Estudo de caso: Transferência de calor na rede de aquecimento urbano

A IDEX, empresa especializada na realização e gestão técnica de instalações para produção e distribuição de energia, gerencia a rede de aquecimento urbano LEVALLOIS através de sua terceirizada KALITA.

Uma rede de aquecimento mais limpa
Até 2013, a rede de aquecimento da cidade foi alimentada por uma caldeira bicombustível, usando gás natural e óleo, situada à Rua Jules Verne, no centro da cidade. O projeto de modernização da rede prevê sua substituição por uma subestação de interconexão implantada à Rua Pablo Neruda, alimentada pela Companhia Parisiense de Aquecimento Urbano (CPCU), utilizando primeiramente o vapor proveniente da queima de resíduos domésticos na Central de Incineração de Saint-Ouen e da utilização de biomassa.

A ideia é conectar a longo prazo todos os subúrbios de Paris às unidades incineradoras existentes para criar redes de aquecimento limpas e limitar a emissão de poluentes na produção de energia.

Nesta aplicação de HVAC, o vapor produzido pela CPCU é transportado até a subestação de interconexão onde um trocador de calor o transforma em água quente sanitária para alimentar toda a rede da cidade.

Desempenho energético de acordo com as regras
As especificações da subestação planejaram a implementação de 3 trocadores de calor tubulares verticais de 25 MW (tipo BEM) para vapor / água quente. Os trocadores de calor fornecidos pela Barriquand respeitam as normas TEMA (Associação dos Fabricantes de Trocadores de Calor Tubulares), garantindo uma construção robusta, confiável e de longa expectativa de vida.Estes trocadores de calor muito volumosos (instalados 2 andares abaixo do nível do solo) tiveram, entre outras coisas, que ter sua altura limitada.

Esta restrição foi respeitada graças ao uso de tubos menores fabricados especificamente para este projeto. Esta tecnologia permitiu propor uma superfície de troca térmica maior, com melhor desempenho de transferência de energia, alcançando uma temperatura de approach de apenas 5°C (diferença entre a temperatura de saída do fluido frio e a temperatura de entrada do fluido quente), que é notável para este tipo de trocador de calor, enquanto manteve-se um equipamento de volume reduzido. A instalação fornecida contempla ainda espaço para um quarto trocador de calor, por vir futuramente.

Também optamos por adicionar juntas de dilatação aos feixes dos nossos trocadores de calor tubulares para protegê-los de choques térmicos (compensam as diferenças de dilatação entre os tubos e o casco) e consequentemente aumentar a sua vida útil.

Transmissão térmica para uma energia sustentável
O impacto deste tipo de aplicação na Engenharia Ambiental é especialmente ecológico. Interconectar subestação de transmissão térmica nos permite usar uma unidade existente e bem sucedida de incineração de resíduos domésticos (UIOM). Assim, não há emissão de poluição adicional dentro da cidade. As restrições na regulamentação são bem simplificadas quando comparadas, entre outras coisas, às normas associadas ao uso de caldeiras.

Para nossos clientes, o ganho ambiental e a economia em manutenção são inegáveis: ausência de armazenamento de gás e óleo combustível, eliminação de emissão de fumaça e poluição sonora, redução de problemas com regulamentação local, etc.. Além disso, os trocadores de calor podem ser supervisionados remotamente, dispensam presença humana no local, o que reduz significativamente os custos operacionais.

Neste caso em particular, a subestação é comandada remotamente, a partir dos escritórios da KALITA, a aproximadamente 500m de distância da instalação.