Caso
Hospital da Caritas em Bad Mergentheim: proteção ambiental graças a tecnologia eficiente
Nos últimos anos, o Hospital da Caritas em Bad Mergentheim tem vindo a atualizar gradualmente a sua tecnologia AVAC, com o mais recente foco no sistema de refrigeração. Um elemento importante de todos os projetos foi o sistema hidráulico com bombas de elevada eficiência da Grundfos.
Os hospitais consomem energia em grande escala e com uma utilização intensiva de recursos, podendo desempenhar um papel importante na proteção do clima. Isto é evidente em iniciativas como o projeto 'KLIK green', financiado pelo Ministério do Ambiente alemão, no qual 250 hospitais e clínicas de reabilitação em toda a Alemanha pouparam, cumulativamente, 100 000 toneladas de CO2 desde abril de 2022. No entanto, a modernização dos sistemas de energia nos hospitais é, na prática, um empreendimento a longo prazo que implica a substituição de partes da tecnologia do edifício em projetos faseados. E isto não foi diferente para o Hospital da Caritas de Bad Mergentheim, que atualizou o seu sistema de refrigeração em 2021.
O Hospital Caritas de Bad Mergentheim é o hospital central no norte de Wurtemburgo, o maior hospital de prestação de cuidados agudos da região e um hospital universitário da Universidade de Würzburg.
Sendo o maior hospital de prestação de cuidados agudos da região, emprega 1450 funcionários em dez departamentos especializados, dois institutos e dez centros médicos certificados, e presta cuidados a cerca de 22 000 pacientes internados e a mais de 45 000 doentes em ambulatório todos os anos. Desde 2006, o hospital faz parte do BBT Group, um grupo cristão que é um importante fornecedor de hospitais e instalações de cariz social. Nos anos 90, o hospital da Caritas foi reconstruído, sendo que as instalações técnicas deveriam ser atualizadas posteriormente. Assim, desde 2014, o hospital tem realizado gradualmente grandes obras de modernização, que resultaram, até à data, na substituição ou atualização do centro de fornecimento de energia, do sistema de distribuição de calor, da tecnologia de ventilação e ar condicionado e o sistema de refrigeração. Estas medidas têm-se focado na otimização energética para uma maior proteção do clima e um funcionamento mais eficiente.
Novo sistema de refrigeração
O projeto mais recente foi a substituição do sistema de refrigeração, que ficou concluído no outono de 2021. “A instalação dos anos 90 já não conseguia satisfazer os requisitos de refrigeração no verão e não oferecia redundância suficiente para uma potencial falha de uma unidade de refrigeração,”, explica Detlef Janßen, Diretor de Tecnologia do BBT Group para a região de Tauberfranken-Hohenlohe. “Além disso, as duas instalações de torres de arrefecimento abertas deixaram de ser adequadas para a sua finalidade e tiveram de ser substituídas para fazer face a problemas de higiene.”
A SOLUÇÃO
O novo sistema de refrigeração foi concebido com base em redundância suficiente, na substituição das duas torres de arrefecimento húmidas e na continuação do funcionamento da existente central de arrefecimento por absorção. Para esse fim, foram instaladas duas novas unidades de refrigeração no centro de abastecimento de energia do hospital. Cada uma tem uma capacidade de refrigeração de aprox. 550 kW, enquanto uma tem 400 kW de refrigeração livre. A distribuição é feita através de um novo centro de distribuição em Zortström (máx. 2 MW), ao qual estão também ligados o depósito de inércia existente e a unidade de refrigeração por absorção com 450 kW de capacidade de refrigeração.
Há um segundo centro de distribuição (máx. 1,5 MW) ligado ao centro de distribuição principal através de linhas de bombagem na antiga central de refrigeração. Adicionalmente, foram instalados um novo refrigerador de água de aproximadamente 600 kW de potência e outro centro de distribuição em Zortström (aprox. 1,0 MW) na antiga localização da torre de arrefecimento. No verão, os sistemas de ventilação e ar condicionado são abastecidos com água fria de forma independente, a partir deste terceiro centro de distribuição. No inverno, o frio obtido a partir da refrigeração gratuita pode ser encaminhado para os sistemas de ventilação e ar condicionado. Com uma potência de 150 kW por unidade de produção, a extração de frio satisfaz todas as necessidades ao longo do ano.
