La refrigeración urbana es el equivalente en refrigeración de la calefacción urbana . Funciona con principios muy similares a los de la calefacción urbana y suministra agua fría a edificios como oficinas y fábricas. En invierno, la fuente de refrigeración suele ser el agua de mar, por lo que es un recurso más barato que la electricidad para hacer funcionar compresores de refrigeración. Como alternativa, la refrigeración urbana puede proporcionarse mediante una red de intercambio de calor que permite que cada edificio del circuito utilice una bomba de calor para redirigir el calor a un circuito a temperatura ambiente del suelo. [1]
También existen sistemas de calefacción y refrigeración urbana de quinta generación (las llamadas redes de calefacción urbana fría ) que pueden proporcionar calefacción y refrigeración simultáneamente. En estos sistemas, el calor residual de los enfriadores se puede reciclar y utilizar para calentar espacios o producir agua caliente. [2]
En septiembre de 2004, Enwave Energy Corporation , una empresa de energía de distrito con sede en Toronto, Ontario , Canadá, comenzó a operar un sistema que utiliza agua del lago Ontario para enfriar los edificios del centro de la ciudad, incluidas las torres de oficinas, el Centro de Convenciones Metropolitano de Toronto, una pequeña fábrica de cerveza y un centro de telecomunicaciones. El proceso se conoce como enfriamiento por agua de lago profundo (DLWC, por sus siglas en inglés). Proporcionará más de 40.000 toneladas (140 MW ) de enfriamiento, un sistema significativamente más grande que el que se ha instalado en otros lugares. Otra característica del sistema Enwave es que está integrado con el suministro de agua potable de Toronto. El suministro de agua potable de Toronto requería una nueva ubicación de toma que estaría más alejada de la costa y a mayor profundidad en el lago. Esto planteó dos problemas para la empresa de servicios públicos que administraba el suministro de agua potable de la ciudad:
1. El costo de capital para trasladar la ubicación de la toma de agua.
2. La nueva ubicación proporcionaría agua tan fría que sería necesario calentarla antes de poder distribuirla.
La cooperación de la agencia de refrigeración del distrito, Enwave , resolvió ambos problemas: Enwave pagó el costo de trasladar la toma de agua y también suministró el calor necesario para calentar el suministro de agua potable a niveles aceptables extrayendo eficazmente el calor de los edificios a los que servía. El contacto entre el agua potable y el sistema de refrigeración Enwave se limita al contacto térmico en un intercambiador de calor. El agua potable no circula a través de los sistemas de refrigeración Enwave . [ cita requerida ]
La «red de frío de París » existe en la ciudad desde 1991. Las ocho instalaciones de producción (400 MW) proporcionan refrigeración a 500 clientes por un total de 412 GWh al año. Esta red está totalmente gestionada por Climespace. Desde 2002, otras dos instalaciones de producción proporcionan refrigeración reforzada con hielo, en los centros de refrigeración de Opéra/Galfa; tienen una capacidad total de refrigeración de unos 20.000 kWh. [3] París también se propone desarrollar su red de frío en el marco de su plan de lucha contra el cambio climático. [4] En el marco del plan de lucha contra el cambio climático de la ciudad, en 2006 se integraron en la red dos «glaciares» en el centro de refrigeración de Les Halles , que tiene una capacidad total de refrigeración de unos 30.000 kWh: 44 MW proceden de máquinas de refrigeración y 13 MW pueden añadirse en periodos cortos a la red de frío de París gracias a las reservas de hielo. Enertherm, situada en La Défense , posee la mayor reserva de hielo de Europa, con una capacidad de 240 MWh. [5]
Lyon también dispone de una red de frío, gestionada por Dalkia , que compró la red a Prodith. [6]
El sistema de refrigeración urbana de Helsinki aprovecha el calor que de otro modo se desperdiciaría en las unidades de generación de energía de cogeneración durante el verano para hacer funcionar refrigeradores de absorción que refrigeran durante el verano, lo que reduce enormemente el consumo de electricidad. En invierno, la refrigeración se consigue de forma más directa utilizando agua de mar. Se estima que la adopción de la refrigeración urbana reducirá el consumo de electricidad para fines de refrigeración hasta en un 90 por ciento y se prevé un crecimiento exponencial de su uso. [7] La idea se está adoptando ahora en otras ciudades finlandesas.
