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Refrigeración urbana

Enfriadores en un distrito de refrigeración de la Universidad de Rochester en Rochester, Nueva York

La refrigeración urbana es el equivalente de refrigeración de la calefacción urbana . Trabajando con principios muy similares a los de la calefacción urbana, la refrigeración urbana 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 utilizar electricidad para hacer funcionar los compresores de refrigeración. Alternativamente, el enfriamiento del distrito puede ser proporcionado por una red de calor compartido que permite que cada edificio en el circuito use una bomba de calor para rechazar el calor a un circuito de temperatura ambiente del suelo. [1]

También existen sistemas de calefacción y refrigeración urbanas 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 calefacción o producción de agua caliente. [2]

Aplicaciones

Canadá

En agosto 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, incluidas las torres de oficinas, el Centro de Convenciones Metro Toronto, una pequeña cervecería y un centro de telecomunicaciones. El proceso se conoce como enfriamiento por agua de lago profundo (DLWC). Proporcionará más de 40.000 toneladas (140  MW ) de refrigeración, 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 requirió una nueva ubicación de toma que estaría más lejos de la costa y más profunda 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 de trasladar la ubicación de la toma de agua y 2. la nueva ubicación suministraría agua tan fría que requeriría calefacción antes de poder distribuirla. La cooperación de la agencia de refrigeración urbana Enwave resolvió ambos problemas: Enwave pagó el coste de trasladar la toma de agua y también suministró el calor para calentar el suministro de agua potable a niveles aceptables extrayendo eficazmente el calor de los edificios a los que daba servicio. 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 por los sistemas de refrigeración de Enwave. [ cita necesaria ]

Francia

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 412 GWh al año. Esta red está completamente 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 de refrigeración total de unos 20.000 kWh. [3] París también propone desarrollar su red de frío en el marco de su plan de cambio climático. [4] En el marco del plan de 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 Se puede añadir durante periodos cortos a la Red Fría de París gracias a las reservas de hielo. Enertherm, situada en La Défense , dispone de la mayor reserva de hielo de Europa, con una capacidad de 240 MWh. [5]

Lyon dispone también de una red de frío, gestionada por Dalkia , que compró la red a Prodith. [6]

Finlandia

El sistema de refrigeración del distrito de Helsinki utiliza el calor que de otro modo se desperdiciaría de las unidades de generación de energía CHP en verano para hacer funcionar refrigeradores de absorción para enfriar durante el verano, lo que reduce en gran medida el uso 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 pronostica un crecimiento exponencial en su uso. [7] La ​​idea está siendo adoptada ahora en otras ciudades finlandesas.

Alemania

En Alemania, entre otros proyectos, Munich creó en 2011 un sistema de rápido crecimiento con su núcleo debajo de 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]

India

El primer sistema de refrigeración de distrito de la India está operativo en GIFT City ( Gujarat International Finance Tec-City en Gujarat. [11] ). Actualmente está operativa una capacidad de ~10.000 TR, que tiene capacidad para actualizar hasta 50.000 TR. [12]

Kuwait

En 2012 se inició en Kuwait un proyecto para la ciudad universitaria Sabah Al-Salem con refrigeración urbana. Es capaz de enfriar una carga de 72000 TR y cuenta con dos plantas centrales de servicios con 36 enfriadoras, 36 torres de enfriamiento y 2 tanques TES (Almacenamiento de Energía Térmica). [ cita necesaria ]

Países Bajos

En 2006, se puso en funcionamiento un sistema de refrigeración urbana en Zuidas de Ámsterdam, que extrae agua del Nieuwe Meer [13] [14]

Katar

El 9 de noviembre de 2010, se inauguró la planta de refrigeración de distrito más grande del mundo en The Pearl Island . Esta planta es propiedad de Qatar District Cooling Company, Qatar Cool, y está operada por ella. Es capaz de enfriar una carga de 130.000 toneladas (450  MW ). [15] El proyecto fue construido por CAT International (parte del Grupo CAT). [dieciséis]

El sistema de refrigeración del distrito de la ciudad de Lusail suministrará agua helada a los usuarios finales a través de una red integrada con una refrigeración conectada de 500.000 toneladas de refrigeración mediante la utilización de múltiples plantas enfriadoras en Marina, Wadi, West y North.

