CI Factory da Engelbert Strauss em Schlüchtern, Alemanha

Pegada reduzida de CO 2 e um conceito global de arrefecimento amigo do ambiente para a CI Factory da Engelbert Strauss

Schlüchtern, Alemanha

Dadas as dimensões gigantescas da CI Factory da Engelbert Strauss, é importante manter a cabeça fria. A unidade de produção do conhecido fabricante de vestuário de trabalho, calçado e acessórios em Schlüchtern, perto de Frankfurt am Main, construída de raiz entre 2017 e 2019, tem 90 000 m2 de espaço fabril, com quase 55 000 m2 dessa área a precisar de ar condicionado. Isto é o equivalente a quase oito campos de futebol. Foram instalados cinco chillers Daikin com uma potência nominal total de 3 450 kW, por forma a satisfazer os requisitos do cliente em termos de conforto climático, e para assegurar o funcionamento mais eficiente dos serviços do edifício em termos energéticos. Estes funcionam com o novo fluido frigorigéneo ecológico R1234ze, que tem um potencial de efeito de estufa particularmente baixo (valor GWP de 7).

A nova CI Factory da Engelbert Strauss em Schlüchtern pode ser vista à distância, da autoestrada A66, na proximidade de Schlüchtern (distrito de Main-Kinzig). Um gigantesco edifício industrial em aço domina a paisagem com uma fachada de vidro que, durante algum tempo, foi o maior projeto de construção de fachada na Alemanha. Com 22 500 m², é maior do que a fachada de vidro da Elbphilharmonie em Hamburgo. Só os armazéns têm um vão com uma altura que vai até aos 17 metros. O projeto de construção moderna para a Engelbert Strauss envolveu um investimento na ordem das centenas de milhões. A construção dos seus mais de 90 000 m² de espaço fabril começou com a colocação da primeira pedra em setembro de 2017, e foi concluída no final de 2019. A CI Factory, construída de acordo com o Decreto de Poupança de Energia EnEV 2014/2017, é a nova unidade de produção de última geração da empresa familiar fundada em 1948. Está agora na sua quarta geração de fabrico de vestuário e calçado de trabalho para clientes comerciais dos setores dos ofícios, indústria e serviços em mais de 30 países. Até ao fim de 2020, foram criados cerca de 350 novos postos de trabalho nesta unidade.

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A CI Factory é a nova unidade de produção de última geração da empresa familiar fundada em 1948. Está agora na sua quarta geração de fabrico de vestuário e calçado de trabalho para clientes comerciais dos setores dos ofícios, indústria e serviços em mais de 30 países. Até ao fim de 2020, foram criados cerca de 350 novos postos de trabalho nesta unidade. © DAIKIN

Vestuário de trabalho personalizado

Com recurso a uma logística de ponta, a Engelbert Strauss cria possibilidades completamente novas para a individualização do vestuário de trabalho com a sua CI Factory. É possível produzir calçado individual e de marca a partir de uma vasta gama de componentes, graças a uma tecnologia de fabrico inovadora e automatizada, combinada com uma logística de vaivéns assistida por robôs. Os vaivéns totalmente automáticos transportam produtos ao longo de transportadores com um total de 13 km, através de várias áreas de produção, desde a receção de mercadorias até à expedição direta, ou ao processamento interno posterior. Durante os períodos de pico podem ser processados até 4 000 artigos por hora. Um destaque especial da CI Factory é uma unidade de produção de calçado envidraçada, que produz mais de 400 000 sapatos individuais por ano.

Máxima compatibilidade ambiental

A Engelbert Strauss não só estabeleceu os mais elevados padrões de inovação na individualização dos seus produtos, mas também no planeamento da IC Factory, em termos de climatização e respeito pelo ambiente. No telhado do centro logístico, por exemplo, existe um conjunto fotovoltaico com uma potência nominal de 800 kWp, que corresponde às necessidades energéticas de 200 residências. O arrefecimento e o ar condicionado do projeto do edifício também teve, portanto, de ser planeado e implementado inteiramente de acordo com este credo. Juntamente com o fabricante do sistema STAR Kälte-Service GmbH de Bruchköbel, a Engelbert Strauss optou pelos chillers Daikin. “Já somos um parceiro especializado da Daikin há muitos anos. Eles oferecem bons produtos no setor da água fria e VRV, e desenvolveram uma estreita relação de trabalho connosco. A elevada qualidade dos seus sistemas, combinada com a fiabilidade e a perícia do pessoal da Daikin, são duas das muitas razões pelas quais decidimos trabalhar com a Daikin como parceiro neste projeto", diz Burkhard Taus, Diretor Geral da STAR Kälte GmbH.