Novo centro de abastecimento de energia de frio com um dos três distribuidores de Zortström e bombas de frio.
O novo sistema de refrigeração oferece uma enorme flexibilidade entre centrais de produção, refrigeração gratuita e depósitos de inércia e, portanto, pode fornecer refrigeração de forma eficiente e segura.
À semelhança de anteriores medidas de modernização no Hospital Caritas, o novo sistema de refrigeração foi projetado pela empresa de engenharia Neckermann (Gerlingen) e implementado pelo fabricante RGT Rhönland Gesundheitstechnik (Bad Neustadt an der Saale). A central entrou em funcionamento no outono de 2021 e, após a entrega final, o projeto encontra-se agora concluído. Para o Hospital Caritas de Bad Mergentheim, a última fase de modernização é mais um passo importante para adaptar os seus equipamentos técnicos em termos ambientais e económicos.
Foco em bombas de elevada eficiência
A tecnologia de bombas da Grundfos também desempenha o seu papel na eficiência energética e económica do novo sistema de refrigeração do Hospital Caritas. Foram instaladas várias dezenas de modelos da série de circuladores MAGNA3 de elevada eficiência, bem como da série in-line TPE, com motores altamente eficientes. O hospital tem confiado consistentemente nas bombas da Grundfos desde a primeira grande fase de modernização em 2014. Na época, o centro de abastecimento de energia obsoleto, com três caldeiras a vapor sobredimensionadas devido a medidas de poupança de energia, foi substituído por um novo sistema CHP, duas caldeiras a vapor para gerar vapor de processos e duas caldeiras, cada uma com uma potência de 1500 kW. As bombas MAGNA3 e TPE de elevada eficiência da Grundfos foram utilizadas pela primeira vez no sistema hidráulico.
Sistema de bombas para bombear a água de refrigeração para a torre de arrefecimento seca
“Após a renovação do centro de abastecimento de energia em Bad Mergentheim, em conversa num evento questionámo-nos se seria possível otimizar ainda mais as definições das bombas”, recorda Detlef Janßen. “Por isso, agendámos uma reunião com a assistência técnica da Grundfos, que ajustou as nossas bombas para a configuração ideal e veio dar formação detalhada aos nossos colegas. O que mais nos impressionou foi o facto de as bombas da Grundfos fornecerem mais informação para otimização do que outros modelos.”
Estas experiências positivas constituíram a base para uma colaboração a longo prazo. “Valorizamos particularmente o aconselhamento direto e personalizado”, afirma Janßen. “Sempre que surge uma pergunta, não temos de clicar em imensos ecrãs de ajuda no computador; basta pegar no telefone para obtermos rapidamente a ajuda de que precisamos. Isto permite poupar tempo e criar confiança.”
A adoção da tecnologia de bombas vai além da unidade de Bad Mergentheim. O Hospital Caritas está associado ao hospital vizinho de Tauberbischofsheim através do BBT Group, e o diretor de tecnologia também é o responsável pelos projetos de modernização dessa unidade. Após as experiências positivas em Bad Mergentheim em 2016/17, o centro de fornecimento de energia de Tauberbischofsheim também foi alvo de uma atualização. O antigo sistema de caldeiras foi substituído por duas caldeiras e um CHP, e o sistema hidráulico foi atualizado com um maior número de bombas MAGNA3 e TPE de alta eficiência da Grundfos. Foi também instalado um refrigerador de absorção numa nova construção com arrefecimento com núcleo de betão para permitir que central de energia funcione no verão.
