Un campus de Minnesota ahorra gracias a la renovación de su sistema de calefacción durante una época con récord de temperaturas bajas

Las bombas MAGNA3 funcionan con una carga un 25 % inferior a la de las unidades antiguasFOTOGRAFÍA: Dave Schlumpberger, técnico de mantenimiento del sistema HVAC de la Universidad de Saint John, explica que las nuevas bombas MAGNA3 de Grundfos consiguen que el sistema funcione con el caudal de diseño original pero utilizando menos potencia y energía, y a un coste inferior.
Caso práctico con bombas circuladoras MAGNA3

Los habitantes de Minnesota se han ganado a pulso su reputación por soportar la nieve y el frío todos los inviernos, pero, aun así, este estado estadounidense se enfrentó a un duro examen durante el crudo invierno de la temporada 2013-2014. Las bajas temperaturas pusieron a prueba los sistemas de calefacción de todo Minnesota. Mientras que en muchos edificios comerciales fue necesario consumir más energía para mantener el confort de sus inquilinos ante las gélidas temperaturas, una universidad privada, de hecho, consiguió ahorrar.

La Universidad de Saint John, una universidad benedictina masculina ubicada en la ciudad de Collegeville, renovó su sistema de calefacción justo a tiempo. David Schlumpberger, técnico de mantenimiento del sistema HVAC del campus, supervisó el proyecto:

“Nuestro distribuidor local, Ferguson Enterprises, se puso en contacto con nosotros para que considerásemos la posibilidad de sustituir las bombas del Centro Científico Peter Engel por bombas circuladoras inteligentes MAGNA3 de Grundfos”, explica. “Hasta entonces no las conocía, pero las bombas que teníamos se estaban acercando al final de su vida útil, así que pensamos en probar algo más eficiente”.

Aunque la eficiencia energética es un aspecto importante en cualquier campus, la gestión medioambiental es una de las principales tradiciones benedictinas de Saint John, que presume de tener un departamento de sostenibilidad y está emplazada en un terreno de 2,700 acres en el que existen desde humedales y lagos hasta praderas y bosques. “La tecnología inteligente de las bombas MAGNA3 es idónea para una universidad que enseña a los estudiantes a respetar la tierra”, afirma Schlumpberger.

Schlumpberger y su equipo se decidieron por las bombas circuladoras MAGNA3 debido en gran parte a las sofisticadas tecnologías electrónicas de estos productos y a su probada eficiencia energética. Aunque el coste inicial de las bombas MAGNA3 es mayor que el de la mayoría de las bombas circuladoras convencionales, sus excelentes prestaciones hicieron que Saint John pudiese amortizar rápidamente su inversión.

Bombas circuladoras MAGNA3 - La solución lógica
Las bombas circuladoras MAGNA3, de rotor húmedo, velocidad variable y alta eficiencia energética, cuentan con un motor de imanes permanentes que permite reducir el consumo de energía en hasta un 85 %, lo que consigue que sean las que ofrecen una mayor eficiencia energética al compararlas con el resto de bombas circuladoras de su categoría.

“Estas bombas se adaptan a las condiciones existentes y pueden ajustarse en consonancia”, explica Brian Soderholm, representante comercial de Grundfos en Ramsey, Minnesota, quien trabajó en el proyecto de Saint John.

Bombas circuladoras MAGNA3
FOTOGRAFÍA: Las nuevas bombas MAGNA3 permitieron reducir el consumo energético entre un 58 y un 84 % en las cuatro alas del edificio de la Universidad de Saint John.

“Grundfos es el único fabricante que ofrece una bomba con un algoritmo lógico integrado capaz de ‘aprender’ los distintos patrones de uso de energía de cualquier aplicación. Esto supuso una enorme mejora en comparación con las bombas obsoletas del Centro Científico”, añade Soderholm.

La sustitución de las cuatro bombas antiguas por bombas MAGNA3 mejoró la eficiencia y el confort en el interior del edificio. El rasgo distintivo de estas bombas es la función AUTOADAPT, que ajusta de forma continua el consumo de potencia, la altura de descarga y los caudales para adaptarlos a las necesidades variables del sistema.

Instalación de las bombas circuladoras MAGNA3
El Centro Científico Peter Engel es un edificio de cuatro alas en el que la calefacción funciona desde el otoño hasta la primavera. Se construyó en los años 60 del siglo pasado con hormigón, un material típico de la época y del estilo arquitectónico que puede encontrarse en este campus rural.

“Teníamos la sensación de que las antiguas bombas estaban sobredimensionadas, pero no tuvimos ocasión de confirmarlo hasta que las sustituimos”, comenta Schlumpberger.

En el edificio existen dos bombas circuladoras principales que bombean agua caliente suministrada por un convertidor que la genera a partir de vapor. El vapor procede de una central. Asimismo, existen cuatro bombas en los circuitos secundarios (cada uno de los cuales da servicio a un ala diferente) que alimentan un sistema de calefacción de zócalo; dicho sistema emplea válvulas mezcladoras neumáticas de tres vías como ayuda para regular la temperatura.

