Chicago, al ser la ciudad «ventosa» que es, no es ajena a las temperaturas extremas. El clima puede volverse bastante duro: las temporadas de invierno pueden ser bastante frías, mientras que los veranos definitivamente pueden convertirse en un calor abrasador.

No obstante, no significa que sea un lugar terrible para vivir. Gracias a varios sistemas de enfriamiento y un par de centros de enfriamiento, los habitantes de Chicago pueden buscar alivio durante esos calurosos meses de verano. Una de las iniciativas más notables para combatir el calor es el uso de plantas enfriadoras.

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Introducción a Chicago Plantas enfriadoras

Si bien los sistemas HVAC son responsables de regular los niveles de confort de la mayoría de los ambientes interiores, una planta enfriadora actúa como un sistema de enfriamiento centralizado que proporciona enfriamiento para un edificio o varios edificios. parte del aire acondicionado mediante sistemas HVAC. En el sitio web de Energy Star, alrededor del 39% de los edificios de más de 100.000 pies cuadrados tienen un sistema de agua fría.

Aunque las plantas enfriadoras parecen una nueva innovación, el concepto no es realmente nuevo. Los registros han demostrado que los antiguos romanos ya usaban refrigeración para sus ambientes interiores. Sin embargo, no utilizaron una planta centralizada, sino que utilizaron agua para correr a través de las paredes de sus edificios con el fin de enfriar la temperatura interior.

En el siglo XIX, la gente comenzó a experimentar en un intento de crear un sistema de aire acondicionado moderno mediante el uso de ventiladores eléctricos para soplar aire a través de superficies frías. Desafortunadamente, tales sistemas no llegaron a ser el centro de atención debido a sus enormes costos e ineficiencia.

No fue hasta 1922 que Willis Carrier inventó un enfriador centrífugo, que permitía al público acceder fácilmente al aire acondicionado.

Componentes

Aunque las enfriadoras, también conocidas como unidades de condensación, se utilizan principalmente para fines de aire acondicionado, las plantas de enfriadoras, por otro lado, están hechas de varios equipos mecánicos. El aire frío se distribuye por todo el edificio mediante un sistema de distribución compuesto por una canalización metálica para transportar el aire y un ventilador para empujarlo.

Hoy en día, la mayoría de las plantas de enfriadoras también vienen con un variador de velocidad capaz de hacer funcionar varias unidades de condensación a la vez, lo que es más eficiente que simplemente encenderlas o apagarlas todas. En algunos casos, las torres de enfriamiento se utilizan para enfriar el aire antes de que pueda ingresar al enfriador.

¿Cuán eficientes son?

Según el Departamento de Energía, del 10 al 15% de la energía que consumen los edificios se destina a la climatización. Aunque las unidades de condensación se están volviendo cada vez más eficientes con la introducción de tecnologías más nuevas, todavía es posible ahorrar más energía al reducir el tamaño de la planta y mejorar los sistemas de distribución.

Teniendo en cuenta que las enfriadoras se encuentran entre los mayores consumidores de energía en un edificio, puede tener un impacto masivo en los costos operativos. Por lo tanto, monitorear las enfriadoras en una planta es importante para saber qué tan eficiente es el sistema.

Calcular la eficiencia de un enfriador es realmente simple midiendo su CoP o coeficiente de rendimiento.

Básicamente, es la relación entre el efecto de refrigeración del enfriador y la cantidad de energía eléctrica requerida para producirlo. Estas dos unidades se miden en kilovatios (kW). Veamos un ejemplo:

Un enfriador produce 3.000 kW de refrigeración, lo que equivale a 10.236.423 BTU / h, mientras que requiere una energía eléctrica de 500 kW para producir tal efecto. La CoP se puede calcular usando esta fórmula:

Efecto de enfriamiento / requerimiento de energía eléctrica

Por lo tanto, usando la fórmula dada:

3,000kW / 500 kW = 6 El Coeficiente de Rendimiento, en este caso, es 6, lo que solo significa que por cada 1kW de energía eléctrica utilizada, se producen 6kW de refrigeración.

Tenga en cuenta, sin embargo, que la CoP de un enfriador dependerá de su carga de enfriamiento, sin mencionar que cada enfriador tiene su propia eficiencia diferente. Los fabricantes de enfriadores normalmente proporcionarán los datos de diseño de CoP para hacer una comparación de rendimiento entre enfriadores más rápida y sencilla.

Optimización de plantas de enfriadoras y su impacto en los edificios en Chicago

Dado que las plantas de enfriadoras a menudo se denominan el «corazón» de un sistema de HVAC en edificios, es importante optimizarlas para lograr un mejor rendimiento. Aparte de que una planta de enfriamiento es la principal fuente de enfriamiento, utiliza muchas de las necesidades energéticas de un edificio, lo que genera enormes costos de energía.

Por ejemplo, en un hotel típico de Chicago, el sistema HVAC puede usar hasta el 50% de la carga eléctrica total, y una planta enfriadora absorbe una gran parte de eso.

Uno de los desafíos reales de las plantas enfriadoras es que muchas de ellas no funcionar a su diferencial de temperatura diseñado.Esta es la diferencia de temperatura entre el retorno del agua enfriada (delta T) y el suministro de agua enfriada. Las plantas enfriadoras que funcionan a niveles inferiores a los óptimos son en realidad comunes y, en la mayoría de los casos, tienen un delta T mucho más bajo de lo necesario. Esto se debe a varios factores, como el método utilizado para controlar el equipo y la forma en que operan los sistemas del lado aire.

La optimización de una planta enfriadora es posible comenzando con las bombas de agua enfriada y los enfriadores. La disposición de planta de enfriamiento más eficiente utilizada es el sistema de agua enfriada primaria variable, ya que utiliza un solo conjunto de bombas para distribuir el agua por todo el edificio. Otro arreglo eficiente es primario-secundario que usa dos juegos de bombas para los enfriadores y los sistemas del edificio.

Es de suma importancia controlar adecuadamente los equipos como las bombas, enfriadores y torres de enfriamiento, especialmente cuando se combina con un sistema de control de calidad. Un sistema de calidad permite la coordinación de todos los aspectos del sistema y otorga acceso a los datos internos del enfriador.

Hacer esto permite que los datos se utilicen como entrada para crear un programa de control efectivo. Al tener un conocimiento profundo de cómo funciona el enfriador, es posible controlar la planta del enfriador de la manera más efectiva posible. Si no hay suficiente experiencia disponible para controlar la planta de manera eficiente, contratar un socio de controles confiable es la opción más ideal para lograr la optimización.

Así es como funcionan las plantas enfriadoras no solo en Chicago sino en todos los estados en general. El proceso de optimización permite que los edificios proporcionen un enfriamiento eficiente en medio del clima cálido del estado sin absorber demasiada carga eléctrica. Pero, por supuesto, eso solo se puede lograr contratando a las personas adecuadas para el trabajo.