Guide de démarrage myPLV®

myPLV® est un outil de modélisation énergétique annualisée pour les systèmes d’eau glacée.  Il utilise une méthodologie d’analyse des cellules adaptée au type de bâtiment, un profil de charge du bâtiment sur 8760 heures ainsi que des données météorologiques sur 8760 heures spécifiques à l’emplacement.  L’utilisation de données de cellule personnalisées spécifiques à l’emploi fournit une base comparative précise pour différents types de refroidisseurs et d’unités de refroidissement efficaces.  C’est quelque chose que la valeur de charge partielle intégrée (IPLV) standard ne peut pas Les points de  fonctionnement des cellules spécifiques à un poste produits par myPLV fournissent également d’excellents points de vérification du rendement à utiliser dans le processus de soumission, de soumission et de test du rendement de l’usine. 

Consultez la FAQ pour plus d’informations sur l’IPLV et ses limites.

Une analyse de l’ensemble du bâtiment spécifique à un projet menée par un modéliste expérimenté est la meilleure méthode pour évaluer les options d’installation de refroidisseur, mais ce niveau d’analyse peut ne pas être planifié ou budgétisé pour tous les projets.  Cet outil peut être utilisé comme une alternative simplifiée à une analyse de modèle de bâtiment pour évaluer l’utilisation de l’énergie du refroidisseur en tenant compte des aspects rudimentaires de la conception de l’installation. l’emplacement et le fonctionnement.

Cet outil a 3 objectifs principaux :

1. Optimisation du débit de conception de l’eau du condenseur (Nouveau).  Cette feuille de travail aide le concepteur à déterminer le débit optimal du condenseur pour le système spécifique en question en fonction des besoins du client.  De nombreuses publications de l’industrie, évaluées par des pairs, ainsi que d’autres experts de l’industrie recommandent de concevoir des systèmes d’eau de condenseur avec des débits plus faibles, (c’est-à-dire une conception à pleine charge plus élevée Delta Ts), afin d’optimiser la puissance du système.  Ces recommandations varient de 12 ° F à 18 ° F selon le système et le type de refroidisseur.  aider à se concentrer sur le débit optimal et le Delta T pour un projet spécifique au moment crucial de la sélection des refroidisseurs. Pour en savoir plus sur ce sujet, nous vous suggérons l’ASHRAE GreenGuide (disponible à l’achat), les ASHRAE 50% Advanced Energy Design Guides (téléchargement gratuit) et le CoolTools™ Chilled Water Plant Design Guide (archive téléchargeable gratuitement sur le site de Taylor Engineering).

2. Calculateur myPLV.  Développe quatre points de fonctionnement du refroidisseur qui sont ensuite intégrés dans une métrique spécifique à l’application appelée myPLV qui peut être utilisée comme moyen de prédire la consommation d’énergie du refroidisseur spécifique à l’emplacement du travail et à l’application.  La métrique myPLV a un format similaire à l’IPLV mais est générée pour un projet donné en utilisant les critères spécifiés par l’utilisateur en combinaison avec les profils de charge des modèles de bâtiment standard de l’industrie. 

3. Formulaire d’offre myPLV.  Fournit une feuille de travail utilisant les quatre points de soumission myPLV et leur pondération calculée pour permettre une comparaison économique énergétique rapide et simple entre les alternatives de performance des refroidisseurs.  Étant donné que l’impact économique des frais de demande de pointe est également pris en compte, le point de fonctionnement de conception du ou des refroidisseurs est également requis pour cette analyse.

Pour une explication détaillée des données d’entrée et de la méthodologie de calcul, faites défiler la page jusqu’à la section « Hypothèses et explications » de ce document ou consultez la feuille de calcul FAQ.

Voici les étapes de base de l’utilisation de l’outil myPLV® .  L’utilisateur est encouragé à « cliquer » et à expérimenter le fonctionnement des feuilles de travail. 