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Com 22 500 m², o gigantesco edifício industrial em aço com fachada de vidro foi e é o maior projeto de construção de fachada na Alemanha. É maior do que a fachada de vidro da Elbphilharmonie em Hamburgo. © DAIKIN

Cooperação estreita entre todas as especialidades

No início deste novo projeto de construção, um grupo de especialistas juntou-se para coordenar e planear as operações de AVAC. Durante todo o período de construção, o grupo supervisionou a gestão da construção e implementação do equipamento técnico do edifício, em conjunto com os especialistas em eletricidade, os proprietários do edifício, os trabalhadores de betão e o gabinete de engenharia responsável. “Isto permitiu que muitos problemas e complicações fossem resolvidos no mais curto espaço de tempo possível”, diz Burkhard Taus. “Esta estreita colaboração entre todas as especialidades permitiu um processo de super construção que conseguiu cumprir todas as datas estabelecidas – algo que quase nunca acontece.”

Vantagens do fluido frigorigéneo R1234ze de baixo GWP

Foi desenvolvido um conceito global de arrefecimento amigo do ambiente, baseado no novo fluido frigorigéneo HFO R1234ze para assegurar a menor pegada de CO2 possível. Este fluido frigorigéneo à base de hidrofluoroolefinas (HFO) estabelece o novo padrão para meios de operação amigos do ambiente. Isto porque, com um GWP (Potencial de Aquecimento Global) 200 vezes inferior aos fluidos frigorigéneos convencionais, é muito mais amigo do ambiente do que o fluido frigorigéneo R-134a, frequentemente utilizado até agora em chillers e bombas de calor com compressores de mono parafuso. O R1234ze foi, portanto, utilizado em todas as máquinas à base de fluido frigorigéneo da Engelbert Strauss.

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O telhado da CI Factory apresenta não só o já referido conjunto fotovoltaico, mas também quatro chillers de condensação a ar da Daikin especialmente concebidos para a arquitetura "verde" de edifícios. Cada um deles tem uma potência de 820 kW em cascata, fornecendo ar condicionado eficiente para a logística e processos de produção. © DAIKIN

Calor, potência e arrefecimento utilizando uma unidade de cogeração

O sistema CHP (calor, potência e arrefecimento combinados) foi especialmente concebido para utilizar uma unidade de cogeração com absorvedor acoplado. Aqui, o calor residual da unidade de cogeração é convertido diretamente em frio pelo absorvedor. Este sistema gera energia térmica que pode ser utilizada para o aquecimento do edifício, como energia elétrica para o funcionamento da maquinaria, ou para arrefecer os robôs. Em conjunto com o arrefecimento gratuito, este projeto pode funcionar completamente sem refrigeração por compressão gerada mecanicamente durante a maior parte do ano

Os armazéns têm vãos com alturas até aos 17 metros. © DAIKIN

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Arrefecimento eficiente de todos os pisos do edifício através de chillers

O conceito de sistema para arrefecimento de superfície ou controlo da temperatura da CI Factory como um projeto de inovação especial, proporciona três tipos de produção de frio diferentes: o arrefecimento através de ventilação e chillers de recirculação de ar é utilizado para além do arrefecimento através de sistemas de arrefecimento de superfície.

O telhado da CI Factory apresenta não só o já referido conjunto fotovoltaico, mas também quatro chillers de condensação a ar da Daikin especialmente concebidos para a arquitetura "verde" de edifícios. Cada um deles tem uma potência de 820 kW em cascata, fornecendo ar condicionado eficiente para a logística e processos de produção. Os chillers compactos ocupam pouco espaço e oferecem a máxima fiabilidade e flexibilidade, tornando-os num sistema de arrefecimento de processos fiável. Um compressor de mono parafuso controlado por inverter com uma relação de volume variável (VVR) destaca a moderna tecnologia de compressores, com funcionamento silencioso baseado nos mais recentes designs de compressores e ventiladores.

A disposição dos quatro chillers (tipo EWAH-TZ-BSS2) em cascata combina as suas saídas individuais para fornecer ar condicionado eficiente e orientado pela procura. O controlador ativa todos ou apenas alguns dos chillers para satisfazer os requisitos de ar condicionado. Outras vantagens são provenientes de altos níveis de eficiência porque, quando ativada, cada unidade numa cascata funciona na sua janela de funcionamento ótima. As unidades estandardizadas podem também abranger espectros de saída muito amplos. Em comparação com um produto feito por medida, isto é muito vantajoso em termos de investimento inicial, bem como de custos de manutenção e peças sobressalentes.