Singapur

Singapur inició el enfriamiento de distrito con One Raffles Quay , ubicado en Marina Bay en mayo de 2006. [17] La ​​planta de enfriamiento de distrito es operada por la filial del Grupo SP , Singapore District Cooling. [17] En mayo de 2010 se puso en funcionamiento una segunda planta de refrigeración de distrito, [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 entró en funcionamiento el 3 de marzo de 2016. [18]

Tengah , un área de planificación y ciudad de la Junta de Desarrollo y Vivienda (HDB), será la primera zona residencial en tener un sistema de refrigeración centralizado a gran escala. Los enfriadores centralizados instalados en los tejados de algunos apartamentos HDB canalizan el agua enfriada directamente a unidades individuales para su uso en acondicionadores de aire. [19]

Suecia

El uso de la refrigeración urbana está creciendo en Suecia, como en Estocolmo, cuyo sistema de refrigeración tiene 71.000 TR. [20]

Suiza

En funcionamiento desde 1985, el sistema de la Escuela Politécnica Federal de Lausana combina, según las necesidades, refrigeración y extracción de calor. Esto permite una mayor eficiencia energética general del sistema de 19  MW . [21]

En 2009, se instaló un sistema de refrigeración de distrito en el área de las Naciones Unidas en Ginebra , extrayendo agua del lago Lemán . El sistema está en proceso de ampliarse a otras zonas de Ginebra. [22]

Emiratos Árabes Unidos

Emirates District Cooling (Emicool) es un proveedor de servicios de refrigeración urbana y una filial de propiedad absoluta de Dubai Investments con sede en el parque de inversiones de Dubai. Actualmente cuenta con 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 Dubai. [23] [24] [25] [26] [27]

Tabreed, con sede en Abu Dhabi, la capital de los Emiratos Árabes Unidos, entrega 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 emblemáticos como el Burj Khalifa, la Gran Mezquita Sheikh Zayed, el Louvre Abu Dhabi, la Clínica Cleveland, Ferrari World, The Dubai Mall, Yas Mall, Aldar HQ, Etihad Towers y Marina Mall. , el World Trade Center en Abu Dhabi, el Metro de Dubai, el Puerto Financiero de Bahrein y el Desarrollo Jabal Omar en la Ciudad Santa de La Meca, junto con muchos más hoteles, hospitales y torres residenciales y comerciales. Durante 2022 Tabreed ingresó al mercado egipcio y amplió sus operaciones en el Sultanato de Omán. [ cita necesaria ]

En enero de 2006, PAL Technology es una de las empresas de gestión de proyectos emergentes en los Emiratos Árabes Unidos involucradas en el negocio diversificado de desalinización, tratamiento de aguas residuales y sistemas de refrigeración urbana. Están previstos 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 media luna 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]

Estados Unidos

Una planta de refrigeración de distrito en la Universidad Estatal de Bowling Green

El sistema de refrigeración Lake Source de la Universidad de Cornell utiliza el lago Cayuga como disipador de calor para operar el sistema central de agua fría de su campus y también para proporcionar refrigeración al distrito escolar de la ciudad de Ithaca. El sistema ha estado en funcionamiento desde el verano de 2000 y su construcción costó entre 55 y 60 millones de dólares. Enfría una carga de 14.500 toneladas (50  MW ).

