al día, 7 días a la semana. Cuando una gran parte del edificio está desocupada y no se necesita aire exterior, se desactiva el sistema VAV, menos eficiente, y la temperatura del espacio se mantiene únicamente mediante calefacción por suelo radiante.
Aunque el proyecto no solicitó el Liderazgo en Energía y Diseño Medioambiental (LEED®), Dougherty dijo que el diseño de la climatización habría ayudado significativamente al edificio a acumular suficientes créditos si la ciudad hubiera optado por la certificación.
En cualquier caso, la comisaría está proporcionando el confort, la calidad del aire y el ahorro energético del siglo XXI, dentro de un estricto presupuesto de construcción.
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