Chicago, essendo la città “ventosa”, non è estranea alle temperature estreme. Il clima può diventare piuttosto rigido: le stagioni invernali possono diventare piuttosto fredde, mentre le estati possono sicuramente diventa un caldo torrido.

Tuttavia, ciò non significa che sia un posto terribile in cui vivere. Grazie a vari sistemi di raffreddamento e a un paio di centri di raffreddamento, gli abitanti di Chicago possono cercare sollievo durante quei caldi mesi estivi. Una delle iniziative più importanti per combattere il calore è l’uso di impianti di refrigerazione.

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Un’introduzione a Chicago Impianti di refrigerazione

Mentre i sistemi HVAC sono responsabili della regolazione dei livelli di comfort della maggior parte degli ambienti interni, un impianto di refrigerazione agisce come un sistema di raffreddamento centralizzato che fornisce il raffreddamento di un edificio o di più edifici. Inoltre, fornisce un porzione di aria condizionata da impianti HVAC Secondo il Sul sito web di Energy Star, circa il 39% degli edifici di dimensioni superiori a 100.000 piedi quadrati dispone di un sistema di acqua refrigerata.

Sebbene gli impianti di refrigerazione suonino come una nuova innovazione, il concetto non è in realtà nuovo. I registri hanno dimostrato che gli antichi romani usavano già il raffreddamento per i loro ambienti interni. Tuttavia, non hanno utilizzato un impianto centralizzato ma hanno invece utilizzato l’acqua per scorrere attraverso i muri dei loro edifici per raffreddare la temperatura all’interno.

Nel 19 ° secolo, le persone iniziarono a sperimentare nel tentativo di creare un moderno sistema di condizionamento d’aria utilizzando ventilatori elettrici per soffiare aria su superfici fredde. Sfortunatamente, tali sistemi non sono stati davvero alla ribalta a causa dei loro enormi costi e inefficienza.

Fu solo nel 1922 che Willis Carrier inventò un refrigeratore centrifugo, consentendo al pubblico di avere un facile accesso all’aria condizionata.

Componenti

Sebbene i refrigeratori, noti anche come unità di condensazione, siano utilizzati principalmente per scopi di condizionamento dell’aria, gli impianti di refrigerazione, d’altra parte, sono costituiti da diverse apparecchiature meccaniche. L’aria fresca viene distribuita in tutto l’edificio utilizzando un sistema di distribuzione composto da una canalizzazione metallica per il trasporto dell’aria e da un ventilatore per la spinta.

Oggigiorno, la maggior parte degli impianti di refrigerazione è dotata anche di un azionamento a velocità variabile in grado di far funzionare più unità di condensazione contemporaneamente, il che è più efficiente della semplice accensione o spegnimento di tutte. In alcuni casi, le torri di raffreddamento vengono utilizzate per raffreddare l’aria prima ancora che possa entrare nel refrigeratore.

Quanto sono efficienti?

Secondo il Dipartimento dell’Energia, il 10-15% dell’energia consumata dagli edifici è destinata alla climatizzazione. Anche se le unità motocondensanti stanno diventando sempre più efficienti con l’introduzione di nuove tecnologie, è ancora possibile risparmiare più energia riducendo le dimensioni dell’impianto e migliorando i sistemi di distribuzione.

Considerando che i refrigeratori sono tra i maggiori consumatori di energia in un edificio, possono avere un impatto enorme sui costi operativi. Pertanto, il monitoraggio dei refrigeratori in un impianto è importante per sapere quanto sia efficiente il sistema.

Calcolare l’efficienza di un refrigeratore è in realtà semplice misurando il suo CoP o coefficiente di prestazione.

Fondamentalmente, è il rapporto tra l’effetto di refrigerazione del refrigeratore e la quantità di energia elettrica richiesta per produrlo. Queste due unità sono misurate in kilowatt (kW). Facciamo un esempio:

Un refrigeratore produce 3.000kW di raffreddamento che equivalgono a 10.236.423 BTU / h mentre richiede un’energia elettrica di 500kW per produrre tale effetto. Il CoP può essere calcolato utilizzando questa formula:

Effetto di raffreddamento / fabbisogno di energia elettrica

Quindi, utilizzando la formula data:

3.000kW / 500 kW = 6 Il coefficiente di prestazione, in questo caso, è 6, il che significa solo che per ogni 1kW di energia elettrica utilizzata vengono prodotti 6kW di raffreddamento.

Tieni presente, tuttavia, che la CoP di un refrigeratore dipenderà dal suo carico di raffreddamento, per non parlare che ogni refrigeratore ha la sua diversa efficienza. I produttori di refrigeratori forniscono normalmente i dati di progettazione CoP per rendere più rapido e semplice un confronto delle prestazioni tra i refrigeratori.

Ottimizzazione degli impianti di refrigerazione e relativo impatto sugli edifici a Chicago

Poiché gli impianti di refrigerazione sono spesso indicati come il “cuore” di un sistema HVAC negli edifici, è importante ottimizzarli al fine di ottenere prestazioni migliori. Oltre a un impianto di refrigerazione che è la principale fonte di raffreddamento, utilizza gran parte del fabbisogno energetico di un edificio, con conseguenti costi energetici enormi.

Ad esempio, in un tipico hotel di Chicago, il sistema HVAC può utilizzare fino al 50% del carico elettrico totale e un impianto di refrigerazione ne occupa una parte enorme.

Una delle vere sfide degli impianti di refrigerazione è che molti di essi non lo fanno funzionare alla differenza di temperatura progettata.Questa è la differenza di temperatura tra il ritorno dell’acqua refrigerata (delta T) e l’alimentazione dell’acqua refrigerata. Gli impianti di refrigerazione che funzionano a livelli inferiori a quelli ottimali sono in realtà comuni e nella maggior parte dei casi hanno un delta T molto inferiore a quello necessario. Ciò è causato da diversi fattori come il metodo utilizzato per controllare l’apparecchiatura e il modo in cui operano i sistemi lato volo.

L’ottimizzazione di un impianto di refrigerazione è possibile iniziando con le pompe e i refrigeratori dell’acqua refrigerata. La disposizione dell’impianto di refrigerazione più efficiente utilizzata è il sistema di acqua refrigerata primaria variabile in quanto utilizza solo un unico set di pompe per la distribuzione dell’acqua in tutto l’edificio. Un’altra disposizione efficiente è primaria-secondaria che utilizza due serie di pompe per i refrigeratori e i sistemi dell’edificio.

È della massima importanza controllare adeguatamente le apparecchiature come pompe, chiller e torri di raffreddamento, soprattutto se combinate con un sistema di controllo della qualità. Un sistema di qualità consente il coordinamento di tutti gli aspetti del sistema e garantisce l’accesso ai dati interni del chiller.

In questo modo è possibile utilizzare i dati come input per la creazione di un programma di controllo efficace. Avendo una profonda comprensione del funzionamento del refrigeratore, è possibile controllare l’impianto del refrigeratore nel modo più efficace possibile. Se non è disponibile una competenza sufficiente per controllare in modo efficiente l’impianto, assumere un partner affidabile per i controlli è l’opzione più ideale per ottenere l’ottimizzazione.

È così che funzionano gli impianti di refrigerazione non solo a Chicago ma in tutti gli stati in generale. Il processo di ottimizzazione consente agli edifici di fornire un raffreddamento efficiente in mezzo al clima caldo dello stato senza assorbire troppo il suo carico elettrico. Ma ovviamente questo può essere ottenuto solo assumendo le persone giuste per il lavoro.