Museo de Ciencias de Minnesota

Desafío

Con la misión de educar al público sobre ciencia, ingeniería y tecnología, y hacer que la ciencia sea accesible y aplicable para todos, el Museo de Ciencias busca continuamente crear soluciones para mejorar la experiencia humana. Con este fin, la organización estableció objetivos para reducir los costos de energía y su huella de carbono, moviéndose en un camino hacia cero neto, donde la cantidad total de energía utilizada por el edificio sería igual a la cantidad de energía renovable creada en el sitio.

"Tenemos todo tipo de espacios: omniteatro, tienda de regalos, salas de exhibición, restaurantes e instalaciones de catering, tiendas de exhibición y producción gráfica, salas de reuniones y aulas, y una rampa de estacionamiento, que tienen diferentes necesidades de energía", dijo Todd Gray, asistente. superintendente de instalaciones, Museo de Ciencias de Minnesota. “Las finanzas siempre son un tema importante cuando administras un edificio, y nunca hay un edificio que tenga demasiado dinero. Así que ser energéticamente eficiente es clave”.

Solución

La empresa de servicios públicos local, Xcel Energy®, presentó al equipo del Museo de Ciencias a un consultor mecánico del área, que estaba logrando resultados significativos en eficiencia energética. El museo contrató al consultor para realizar un análisis de todas sus instalaciones. El análisis mostró que el consumo de electricidad del Museo de Ciencias es de 6,3 millones de kWh de electricidad al año, equivalente al uso anual de electricidad de 800 hogares. El estudio también señaló que esta electricidad se degradó a 20 000 millones de Btu de energía térmica y que la instalación compró 15 000 millones de Btu de energía térmica al año.

“Nos preguntó por qué estábamos tirando una enorme cantidad de calor y luego comprando una gran cantidad de calor”, dijo Patrick Hamilton, director de iniciativas de cambio global, Museo de Ciencias de Minnesota. “Estábamos intrigados por los hallazgos y que el Museo de Ciencias pudiera tener la oportunidad de demostrar nuevas formas de operar de manera más eficiente. Alineándonos con nuestra misión, nos embarcamos en una modernización de recuperación de calor que nos permitiría ahorrar energía y usar nuestro propio edificio como exhibición”.

Adoptar un enfoque holístico para construir el confort

Con necesidades simultáneas de calefacción y refrigeración durante todo el año, los edificios comerciales utilizan al mismo tiempo un sistema de refrigeración y calefacción. El sistema de refrigeración se utiliza para desechar el calor generado por las grandes cantidades de electricidad que utiliza el edificio para alimentar todo, desde las luces hasta los servidores informáticos. Esta electricidad se degrada en calor, que comúnmente se trata como desperdicio y se expulsa a través del sistema de ventilación. La recuperación de calor considera el HVAC de un edificio como un solo sistema, lo que permite que un edificio use el calor que genera, en lugar de crear nuevo calor quemando combustible fósil o haciendo funcionar una caldera. El proceso extrae el calor de las áreas donde no se necesita y lo exporta a las paredes exteriores en contacto más cercano con el aire frío del exterior. También se utiliza un intercambiador de calor para templar el aire frío fresco que ingresa al edificio antes de que pase por el sistema de ventilación para calentar el edificio.

Cumplir con los requisitos con una solución de alta eficiencia

El consultor mecánico se puso en contacto con Trane para obtener soluciones de recuperación de calor. Usando el enfoque Wayform, el enfoque holístico de Trane para resolver los desafíos operativos y energéticos, Trane trabajó con el consultor y el Museo de Ciencias para evaluar los datos de eficiencia de carga completa y parcial de varias opciones y desarrollar una solución que cumpliera con los requisitos críticos de control de temperatura y humedad. y mejorar la eficiencia. Las enfriadoras de recuperación de calor de Trane se consideraron el equipo más adecuado para el proyecto de modernización del Museo de Ciencias debido a su confiabilidad y rendimiento excepcionales en alturas más altas, así como al sistema de soporte ofrecido por la empresa.

Optimizados para la recuperación de calor, se instalaron dos enfriadores rotativos helicoidales Trane de 160 toneladas Serie R® (modelo RTWD) de alta eficiencia para manejar las necesidades del Museo de Ciencias. Los enfriadores RTWD más pequeños no solo enfrían las instalaciones, sino que toman el calor que ya existe en el edificio y lo convierten en agua caliente, a temperaturas de hasta 140 grados, que luego se usa para calentar el Museo de Ciencias. En lugar de ejecutar dos sistemas, el enfriador de recuperación de calor bombea el calor a los lugares donde se necesita, lo que ayuda a mantener bajo el consumo máximo de energía.

Resultados

Una actualización de recuperación de calor en el Museo de Ciencias de Minnesota está permitiendo que la instalación capture y use el calor que ya posee para reducir la carga de calefacción. El proyecto ha reducido las facturas de calefacción de agua caliente del edificio en un 75 por ciento, lo que ha resultado en ahorros de casi $300,000 al año, con una amortización de poco más de tres años. La actualización también está ayudando al medio ambiente al reducir las emisiones y la contaminación que habrían resultado de generar nueva energía térmica.

“Nuestra experiencia con Trane ha sido extremadamente positiva desde la selección y confiabilidad del equipo hasta la instalación y el soporte que recibimos ahora y esperamos en el futuro”, dijo Gray. “Tenemos muchas necesidades de energía y Trane nos ha ayudado a optimizar nuestros sistemas, permitiéndonos ser financieramente responsables con nuestros donantes y nuestra comunidad. Al utilizar el calor residual que desechábamos de manera constructiva para calentar el exterior del edificio, avanzamos hacia la neutralidad de carbono. El proyecto ha tenido mucho éxito”.

El proyecto también está alineado directamente con la misión del Museo de Ciencias de educar y ayudar a mejorar vidas, ya que el lugar utiliza su edificio como un laboratorio viviente para expandir sus enseñanzas a aplicaciones del mundo real. “Los grandes edificios usan grandes cantidades de energía y existe un enorme potencial para reducir drásticamente ese consumo de energía con beneficios económicos, ambientales y de empleo”, dijo Hamilton. “Es una historia muy poderosa y una gran oportunidad para comunicar tanto al público profesional como al público que la recuperación de calor no solo es teóricamente posible, sino también factible en la práctica”.