1. Ouvrez l’application myPLV et enregistrez-la sous un nouveau nom de fichier pour la tâche spécifique.
   
   
2. Déterminez le débit d’eau de condenseur souhaité.
   • Dans la feuille de calcul « Optimisation du débit d’eau Cond », entrez :
     • Données de localisation
     • Informations sur le dimensionnement de l’installation de refroidissement et du refroidisseur
     • Données de base d’eau de la tour / du condenseur.
     • Hypothèses de coûts pour l’équipement auxiliaire
   • Appuyez sur le bouton « Exécuter l’optimiseur de flux ». 
   • Examinez les données du système « Tendances de performance annualisées en kW/tonne » et les données sur les économies d’énergie et de coûts. Notez qu’il existe trois scénarios à examiner en fonction des besoins du client. Ceux-ci sont optimisés en termes d’énergie. Il s’agit d’un scénario où aucun équipement n’est réduit, à l’exception des pompes du condenseur, ce qui permet de réaliser les économies d’énergie les plus élevées, mais aussi les plus faibles économies de coûts initiales. Le scénario suivant est le scénario de coût initial le plus bas. Cela permettra de réaliser les économies de coûts initiales les plus importantes et les économies d’énergie les plus faibles en réduisant la taille des tours de refroidissement, des pompes et de la tuyauterie du condenseur. Le dernier scénario est une approche équilibrée. Il s’agit d’une combinaison des deux autres approches. La taille des tours de refroidissement et des pompes est réduite pour réduire les coûts d’investissement, mais les tuyaux du condenseur sont supposés être de la même taille à chaque débit variable. En gardant les tuyaux de la même taille, la chute de pression et l’énergie de pompage dans le système sont considérablement réduites.
     
   • Sélectionnez le bouton radio sous le système souhaité Débit du condenseur (gpm/tonne). Les données d’entrée de cette sélection seront transférées vers les autres feuilles de calcul.
      
3. Sélectionnez la feuille de calcul « Calculatrice myPLV ». Si la feuille de calcul « Débit de conception de l’eau du condenseur » a été utilisée,  les données d’entrée de cette feuille doivent être présaisies.  Si ce n’est pas le cas, l’utilisateur devra entrer les informations sur la conception du bâtiment, du système d’eau glacée et de la tour.
   • Appuyez sur le bouton « Calculer les conditions myPLV ». 
      
4. Sélectionnez la feuille de calcul « Formulaire d’offre myPLV ». 
   • Entrez les tarifs des services publics d’électricité - $/kWh pour la consommation et $/kW et le tarif Ratchet pour la demande
   • Appuyez sur le bouton  « Enregistrer et envoyer ». Cela crée une copie de la feuille de travail du formulaire d’appel d’offres myPLV qui peut être envoyée à tous les fournisseurs de refroidisseurs qualifiés pour être remplie avec les données de base et de remplacement sur les performances et les coûts du refroidisseur à soumettre à l’ingénieur de conception.
   • Lorsque les données sont renvoyées par tous les fournisseurs, elles peuvent être combinées sur la feuille maîtresse pour analyse.
   • La charge du refroidisseur et les points ECWT peuvent être inclus dans le calendrier d’essai en usine du refroidisseur afin de créer des points « myTEST » pour l’approbation des tests de refroidissement.
      
5. Sélectionnez l’onglet « Cartes myPLV ». 
   • Évaluez les différents graphiques pour comprendre les performances modélisées du refroidisseur, comme vous le souhaitez.

L’outil myPLV est rapide, ce qui permet au concepteur d’effectuer diverses analyses de simulation pour différents concepts de conception d’installations et de refroidisseurs.

Charge du bâtiment et profils météorologiques

Les profils de charge des bâtiments inclus dans ce programme ont été générés à partir des fichiers EnergyPlus^TM du domaine public développés par Pacific Northwest National Labs (PNNL) pour les travaux d’analyse énergétique en collaboration et sous la supervision de l’ASHRAE, pour l’élaboration de la norme énergétique ASHRAE/IES 90.1-2010 pour les bâtiments à l’exception des bâtiments résidentiels de faible hauteur.  Le site Web des fichiers PNNL se trouve à l’adresse suivante : https://www.energycodes.gov/development/commercial/prototype_models.  PNNL a utilisé le programme de simulation EnergyPlus pour différents types de bâtiments dans les dix-sept zones climatiques différentes de la norme ASHRAE 169.