Poupanças energéticas graças à substituição das bombas
Os projetos de modernização em Bad Mergentheim e Tauberbischofsheim motivaram os responsáveis a voltarem, mais uma vez, a sua atenção para o potencial de otimização energética do sistema hidráulico. “Ainda tínhamos um grande número de bombas antigas nas instalações e, gradualmente, começámos a substituí-las”, explica Detlef Janßen. “As exigências crescentes de proteção ambiental deram um novo impulso a este processo, especialmente porque conseguimos aceder a financiamento governamental.”
Isto significa que, desde 2018, cerca de 130 bombas existentes nos sistemas de distribuição de calor dos edifícios foram substituídas por bombas de elevada eficiência no Hospital Caritas. Na sua maioria, foram utilizados modelos da série MAGNA3, que, com os seus 45 tipos e mais de 220 modelos, abrangiam uma vasta gama de capacidades. O Hospital de Tauberbischofsheim decidiu solicitar à Grundfos um Energy Check antes da substituição.
Preferimos jogar pelo seguro em termos de dimensionamento e escolha das bombas de substituição para poder planear o projeto com números válidos,
Assim, em outubro de 2019, a Grundfos realizou um Energy Check às 57 bombas existentes em Tauberbischofsheim. Segundo o resultado, todas as 57 bombas tinham potencial de economia, muito significativa em alguns casos. No total, a verificação energética resultou numa poupança energética de quase 71 000 kWh por ano, o equivalente a uma redução das emissões de quase 31 toneladas de CO2. Em termos financeiros, a poupança traduz-se numa redução dos custos de funcionamento de quase 13 mil euros por ano. O período de retorno do investimento calculado para todas as bombas foi inferior a oito anos em 2019, mas com o aumento subsequente dos custos de energia, o projeto acabará por se pagar a si mesmo muito mais cedo. Muitas das bombas sobredimensionadas foram substituídas ao longo de vários meses no inverno de 2019/20, mais uma vez maioritariamente por modelos MAGNA3 e da série ALPHA2 de menores dimensões.
Um contributo de sucesso para a proteção ambiental
Em Bad Mergentheim, as bombas de elevada eficiência desempenham um papel importante para atingir os objetivos "KLIK green" do Hospital Caritas. Fiel ao lema “Os hospitais ajudam a proteger o clima”, o projeto “KLIK green”, com um ano de duração, financiado pelo Ministério do Ambiente alemão, visa ajudar 250 hospitais e clínicas de reabilitação participantes em toda a Alemanha a pouparem 100 000 toneladas de CO2 até abril de 2022. “Estamos confiantes de que conseguiremos atingir a redução de 400 toneladas que estabelecemos para o Hospital Cáritas”, diz Detlef Janßen. “Graças ao nosso envolvimento no projeto 'KLIK green', este ano conseguiremos concluir a atualização energética dos nossos sistemas de ventilação e ar condicionado, que originalmente estava programada para ocorrer de forma mais gradual.” Em 2019/20, a clínica atualizou o primeiro sistema de ventilação e ar condicionado com permutadores de calor de contracorrente multifuncionais. Em 2022, está planeada a atualização de outros cinco sistemas com o mesmo design, nos quais também serão utilizadas bombas de elevada eficiência da Grundfos.
Experiência prática para os gestores da área da saúde do futuro
A tecnologia de edifícios eficiente não é apenas uma questão importante para Detlef Janßen no seu principal trabalho como Diretor de Tecnologia no BBT Group. Janßen também é professor de Gestão de Saúde na Universidade Estadual Cooperativa de Baden-Wuerttemberg (DHBW). “O envolvimento comercial na gestão de instalações e na aquisição de energia nos setores da saúde exige uma compreensão básica do equipamento técnico”, afirma Janßen. “É por isso que tento que os alunos também estejam cientes das relações técnicas. Muitos deles não percebem quanta energia é usada nos hospitais e o efeito que a otimização energética pode ter. As experiências práticas em Bad Mergentheim e Tauberbischofsheim são excelentes formas de transmitir esses conceitos.”