Inicialmente, Schlumpberger y su equipo pensaban que las bombas antiguas estaban instaladas en un sistema de caudal variable. “Pero, una vez que las bombas estuvieron instaladas y las arrancamos, nos dimos cuenta de que el sistema no era variable: era un sistema de caudal fijo”, explica.

Dado que el edificio no estaba dividido en zonas y no había variadores de frecuencia instalados, el sistema funcionaba a máxima potencia durante toda la temporada. El equipo realizó una auditoría de las bombas antiguas y descubrió que el sistema anterior estaba sobredimensionado.

“El sobredimensionamiento se traduce en un despilfarro de energía y un deterioro de las tuberías”, afirma Soderholm. “De hecho, pudimos comprobarlo en algunas de las tuberías de cobre que el personal de Dave desmontó. El interior de las tuberías estaba lleno de crestas debido a los daños producidos por el exceso de velocidad” (como puede apreciarse en la fotografía).

 Daños causados por antiguas bombas sobredimensionadas
FOTOGRAFÍA: Interior de una tubería de cobre de Saint John, llena de crestas que demuestran los daños causados por las antiguas bombas sobredimensionadas.

La tecnología inteligente de las cuatro nuevas bombas circuladoras MAGNA3 minimiza los costes asociados a la energía. Cada bomba incorpora un contador de energía y una función limitadora de caudal. Incluso en condiciones de baja carga, estas bombas circuladoras permiten ahorrar energía en comparación con las bombas circuladoras convencionales. También constituyen una opción completa para los propietarios de edificios, ya que eliminan la necesidad de invertir en la costosa instalación de elementos complementarios, como caudalímetros, indicadores de presión y temperatura, válvulas de estrangulamiento, bombas de velocidad constante o contadores de energía.

Con estas bombas circuladoras, Grundfos facilita la selección correcta del punto de trabajo, afirma Soderholm.

“Las bombas MAGNA3 nos permitieron conseguir los caudales necesarios con una carga mucho menor [es decir, con una presión menor]”, explica Soderholm. “Con el tiempo, creo que serán capaces de reducir aún más su consumo energético. Incluso aunque no era un sistema de caudal variable, la amortización fue impresionantemente rápida”.

Un periodo de amortización alentador
Al analizar las ventajas de seleccionar cuatro bombas circuladoras MAGNA3 en lugar de bombas de otra marca de su misma categoría, se observa que el período de amortización para el Centro Científico será inferior a tres años para tres de las nuevas bombas y solo ligeramente superior para la cuarta. “Dimensionamos las nuevas bombas de acuerdo con las antiguas, sin saber cuáles eran los verdaderos requisitos del sistema”, señala Soderholm, que explica que la única referencia de la que disponían eran las placas de características, dado que llevaron a cabo el análisis durante el verano.

“Incluso aunque las bombas de Grundfos sean más grandes de lo necesario para este edificio, no es un desperdicio, ya que hemos sido capaces de reducir su capacidad con unos resultados impresionantes”, añade (consulte la tabla).

Esto se traduce en unos ahorros anuales estimados de 693 dólares.

 Amortización con bombas circuladoras MAGNA3
TABLA: Las nuevas bombas circuladoras MAGNA3 de la Universidad de Saint John permitieron obtener un ahorro de hasta un 84 % y ofrecen un período de amortización de tres años. Al mismo tiempo, según David Schlumpberger, técnico de mantenimiento del sistema HVAC, contribuyeron a mejorar el confort en el interior del edificio. Nota: 1 US gal = 3,8 l; 1 ft = 0,3 m.

“La cuestión fundamental es que las bombas circuladoras MAGNA3 son sofisticadas y pueden realizar el mismo trabajo que desempeñaban las bombas antiguas, pero mejor, ya que se trata de bombas inteligentes”, afirma Schlumpberger. “Pueden ordenarse a sí mismas reducir o aumentar la velocidad en función de la demanda existente. Otra ventaja es que ahora podemos obtener y leer datos de las bombas, lo que nos permite conocer mejor las necesidades del edificio”.

Como conclusión, Schlumpberger añade lo siguiente: “Acabamos de pasar el invierno más frío en 30 años y, aunque nuestras bombas funcionaron con un 25 % de la carga de las bombas antiguas, consiguieron mantener el interior del edificio caliente. En otras palabras, podemos utilizar el sistema con el caudal de diseño original pero consumiendo menos potencia y energía, y con un coste menor”.

Autora del artículo: Julie Reynolds
Fotografías: Craig Lassig


“Podemos utilizar el sistema con el caudal de diseño original pero consumiendo menos potencia y energía, y con un coste menor”.

David Schlumpberger, técnico de mantenimiento del sistema HVAC de la Universidad de Saint John





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