Almacenamiento en frio

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 de nieve son las alternativas más probables. En un almacenamiento subterráneo, el frío invernal se intercambia con calor del aire y se carga en el lecho de roca o en un acuífero mediante uno o más pozos perforados. En un depósito de nieve el agua congelada (nieve y/o hielo) se guarda en algún tipo de depósito (montón, foso, caverna, etc.). El frío se aprovecha bombeando agua derretida al objeto enfriado, directamente en un sistema de refrigeración urbana o indirectamente a través de un intercambiador de calor. Luego, el agua tibia derretida se bombea de regreso a la nieve, donde se enfría y se mezcla con agua nueva derretida. El enfriamiento por nieve funciona como una única fuente de frío, pero también se puede utilizar para el enfriamiento máximo, ya que no existe 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 refrigeración en Sundsvall es de unos 2000 kW (570 toneladas de refrigeración) y 1500 MWh/año. [31]

Deshumidificar

Especialmente en las regiones subtropicales, no sólo es importante enfriar, sino también deshumidificar el aire. La refrigeración por desecante líquido [32] permite generar de forma remota y eficiente un líquido absorbente de humedad. Este líquido puede bombearse o transportarse a largas distancias sin pérdida de energía. [33]

Beneficios

DCS consume entre un 35 y un 20 por ciento menos de electricidad en comparación con los sistemas de aire acondicionado tradicionales enfriados por aire y los sistemas de aire acondicionado individuales enfriados por agua que utilizan torres de enfriamiento, respectivamente. Con su alta eficiencia energética, la implementación de DCS en 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 por año.

Además del ahorro de energía, DCS también traería los siguientes beneficios a los consumidores:

  1. Reducción del costo de capital inicial para instalar plantas enfriadoras en sus edificios, que representan aproximadamente entre el 5% y el 10% del costo total de construcción;
  2. Diseños de edificios más flexibles para los edificios de consumidores, ya que no necesitan instalar sus propios enfriadores ni el equipo eléctrico asociado en sus edificios;
  3. La mitigación de los efectos de isla de calor en KTD y la eliminación del ruido y las vibraciones resultantes del funcionamiento de equipos de rechazo de calor y enfriadores de plantas de aire acondicionado en edificios, ya que dichos equipos ya no serán necesarios para los edificios que estén suscritos a servicios de refrigeración urbana; y
  4. Sistema de aire acondicionado más adaptable a las diferentes necesidades en comparación con los sistemas de aire acondicionado individuales. Para cada edificio individual, la capacidad de refrigeración se puede aumentar solicitando capacidad de refrigeración adicional al DCS sin necesidad de realizar grandes obras de modificación para el edificio en cuestión. [34]

Ver también

Referencias

  1. ^ "Redes de refrigeración de distrito: uso de agua subterránea para calentar o enfriar edificios con bombas de calor" . Consultado el 26 de octubre de 2017 .
  2. ^ Simone Buffa; et al. (2019), "Sistemas urbanos de calefacción y refrigeración de quinta generación: una revisión de los casos existentes en Europa" (PDF) , Reseñas de energías renovables y sostenibles , vol. 104, págs. 504–522, doi : 10.1016/j.rser.2018.12.059
  3. ^ Poeuf P (2007) Réseau de froid parisien: Une alimentation renforcée grâce au stockage de glace. Chauffage, ventilación, conditionnement d'air, (847), 9-11 (aviso Inist-CNRS Archivado el 3 de septiembre de 2014 en Wayback Machine ).
  4. ^ de París, C. (2007). plan climat de parís. Anexo de la délibération DEVE Archivado el 3 de septiembre de 2014 en Wayback Machine , 116.
  5. ^ "Courbevoie - Stockage de glace / Médiathèque / L'entreprise - Enertherm - Concessionnaire du réseau de chaleur et d'eau glacée de la défense". www.enertherm.fr. Archivado desde el original el 16 de agosto de 2015 . Consultado el 4 de enero de 2016 .
  6. ^ DUPERRAY, C. (1999). Un ejemplo de industria de almacenamiento aplicada a la red de climatización urbana: Prodith à Lyon . Calentamiento, ventilación, acondicionamiento del aire, (9), 25-27.
  7. ^ [1] Archivado el 2 de febrero de 2008 en Wayback Machine .
  8. ^ "Fernkälte - das kalte Herz von München". 16 de mayo de 2017.
  9. ^ "Stadtwerke München (SWM): Ihr regionaler Energieversorger".
  10. ^ "Immer mehr Städte setzen auf Fernkälte". swp.de (en alemán). Neue Pressegesellschaft mbH & Co. KG. 31 de julio de 2013. Archivado desde el original el 21 de febrero de 2020 . Consultado el 21 de febrero de 2020 .
  11. ^ "GIFT City en Gujarat - Diez desarrollos de infraestructura notables en la India - The Economic Times".
  12. ^ "REHVA Journal 01/2018: primer sistema de refrigeración de distrito de la India en GIFT City".
  13. ^ El aire acondicionado con agua de lago reduce las emisiones de CO2 en un 70% en comparación con el enfriamiento convencional Archivado el 18 de noviembre de 2009 en Wayback Machine.
  14. ^ "Refrigeración urbana en Zuidas de Ámsterdam" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 5 de octubre de 2011 . Consultado el 25 de septiembre de 2011 .
  15. ^ "Se inaugura la planta de refrigeración de distrito más grande del mundo en The Pearl Qatar". Gulf-times.com. Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2012 . Consultado el 25 de septiembre de 2011 .
  16. ^ "Proyecto FlowCon | Qatar Pearl, Qatar". flowcon.com . Consultado el 29 de septiembre de 2021 .
  17. ^ abc "Refrigeración y calefacción". Grupo SP . Archivado desde el original el 3 de septiembre de 2018 . Consultado el 14 de agosto de 2019 .
  18. ^ "La red de refrigeración urbana subterránea más grande del mundo ahora en Marina Bay" . Consultado el 14 de agosto de 2019 .
  19. ^ Auto, Hermes (19 de octubre de 2020). "Casi 1.000 hogares en Tengah se inscriben en un sistema de refrigeración centralizado | The Straits Times". www.straitstimes.com . Consultado el 20 de abril de 2022 .
  20. ^ "FVB Energy Inc. - Desarrollo de refrigeración urbana en Estocolmo". FVB Energía Inc. Consultado el 16 de enero de 2024 .
  21. ^ "Departamento de Inmobiliaria e Infraestructuras, EPFL" . Consultado el 23 de diciembre de 2013 .
  22. ^ "SIG. Usar agua del lago para calentar o enfriar". Archivado desde el original el 22 de abril de 2020 . Consultado el 26 de octubre de 2015 .
  23. ^ "Emicool inicia la implementación por fases de procesos remotos". www.tradearabia.com .
  24. ^ Reportero del personal. «Emicool anuncia un 7% de descuento en las facturas durante los próximos 3 meses en todos los sectores». Tiempos de Khaleej .
  25. ^ "Emicool". www.dubaiinvestments.com .
  26. ^ "Emicool se convierte en miembro activo de la Asociación de Operadores de Refrigeración de Distrito; apoya la refrigeración de distrito eficiente". wam . 13 de octubre de 2020.
  27. ^ "Emicool comienza a reducir los recargos por combustible en las facturas de electricidad y agua". english.mubasher.info . 9 de diciembre de 2020.
  28. ^ Esperanza, Gerhard. "Primera refrigeración urbana del mundo para el metro de Dubai - ConstructionWeekOnline.com". www.constructionweekonline.com .
  29. ^ "Búsqueda sencilla" (PDF) .
  30. ^ "Tratamiento de agua de refrigeración".
  31. ^ "La planta de enfriamiento de nieve de Sundsvall: enfriamiento de nieve a gran escala | Snowpower". Snowpower.se. Archivado desde el original el 2 de abril de 2012 . Consultado el 25 de septiembre de 2011 .
  32. ^ El manual de deshumidificación . Corporación Munters. 2002.ISBN 0-9717887-0-7.
  33. ^ "L-DCS en sistemas de refrigeración urbana". Archivado desde el original el 4 de mayo de 2012.
  34. ^ "Introducción (734)". www.emsd.gov.hk. ​Archivado desde el original el 26 de octubre de 2021 . Consultado el 16 de agosto de 2021 .

enlaces externos