Centro de distribuição de energia com distribuição complexa de água estratificada

Os diferentes consumidores da água fria produzida requerem temperaturas de fluxo muito diferentes em todo o edifício. A tecnologia de ventilação, por exemplo, requer uma temperatura de abastecimento/retorno da água de 8/14 °C, enquanto que os sistemas servidores funcionam a uma temperatura de 16/22 °C. Contudo, uma vez que os chillers só produzem água a 6-8 °C, a STAR Refrigeration optou por um sistema complexo de distribuição de água estratificada, utilizando um distribuidor Zortström da Zortea. Este centro de distribuição de energia patenteado oferece uma solução segura, simples e eficiente para recolher, distribuir e armazenar diferentes volumes com diferentes temperaturas. Os geradores de calor e consumidores podem ser desacoplados hidraulicamente e ligados separadamente de acordo com as temperaturas necessárias. Isto assegura a máxima disponibilidade de qualquer temperatura necessária em qualquer altura.

Está disponível outro chiller de condensação a ar (tipo EWAH-TZ-BSS1) da Daikin, com 170 kW, para redundância para arrefecimento das salas de servidores. Numa emergência, este é alimentado por uma fonte de alimentação de reserva, tornando praticamente impossível uma falha total do sistema de refrigeração.

Além disso, na portaria e nas salas de servidores estão instaladas duas unidades de ar condicionado split Daikin que utilizam o fluido frigorigéneo ecológico
R-32. Estes destacam-se pelo seu reduzido nível de ruído e consumo de energia extremamente baixo. A escolha de um sistema com R-32 reduz o impacto ambiental em 68 % em comparação com sistemas com R-410A, graças ao baixo GWP do fluido frigorigéneo. A elevada eficiência energética significa que o consumo de energia diminui imediatamente. São utilizadas duas unidades split interiores, uma como unidade montada na parede e a outra como cassete de teto; ambas caracterizam-se pelo seu design fino e discreto. O seu "fluxo de ar 3D" combina a rotação vertical e horizontal automática, de forma que o fluxo de ar frio/quente circule também por todos os cantos de divisões maiores.

Ar condicionado das instalações através de unidades de colocação no teto

As elegantes unidades de colocação no teto Euroraster da Daikin são unidades interiores altamente eficientes que se integram na perfeição em tetos, transformando os chillers num sistema de ar condicionado eficiente mas silencioso. Estas proporcionam um elevado nível de conforto através de ar condicionado fiável e controlável. Um fornecimento de ar novo integrado torna supérflua a ventilação adicional. Foi instalado um total de 82 unidades de colocação no teto Euroraster por todos os pisos do edifício. Destes, 21 permitem apenas o arrefecimento ou apenas o aquecimento, como unidades de 2 tubos. Outras 61 unidades podem ser utilizadas como unidades de 4 tubos, tanto para arrefecimento como para aquecimento. A cobertura do Euroraster VRV foi instalada como uma solução especial para todas as unidades interiores. Os compressores de inverter integrados ajustam continuamente a velocidade do compressor à necessidade efetiva. Isto resulta em menos arranques e paragens que consomem energia, o que reduz o consumo de energia em até 30 % e contribui para uma temperatura ambiente mais estável. O conceito da Daikin foi escolhido na área de escritórios, como uma alternativa menos dispendiosa ao aquecimento por painéis, principalmente em espaços onde estão instalados tetos de grelha.

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As elegantes unidades de colocação no teto Euroraster da Daikin são unidades interiores altamente eficientes que se integram na perfeição em tetos, transformando os chillers num sistema de ar condicionado eficiente mas silencioso. © DAIKIN

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Controlo completo e automação através da TI interna

O requisito de tecnologia de medição, controlo e regulação, e de TI para o controlo do sistema de ar condicionado foi um desafio especial. Tinha de ser concebido um conceito de arrefecimento com um esquema/lógica de controlo para satisfazer todos os requisitos do atual estado da arte ao nível da engenharia de controlo. Todos os dados seriam lidos através da BACnet-IP, e os modos de funcionamento seriam comutáveis. O ponto de ajuste seria especificado por uma especificação de tensão. A unidade de controlo das unidades à base em fluido frigorigéneo foi convertida e montada numa cassete de água refrigerada, para fins de implementação destes requisitos. Para além de outros ajustes na programação, isto permitiu a implementação do conceito necessário e, em última análise, também a colocação em funcionamento com êxito.

As unidades internas estão ligadas ao BMS no local, para monitorização através da interface BACnet DMS502A51 da Daikin. As unidades são acedidas através de comandos remotos, através de uma placa adicional, que utiliza controladores de 0-10 volts.

Os diferentes consumidores da água fria produzida requerem temperaturas de fluxo muito diferentes em todo o edifício. A tecnologia de ventilação, por exemplo, requer uma temperatura de abastecimento/retorno da água de 8/14 °C, enquanto os sistemas de servidores funcionam a uma temperatura de 16/22 °C. A imagem mostra o controlo remoto por cabo Daikin Madoka. © DAIKIN

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