Chicago, por ser a cidade “ventosa” que é, não é estranha aos extremos de temperatura. O clima pode ser muito rigoroso – o inverno pode ficar bem frio, enquanto o verão pode definitivamente torna-se muito quente.

No entanto, isso não significa que seja um lugar terrível para se viver. Graças a vários sistemas de resfriamento e alguns centros de resfriamento, os habitantes de Chicago podem buscar alívio durante os meses quentes de verão. Uma das iniciativas mais notáveis para combater o calor é o uso de chillers.

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Uma introdução a Chicago Plantas de resfriamento

Embora os sistemas HVAC sejam responsáveis por regular os níveis de conforto da maioria dos ambientes internos, uma planta de resfriamento atua como um sistema de resfriamento centralizado que fornece resfriamento para um edifício ou vários edifícios. parte do ar condicionado por sistemas HVAC. No site Energy Star, cerca de 39% dos edifícios com mais de 100.000 pés quadrados de tamanho possuem um sistema de água gelada.

Embora os chillers soem como uma inovação, o conceito não é realmente novo. Registros mostram que os antigos romanos já usavam refrigeração em seus ambientes internos. No entanto, eles não usaram uma planta centralizada, mas em vez disso, usaram água para correr pelas paredes de seus edifícios a fim de resfriar a temperatura interna

No século 19, as pessoas começaram a experimentar na tentativa de criar um sistema moderno de ar-condicionado usando ventiladores elétricos para soprar o ar em superfícies frias. Infelizmente, esses sistemas não chegaram aos holofotes devido aos seus enormes custos e ineficiência.

Foi só em 1922 que um resfriador centrífugo foi inventado por Willis Carrier, permitindo que o público tivesse fácil acesso ao ar-condicionado.

Componentes

Embora os chillers, também conhecidos como unidades condensadoras, sejam usados principalmente para fins de ar condicionado, os chillers, por outro lado, são compostos por vários equipamentos mecânicos. O ar frio é distribuído por todo o edifício por meio de um sistema de distribuição composto por uma tubulação metálica para transportar o ar e um ventilador para empurrá-lo.

Hoje em dia, a maioria das plantas de resfriamento também vem com um acionador de velocidade variável capaz de operar várias unidades condensadoras ao mesmo tempo, o que é mais eficiente do que apenas ligar ou desligar todas elas. Em alguns casos, as torres de resfriamento são usadas para resfriar o ar antes mesmo que ele entre no resfriador.

Quão eficientes são eles?

Segundo o Departamento de Energia, 10-15% da energia que é consumida pelos edifícios é destinada à climatização. Embora as unidades de condensação estejam se tornando cada vez mais eficientes com a introdução de novas tecnologias, ainda é possível economizar mais energia reduzindo o tamanho da planta e melhorando os sistemas de distribuição.

Considerando que os chillers estão entre os maiores consumidores de energia em um edifício, isso pode ter um impacto enorme nos custos operacionais. Portanto, monitorar os chillers em uma planta é importante para saber o quão eficiente é o sistema.

Calcular a eficiência de um chiller é realmente simples, medindo seu CoP ou coeficiente de desempenho.

Basicamente, é a razão entre o efeito de refrigeração do chiller e a quantidade de energia elétrica necessária para produzi-lo. Essas duas unidades são medidas em quilowatts (kW). Vejamos um exemplo:

Um chiller produz 3.000 kW de resfriamento, o que é equivalente a 10.236.423 BTUs / h, enquanto requer uma energia elétrica de 500 kW para produzir tal efeito. O CoP pode ser calculado usando esta fórmula:

Efeito de resfriamento / necessidade de energia elétrica

Assim, usando a fórmula fornecida:

3.000kW / 500 kW = 6 O Coeficiente de Desempenho, neste caso, é 6, o que significa apenas que para cada 1kW de energia elétrica utilizada, são produzidos 6kW de refrigeração.

Tenha em mente, no entanto, que o CoP de um chiller dependerá de sua carga de resfriamento, sem mencionar que cada chiller tem sua própria eficiência diferente. Os fabricantes de chillers normalmente fornecem os dados do projeto de CoP para fazer uma comparação de desempenho entre os chillers mais rápida e fácil.

Otimização da planta de resfriamento e seu impacto nos edifícios em Chicago

Uma vez que as plantas de resfriamento são muitas vezes referidas como o “coração” de um sistema HVAC em edifícios, é importante otimizá-las para obter um melhor desempenho. Além de uma planta de resfriamento ser a principal fonte de resfriamento, ela consome muita energia de um prédio, resultando em enormes custos de energia.

Por exemplo, em um hotel típico de Chicago, o sistema HVAC pode usar até 50% da carga elétrica total, e uma planta de resfriamento ocupa uma grande parte disso.

Um dos verdadeiros desafios das plantas de resfriamento é que muitas delas não funcionar em seu diferencial de temperatura projetado.É a diferença de temperatura entre o retorno da água resfriada (delta T) e o abastecimento de água resfriada. Plantas de resfriamento operando em níveis abaixo do ideal são realmente comuns e, na maioria dos casos, têm um delta T bem menor do que o necessário. Isso é causado por vários fatores, como o método usado para controlar o equipamento e a forma como os sistemas do lado ar operam.

A otimização de uma planta de resfriamento é possível começando com as bombas de água resfriada e chillers. O arranjo de planta de resfriamento mais eficiente usado é o sistema de água resfriada primária variável, pois usa apenas um único conjunto de bombas para distribuir água por todo o edifício. Outro arranjo eficiente é primário-secundário, que usa dois conjuntos de bombas para os chillers e sistemas prediais.

É de extrema importância controlar adequadamente os equipamentos como bombas, chillers e torres de resfriamento, principalmente quando combinados com um sistema de controle de qualidade. Um sistema de qualidade permite a coordenação de todos os aspectos do sistema e concede acesso aos dados internos do chiller.

Isso permite que os dados sejam usados como entrada para a criação de um programa de controle eficaz. Ao ter um conhecimento profundo de como o chiller opera, é possível controlar a planta do chiller da maneira mais eficaz possível. Se não houver conhecimento suficiente disponível para controlar a planta com eficiência, contratar um parceiro de controle confiável é a opção mais ideal para alcançar a otimização.

É assim que as usinas de resfriamento funcionam não apenas em Chicago, mas em todos os estados em geral. O processo de otimização permite que os edifícios forneçam resfriamento eficiente em meio ao clima quente do estado sem ocupar muito de sua carga elétrica. Mas é claro, isso só pode ser alcançado contratando as pessoas certas para o trabalho.