HVAC – Armazém de equipamento médico
Manutenção da temperatura de um armazém de equipamento médico para a Bio-Rad, em Mitry-Mory
A empresa de inovação médica Bio-Rad pediu-nos que mantivéssemos uma temperatura exacta no seu pavilhão refrigerado para armazenamento de produtos médicos. A manutenção uniforme e precisa da temperatura na área de armazenamento ajuda a preservar a qualidade dos produtos sensíveis, a cumprir os regulamentos e agarantir a estabilidade e a eficácia a longo prazo dos produtos médicos.
O objetivo do estudo é, por conseguinte, analisar, através de métodos de simulação numérica (CFD) , as condições térmico-ar do pavilhão e desenvolver soluções técnicas para manter as temperaturas dentro de valores-alvo específicos.
AVAC para um armazém de equipamento médico
Ano
2024
Cliente
IPSEN
Localização
Mitry Mory
Tipologia
AVAC - Laboratório
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Estudos efectuados em grandes edifícios de armazenamento de equipamentos sensíveis à temperatura
A importância de um estudo CFD para manter uma temperatura homogénea num armazém
Para garantir a manutenção de uma temperatura uniforme no armazém, é fundamental efetuar um estudo CFD (Computational Fluid Dynamics). Esta abordagem permite simular e visualizar os fluxos de ar e as trocas de calor no interior do armazém em qualquer ponto do espaço.
Ao compreender plenamente estes fluxos de calor, torna-se possível determinar a forma como a temperatura se propaga e varia no espaço, o que ajuda a identificar quaisquer áreas fora do intervalo de valores-alvo, bem como as causas destes problemas. Uma vez detectados estes problemas, podem ser efectuados os ajustes adequados para garantir a manutenção da temperatura correcta em todo o armazém.
Modelação 3D do armazém
Para realizar este estudo CFD, os nossos engenheiros conceberam um modelo 3D preciso de todo o armazém. Em seguida, é efectuada uma simulação digital dos movimentos e das temperaturas do ar, tendo em conta todos os parâmetros internos e externos do sistema, bem como todos os fenómenos físicos envolvidos, nomeadamente as trocas de calor com o exterior, tanto através das paredes como das aberturas.
Os efeitos da estratificação do ar
Um estudo de estratificação do ar é essencial como parte de uma análise térmica de um edifício com tectos altos. Devido à diferença de densidade do ar em função da sua temperatura, a estratificação ocorre naturalmente, com o ar quente a acumular-se nas partes superiores do edifício e o ar frio a permanecer ao nível do solo.
Esta estratificação do ar pode causar uma série de problemas. Em primeiro lugar, pode causar variações significativas de temperatura entre diferentes áreas de um edifício, tornando certas partes demasiado quentes ou demasiado frias. Isto pode afetar o conforto dos ocupantes e levar a um consumo excessivo de energia para manter uma temperatura uniforme. Em segundo lugar, a estratificação do ar pode também resultar numa má distribuição do ar fresco e do ar viciado, conduzindo a uma má qualidade do ar interior. Os contaminantes podem acumular-se nas partes inferiores do edifício, com consequências potencialmente prejudiciais para a saúde dos ocupantes.
Para remediar estes problemas, é indispensável a utilização de sistemas de desestratificação. Os desestratificadores são dispositivos utilizados para interromper a estratificação do ar, misturando ativamente as camadas de ar quente e frio.
Ajudam a reduzir as diferenças de temperatura entre as diferentes zonas do edifício e garantem um maior conforto térmico aos ocupantes. Além disso, os desestratificadores proporcionam uma melhor ventilação e, por conseguinte, reduzem os riscos associados à presença de contaminantes nas partes inferiores do edifício.
Velocidades da isosuperfície a 1m/s
Estudo da redundância nos sistemas de climatização
A redundância dos sistemas de controlo climático é de importância crucial nos edifícios que armazenam equipamento sensível à temperatura, como o equipamento médico. A redundância refere-se à presença de dois ou mais sistemas capazes de desempenhar a mesma função. No contexto dos sistemas de controlo da climatização, isto significa ter vários sistemas de ar condicionado independentes para manter as condições de temperatura desejadas.
A importância da redundância reside no aumento da fiabilidade e da resiliência que oferece. Se um sistema falhar, os outros podem assumir o controlo para manter as condições ambientais necessárias. Deste modo, evitam-se variações de temperatura que poderiam danificar equipamentos sensíveis. Além disso, reduz o risco de perder equipamento valioso e dispendioso e contribui também para a conformidade regulamentar.