Aux fins de l’analyse myPLV, toutes les charges de refroidisseurs dans les profils de bâtiment de moins de 1 % de la capacité maximale de l’installation ont été mises à zéro.  Cela est dû à un problème dans certaines des simulations PNNL qui a entraîné un grand nombre d’heures de fonctionnement pour les centrales de refroidissement à des charges extrêmement faibles. Généralement, ces charges étaient composées de chaleur de pompe, alors que les commandes normales du bâtiment et/ou du refroidisseur sont censées inhiber le fonctionnement de la centrale de refroidissement. La suppression de ces charges très faibles entraîne une durée de fonctionnement plus typique pour la centrale de refroidissement, comme le confirme la comparaison des profils modélisés et réels des bâtiments. Il est important de noter que l’entrée de l’utilisateur pour « Ville » est fournie pour la commodité de l’utilisateur afin de rechercher le climat approprié zone. Les modèles PNNL utilisent les données météorologiques les plus représentatives pour représenter l’ensemble de la zone climatique, de sorte que le profil de charge du bâtiment peut être généralisé à l’ensemble de la zone et limiter la portée à un nombre raisonnable de simulations.  De plus, le profil de charge du bâtiment est mis à l’échelle de l’entrée Charge de pointe du bâtiment, comme spécifié par l’utilisateur sur la feuille de calcul myPLV® .  Les quatre points de performance répertoriés sur la feuille de travail myPLV comme le « myPLV Les points d’essai et de soumission » sont élaborés en regroupant les données de charge dans (4) plages de charge de l’usine de refroidissement : 0 à 37,5 %, 37,5 à 62,5 %, 62,5 à 87,5 % et 87,5 à 100 %.  Ces regroupements sont les bacs où les points de test pondérés au centre sont de 25 %, 50 %, 75 % et 94 %.  Notez que le point de conception de 100 % n’est pas inclus dans les critères de pondération du rendement, car le bac le plus élevé du groupe à 94 % comprend le coefficient de performance au point  de charge de 100 %.

Cependant, le point de conception à 100 % est requis dans l’entrée du livrable avec l’utilisateur spécifiant la température du condenseur entrée.  Il est essentiel de spécifier ce point car le refroidisseur est sélectionné pour fonctionner à ce point de conception et répondre aux codes énergétiques. Des performances certifiées à ce stade sont également essentielles pour dimensionner en toute confiance le câblage électrique, le courant admissible du circuit, les disjoncteurs et autres dispositifs de protection, la correction du facteur de puissance, les démarreurs, les commandes, les sécurités, remplir la plaque signalétique sur l’équipement, ainsi que pour se conformer aux listes et codes UL et autres agences.

Sélections de la méthode de contrôle de la tour (refroidie à l’eau uniquement)

L’outil myPLV développe quatre points de livrable pour les refroidisseurs évalués.  Pour les refroidisseurs refroidis à l’eau, chaque point de livrable est spécifié en % de charge à une température d’eau de condenseur d’entrée (ECWT).  L’outil myPLV utilise la méthode de performance des conditions de conception de la tour de refroidissement et de contrôle de la tour pour déterminer l’ECWT heure par heure pour les refroidisseurs afin de calculer finalement une ECWT pondérée en tonnes-heures pour chaque point de soumission.

Remarque :  Tous les calculs supposent qu’une cellule tour est séquencée avec chaque refroidisseur.  Les refroidisseurs sont autorisés à fonctionner jusqu’à 100 % de leur capacité nominale avant qu’un refroidisseur supplémentaire ne soit activé.

Sélections de la méthode de contrôle de la tour :

Débit du ventilateur de la tour complète - Cette sélection déterminera la température de l’eau du condenseur à l’entrée qui résulte du fonctionnement de la tour de refroidissement à pleine vitesse du ventilateur dans toutes les conditions, à moins que la température de l’eau du condenseur à l’entrée résultante ne soit inférieure au minimum spécifié par l’utilisateur.  Si la pleine puissance du ventilateur entraîne une température inférieure à la valeur minimale spécifiée, La température de l’eau du condenseur à l’entrée sera réglée sur la valeur minimale spécifiée.  La performance de la tour est supposée avoir une approche de la tour (T_sortant - T_{wb ambiant}) qui est égale à l’entrée de l’utilisateur pour la cellule étiquetée Rendement de conception de la tour à pleine charge - Approche du bulbe humide de la tour (F).  Cette approche de la tour se dégrade linéairement jusqu’à zéro sans rejet de chaleur (charge de l’installation de refroidissement de 0).  L’approche de la tour change également avec l’extérieur température du bulbe humide lorsque la capacité thermique du flux d’air humide change avec les conditions ambiantes du bulbe humide.  