En Alemania, entre otros proyectos, Múnich estableció en 2011 un sistema de rápido crecimiento cuyo núcleo se encuentra debajo de la Karlsplatz (Stachus) , que extrae agua del Stadtgrabenbach subterráneo. Existe una red de 24 km que actualmente abastece a 16 organizaciones más grandes. [8] [9] En 2011, la producción total estimada de energía térmica de todos los sistemas de refrigeración urbana en Alemania fue de 160 megavatios distribuidos en 90 km. [10]
El primer sistema de refrigeración de distrito de la India está en funcionamiento en GIFT City ( Gujarat International Finance Tec-City en Gujarat. [11] ). Actualmente, está en funcionamiento una capacidad de ~10 000 TR y se puede ampliar hasta 50 000 TR. [12]
En 2012 se inició en Kuwait un proyecto para la ciudad universitaria Sabah Al-Salem con refrigeración urbana. Tiene capacidad para enfriar una carga de 72.000 TR y cuenta con dos plantas de servicios centrales con 36 enfriadores, 36 torres de refrigeración y 2 tanques de almacenamiento de energía térmica (TES). [ cita requerida ]
En 2006, se puso en funcionamiento un sistema de refrigeración urbana en Zuidas de Ámsterdam, que extrae agua del Nieuwe Meer [13] [14]
El 9 de noviembre de 2010 se inauguró en Pearl Island la planta de refrigeración urbana más grande del mundo . Esta planta es propiedad de Qatar District Cooling Company, Qatar Cool, y está operada por ella. Tiene capacidad para enfriar una carga de 130.000 toneladas (450 MW ). [15] El proyecto fue construido por CAT International (parte de CAT Group). [16]
El sistema de enfriamiento del distrito de la ciudad de Lusail suministrará agua fría a los usuarios finales a través de una red integrada con un enfriamiento conectado de 500.000 toneladas de refrigeración mediante el uso de múltiples plantas enfriadoras que son Marina, Wadi, Oeste y Norte.
Singapur inició la refrigeración urbana con One Raffles Quay , ubicada en Marina Bay, en mayo de 2006. [17] La planta de refrigeración urbana es operada por la subsidiaria de SP Group , Singapore District Cooling. [17] Una segunda planta de refrigeración urbana se puso en funcionamiento en mayo de 2010, [17] que suministrará agua fría para el aire acondicionado de los edificios de la zona a través de tuberías alojadas dentro del Túnel de Servicios Comunes en Marina Bay. La segunda planta de refrigeración urbana comenzó a funcionar el 3 de marzo de 2016. [18]
Tengah , una zona de planificación y ciudad perteneciente a la Junta de Vivienda y Desarrollo (HDB), será la primera zona residencial de Singapur en contar con un sistema de refrigeración centralizado a gran escala. Los enfriadores centralizados instalados en los tejados de algunos apartamentos de la HDB transportan agua fría directamente a unidades individuales para su uso en los aires acondicionados. [19]
El uso de refrigeración urbana está creciendo en Suecia, como en Estocolmo, cuyo sistema de refrigeración tiene 71.000 TR. [20]
El sistema de la Escuela Politécnica Federal de Lausana , en funcionamiento desde 1985, combina, en función de las necesidades, la refrigeración y la extracción de calor, lo que permite una mayor eficiencia energética global del sistema de 19 MW . [21]
En 2009 se instaló un sistema de refrigeración urbana en la zona de las Naciones Unidas de Ginebra , que extrae agua del lago de Ginebra . El sistema está en proceso de expansión a otras zonas de Ginebra. [22]
Emirates District Cooling (Emicool) es un proveedor de servicios de refrigeración de distrito y una subsidiaria de propiedad absoluta de Dubai Investments con sede en el parque de inversiones de Dubái. Actualmente tiene 355.000 toneladas de capacidad de refrigeración (TR) que conectan más de 2.200 edificios en los EAU . Es miembro de la primera Asociación de Operadores de Refrigeración de Distrito del Consejo Supremo de Energía de Dubái. [23] [24] [25] [26] [27]