Através de um estudo CFD, é possível verificar se a redundância dos sistemas de climatização é suficiente para manter condições ambientais estáveis em todo o edifício. Este tipo de estudo permite simular diferentes situações, como uma falha do sistema ou cargas térmicas adicionais, de modo a verificar se os sistemas de reserva são capazes de manter as condições de temperatura exigidas. Identificando as zonas de fraco desempenho e optimizando os sistemas de redundância, é possível garantir uma resiliência total em caso de falha.
Estudo termo-aerodinâmico do armazém
Caracterização exacta do sistema em estudo
Para analisar em pormenor as questões acima mencionadas, a EOLIOS mobilizou os seus engenheiros para o local, a fim de efetuar vários inquéritos e observações. Em primeiro lugar, foi efectuado um levantamento preciso da disposição do edifício para permitir uma modelação 3D completa do ambiente.
Foi dada especial atenção à disposição das estantes de armazenagem, uma vez que a sua disposição pode ter um impacto significativo na circulação do ar e na distribuição da temperatura no armazém. Esta modelização permitirá uma modelização precisa dos fluxos térmicos e aeráulicos, bem como das interações entre os diferentes elementos presentes na sala de armazenagem.
Estantes de armazenagem - Passagem sob radiação
Seguinte, a disposição da ventilação existente também foi objeto de um exame minucioso. Os engenheiros têm avaliou os sistemas de ventilação existentesidentificar eventuais pontos fracos ou domínios em que possam ser introduzidas melhorias. E finalmente.., foi efectuado um estudo das condições meteorológicas da zona para determinar as temperaturas exteriores mais as temperaturas exteriores mais desfavoráveis a ter em conta.
Foram também efectuadas medições da temperatura e da velocidade do ar em vários pontos estratégicos do edifício, a fim de validar experimentalmente os nossos resultados numéricos.
As diferentes situações estudadas com CFD
Mapa de temperatura - Saída da conduta
Foram estudadas duas situações, uma correspondente às temperaturas exteriores máximas atingidas no verão e outra correspondente às temperaturas mínimas atingidas no inverno. As simulações realizadas no cenário de verão mostraram que o sistema de ar condicionado atual era suficiente para fazer face a temperaturas elevadas, com todos os pontos da sala dentro do intervalo de temperatura pretendido, não sendo necessário ativar os desestratificadores para esse efeito.
No entanto, as simulações efectuadas no cenário de inverno mostraram que, apesar de um certo grau de homogeneidade térmica, algumas zonas estavam fora do intervalo pretendido.
Foram então propostas soluções técnicas precisas para a disposição do espaço e dos sistemas de ventilação (temperatura de alimentação, sistema de desestratificação, redundância), dimensionadas para serem o menos onerosas possível, mantendo eficazmente a temperatura da zona de armazenamento nas condições mais extremas, a fim de garantir a qualidade e a fiabilidade dos produtos médicos aí armazenados durante todo o ano.
Resumo em vídeo do estudo
Resumo do estudo
A empresa de inovação médica Bio-Rad pediu-nos para manter uma temperatura exacta no seu armazém refrigerado em Mitry-Mory. O nosso objetivo era utilizar métodos de simulação numérica (CFD) para analisar as condições térmico-ar no pavilhão e desenvolver soluções técnicas para manter as temperaturas dentro de valores-alvo específicos.
Efectuámos levantamentos precisos da disposição do edifício e uma modelação 3D completa do ambiente, tendo em conta a disposição das estantes de armazenamento. Foi efectuada uma avaliação exaustiva da ventilação existente, identificando os pontos fracos e as áreas que requerem melhorias.
As simulações de verão mostraram que o atual sistema de ar condicionado era suficiente para fazer face às elevadas temperaturas. No entanto, no cenário de inverno, algumas zonas encontravam-se fora do intervalo visado. Por isso, propusemos e dimensionámos soluções técnicas precisas, como a adaptação da disposição do espaço e dos sistemas de ventilação, para manter eficazmente a temperatura em todo o armazém.
O nosso estudo CFD permite-nos garantir a qualidade e a fiabilidade do armazenamento de produtos médicos ao longo de todo o ano, assegurando a manutenção de uma temperatura uniforme em conformidade com a regulamentação.
Resumo em vídeo da missão
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