Température fixe - Cette sélection est typique de nombreuses installations qui font fonctionner les tours de refroidissement jusqu’à un point de consigne de température constant.  Cette sélection nécessite une saisie du point de consigne de température par l’utilisateur. Les calculs supposent que cette valeur de consigne de température sera la température de l’eau du condenseur d’entrée pour les refroidisseurs,  à moins que la capacité de la tour dans les conditions spécifiques rencontrées ne puisse pas atteindre la température de consigne.  Dans ce cas, la tour de refroidissement de sortie La température sera égale à une valeur dans des conditions d’écoulement du ventilateur de la tour complète. 

Approche de la tour fixe - Cette sélection calculera une température de l’eau du condenseur d’entrée égale à la valeur de la température du bulbe humide extérieur plus l’approche de la tour saisie par l’utilisateur.  Si la tour de refroidissement ne peut pas atteindre cette valeur de température, la température sera renvoyée comme celle obtenue par la condition de débit du ventilateur de la tour complète.  Si cette méthode aboutit à une valeur de température inférieure à la température minimale de l’eau du condenseur spécifiée, La valeur minimale de consigne de température sera utilisée.

Optimisation de la tour de refroidissement - Cette sélection simule le comportement de la stratégie de contrôle de l’optimisation de la tour de refroidissement de Trane, qui se traduit par un changement dynamique du point de consigne de la température de l’eau du condenseur en fonction de la charge du refroidisseur et de la température ambiante du bulbe humide.  Si la tour de refroidissement ne peut pas atteindre la valeur de consigne cible, le débit complet du ventilateur de la tour sortant de la température de l’eau sera renvoyé.  Si cette méthode aboutit à une valeur de température inférieure à la température minimale de l’eau du condenseur spécifiée, la valeur minimale de consigne de la température sera utilisée.

L’outil myPLV® dispose d’une nouvelle feuille de travail qui fournit un calcul de l’impact énergétique et des graphiques de tendance pour illustrer les avantages d’un débit optimisé du système de rejet de chaleur pour les installations refroidies à l’eau dans des conditions de fonctionnement spécifiées.  La feuille de travail sur l’optimisation du débit de conception de l’eau du condenseur contient un moteur de simulation d’usine refroidie à l’eau permettant à l’utilisateur de faire des « Et si » sur les mesures de conservation de l’énergie.  À l’heure actuelle, cette feuille de travail ne fonctionne qu’avec des unités de mesure  « IP ». Cet outil de simulation annualisé simple à utiliser pour les usines refroidies à l’eau spécifiques à un emploi défini par l’utilisateur et son affichage des données sur les tendances de consommation d’énergie des composants fournissent au concepteur les informations nécessaires au choix, à la conception et à la spécification de systèmes d’eau glacée à haut rendement.

De nombreuses entrées de l’utilisateur sur la feuille de calcul de l’optimisation du débit de la conception de l’eau du condenseur sont répétées et partagées avec le calculateur myPLV (emplacement météorologique, dimensionnement de l’usine, contrôle de la tour).  Au-delà de ces données système de base, des entrées supplémentaires sont requises pour le moteur de simulation d’optimisation du flux et peuvent être modifiées dans la plage de sélection pour l’analyse « Et si » : 

• Type de refroidisseur : « Vitesse fixe » ou « Vitesse variable ».  Le code utilise un modèle de performance représentatif pour les refroidisseurs centrifuges
• Un ensemble de données décrivant le rendement de la tour dans des conditions d’écoulement de 3 gpm/tonne (bulbe humide de conception, approche de la tour, chute de pression de l’eau du condenseur)
• Point de consigne de température de l’eau glacée (plage de 36 à 55 °F)
• Efficacité de conception du refroidisseur dans des conditions AHRI standard (plage de 0,45 à 0,8 kW/tonne)
• Cote CTI de performance de la tour (plage de 30 à 100 gpm/hp)
• Hypothèses de coûts pour l’énergie et l’équipement auxiliaire

Notes:

• L’efficacité combinée de la pompe à eau du condenseur et du moteur est supposée être de 70 % et la chute de pression fixe pour l’élévation statique de la tour est supposée être de 15 pi H2O.  Le programme suppose que la tuyauterie dont la taille est de 3 gpm/tonne est conservée aux valeurs de débit de conception inférieures.  La chute de pression de l’eau du condenseur des autres éléments d’écoulement, y compris le refroidisseur, sont supposés réduire de manière appropriée à mesure que le débit nominal de conception est réduit. Étant donné que la perte de charge est émise dans les résultats, l’utilisateur peut déterminer si cette chute de pression correspond à ses propres estimations du système hydronique.
• Pour la tour de refroidissement, une cote CTI est utilisée pour déterminer la puissance du ventilateur de la tour dans les conditions de conception de la tour.  Un ventilateur de tour à vitesse variable est supposé et les calculs utilisent un rendement combiné du moteur et de l’onduleur de 90 %. On suppose que la taille de la tour reste fixe pour les débits du condenseur à des intervalles de 0,25 gpm/tonne.  On suppose que le fabricant apportera les modifications appropriées à la tuyère de la tour ou à la distribution du débit pour chaque nouvelle condition d’écoulement de conception afin d’optimiser la sélection.
• Un bouton radio situé juste en dessous de la valeur gpm/tonne dans les données du graphique est utilisé pour sélectionner de nouvelles données de conception de refroidisseur et de tour à utiliser dans la feuille de calcul du calculateur myPLV.  Les données de conception sont automatiquement copiées dans le calculateur myPLV en fonction du bouton radio sélectionné.
• Ce programme ne comprend pas d’analyse de la puissance de pompage de l’eau glacée.  Il se concentre sur le refroidisseur et le système de rejet de chaleur et suppose le même système de distribution d’eau glacée pour toutes les alternatives.

Voici ce qui vous attend...

• Les usines d’eau glacée montreront leur capacité à fonctionner à de bonnes valeurs annualisées.  Jouez avec le schéma de contrôle de la tour pour vous faire une idée des méthodes de contrôle qui semblent offrir les meilleures opportunités de performance globale.  L’avantage de l’optimisation du débit d’eau du condenseur sera évident, quelles que soient les méthodes de contrôle de la tour.
• L’ampleur de l’avantage est fortement influencée par le nombre de refroidisseurs dans l’installation ainsi que par la chute de pression du système d’eau du condenseur.
• Avec l’efficacité actuelle des refroidisseurs, des pompes et des ventilateurs, vous constaterez qu’un débit d’eau du condenseur de 2 gpm/tonne (158F Delta T) est une bonne règle empirique pour maximiser l’efficacité du système. 
• La sortie détaillée montrera l’impact énergétique et les décalages de points de conception pour le refroidisseur, la pompe du condenseur et la tour de refroidissement avec un débit de condenseur variable.  L’utilisateur devra évaluer leur conception particulière pour garantir un comportement similaire pour l’approche de la tour et la chute de pression de l’eau du condenseur.

Étant donné que le débit d’eau du condenseur affecte le processus de sélection du refroidisseur, nous prévoyons que l’utilisateur exécutera cette feuille de travail en premier.  Après avoir décidé d’un débit d’eau du condenseur, les conditions de conception du refroidisseur et de la tour sont copiées dans le calculateur myPLV.  Le calculateur myPLV est ensuite exécuté pour développer les points de test et de soumission myPLV avec les conditions pertinentes déplacées vers le formulaire d’appel d’offres myPLV.    Le calculateur myPLV et les formulaires d’appel d’offres ont été modifiés pour inclure la température du point de calcul de l’eau glacée et le débit de calcul de l’eau du condenseur afin que les données soient disponibles pour le processus de soumission.