Tabreed, con sede en Abu Dhabi, la capital de los Emiratos Árabes Unidos, suministra actualmente más de 1,2 millones de toneladas de refrigeración desde su cartera de 86 plantas ubicadas en toda la región. La empresa, fundada en 1998, proporciona refrigeración sostenible a proyectos de infraestructura icónicos como el Burj Khalifa, la Gran Mezquita Sheikh Zayed, el Louvre Abu Dhabi, Cleveland Clinic, Ferrari World, The Dubai Mall, Yas Mall, Aldar HQ, Etihad Towers, Marina Mall, World Trade Center en Abu Dhabi, Dubai Metro, Bahrain Financial Harbor y el Jabal Omar Development en la Ciudad Santa de La Meca, junto con muchos más hoteles, hospitales, torres residenciales y comerciales. Durante 2022, Tabreed ingresó al mercado egipcio y expandió sus operaciones en el Sultanato de Omán. [ cita requerida ]
En enero de 2006, PAL Technology es una de las empresas emergentes de gestión de proyectos en los Emiratos Árabes Unidos que participa en el negocio diversificado de desalinización, tratamiento de aguas residuales y sistemas de refrigeración urbana. Se han planificado más de 400.000 toneladas (1400 MW ) de proyectos de refrigeración urbana. Palm Jumeirah utiliza refrigeración urbana suministrada por Palm Utilities LLC para proporcionar aire acondicionado a los edificios en el tronco y la medialuna de Palm. El sistema de metro de Dubái, inaugurado en 2009, es la primera red de transporte público del mundo que utiliza refrigeración urbana para reducir las temperaturas en las estaciones. [28]
El sistema de refrigeración Lake Source de la Universidad de Cornell utiliza el lago Cayuga como disipador de calor para hacer funcionar el sistema central de agua fría de su campus y también para proporcionar refrigeración al distrito escolar de la ciudad de Ithaca. El sistema funciona desde el verano de 2000 y se construyó con un coste de entre 55 y 60 millones de dólares. Enfría una carga de 14.500 toneladas (50 MW ).
Si las otras alternativas renovables son demasiado cálidas durante el verano o demasiado caras, se puede investigar el almacenamiento en frío. En aplicaciones a gran escala, el almacenamiento subterráneo y en nieve son las alternativas más probables. En un almacenamiento subterráneo, el frío del invierno es calor intercambiado desde el aire y cargado en el lecho de roca o un acuífero mediante uno o más pozos. En un almacenamiento de nieve, el agua congelada (nieve y/o hielo) se guarda en algún tipo de almacenamiento (pila, pozo, caverna, etc.). El frío se utiliza bombeando agua derretida al objeto de refrigeración, directamente en un sistema de refrigeración de distrito o indirectamente mediante un intercambiador de calor.
El agua tibia derretida se bombea luego de nuevo a la nieve, donde se enfría y se mezcla con agua derretida nueva. El enfriamiento de la nieve funciona como una única fuente de frío, pero también se puede utilizar para el enfriamiento máximo, ya que no hay un límite de enfriamiento relevante. [29] [30] En Suecia hay una planta de enfriamiento de nieve en Sundsvall, construida y propiedad del condado. La carga de enfriamiento en Sundsvall es de aproximadamente 2000 kW (570 toneladas de refrigeración) y 1500 MWh/año. [31]
En las regiones subtropicales, en particular, no solo es importante enfriar el aire, sino también deshumidificarlo. El enfriamiento con desecante líquido [32] permite generar de forma remota y eficiente un líquido que absorbe la humedad. Este líquido puede bombearse o transportarse a largas distancias sin pérdida de energía. [33]
El Simulador de Combate Digital (DCS) consume entre un 35 y un 20 por ciento menos de electricidad en comparación con los sistemas de aire acondicionado tradicionales refrigerados por aire y los sistemas de aire acondicionado individuales refrigerados por agua que utilizan torres de refrigeración, respectivamente. Con su alta eficiencia energética, la implementación del DCS en Kids These Days (KTD) logrará un ahorro anual estimado de 85 millones de kilovatios-hora (kWh) en el consumo de electricidad, con una reducción correspondiente de 59.500 toneladas de emisiones de dióxido de carbono al año.
Además del ahorro energético, el DCS también aportaría los siguientes beneficios a los consumidores: