dimecres, 18 de juny de 2014

LA TERMOACUMULACIÓN PARA CLIMATIZACIÓN: ¿UNA OPCIÓN REAL?

Los sistemas de climatización que usan los grandes edificios no industriales poseen una característica importante: no actúan bajo un funcionamiento continuo y estable. Su dependencia de parámetros múltiples y cambiantes hace que la potencia, y por tanto su consumo instantáneo, sea muy variable. O, teóricamente, así debería ser. Demasiados sistemas, no precisamente antiguos, funcionan hoy todavía en modo todo-nada.
Este régimen discontinuo, a parte de complicar la instalación y su correspondiente control, obliga a un lógico dimensionamiento en máximos para cubrir las puntas, que muy a menudo no supera el 10% del tiempo de uso (si llega).
Por otro lado, los equipos principales y auxiliares, sobretodo compresores y bombas, trabajan buena parte del tiempo en régimen poco óptimo. Además, es necesario modularlos en varias fases y máquinas, encareciendo el sistema aún más.
Si pensamos en consumo y en costos para refrigeración, las necesidades y cargas térmicas más altas se dan en periodos de mayor costo tarifario (con la excepción de agosto en España, que coincide con periodo de costo valle).

Consecuentemente, sería deseable aplicar dos mejoras:
  • Aplanar la curva de demanda, reduciendo así la variabilidad de régimen de funcionamiento
  • Diferir y distribuir los consumos a periodos de tarificación más barata.
Para alcanzar ambos objetivos, el periodo invernal lo facilita más que el de verano, ya que los acumuladores de calor ofrecen una buena y barata  manera de conseguirlo.
Sin embargo, en el resto del año la respuesta puede estar en la industria: la termoacumulación con hielo, utilizada desde hace 40 años en Estados Unidos y Francia, por ejemplo. En España se ha utilizado, aparte de la industria, en planta de District Cooling y grandes edificios (como el Teatro Real de Madrid, por  Sedical).
Básicamente consiste en producir hielo mediante el sistema de producción de frío para climatización (preferentemente un hidrónico), durante horario nocturno o en periodos de tarifa baja. Después, el calor latente del hielo se usa para enfriar el circuito de clima, liberando buena parte del trabajo de la planta de frío (normalmente en torno a un 40% de la potencia nominal)

Lo primero que acude a la mente es que se trata de un sistema con gran ocupación de superficie, costo y mantenimiento y que no compensa. Si hablamos de sistema de serpentines sumergidos en tanques (construidos entre otros por Baltimore Aircoil), efectivamente necesita un volumen importante que a menudo no está accesible en un edificio. Sin embargo, tecnologías como las de nódulos (Criogel o Cristopia) permiten un almacenamiento más compacto de hielo en vertical.

 
Debido a que el frío almacenado en el sistema, también llamado banco de hielo, suple buena parte de la demanda del sistema, éste puede ser dimensionado a la baja en su generación de frío y contratación eléctrica, asegurando que los picos queden cubiertos. 
En resumen, parece que sistema sea muy ventajoso, y se podria pensar que puede ser perfecto en la mayoría de edificios. La realidad es un poco más dura, ya que:
  • El sistema es bastante caro en inversión inicial y no está libre de mantenimiento.
  • Para producir hielo, las plantas deben trabajar a temperaturas negativas (-4ºC), y ser aptas para ello, disminuyendo su rendimiento
  • Aumenta el número de equipos auxiliares, lo que incrementa el riesgo de averías y de pérdidas del sistema.
  • Si las plantas enfriadoras se dimensionaron en condiciones normales, una sucesión de días de carlos inusual puede provocar que la climatización sea insuficiente en capacidad.
Donde se ha aplicado, la rentabilidad económica no es menospreciable, llegando a un TIR a 25 años superior al 18%. Y los sistemas en general son robustos y fiables. Así pues, ¿es una opción real?. Sí es la respuesta, pero siempre si se estudia a fondo cada situación y se dan determinadas circunstancias:
  • Por supuesto, tarifas discriminadas por periodos o existencia de fuente de energía variable (trigeneración basada en renovables, por ejemplo).
  • Necesidades de refrigeración en gran parte del año, no sólo limitadas a verano.
  • Incorporación durante el proyecto o, si el edificio existe, coincidiendo con un cambio total en la instalación.
  • Existencia de picos de consumo en periodos de tarificación más alta o penalizaciones.
En Centros Comerciales, teatros, cines, estadios, aeropuertos, etc. pueden resultar un modo interesante de ahorrar costos tanto de instalación como de consumo. Pero antes es necesario un estudio riguroso y detallado, en el cual la simulación de toda las curvas de consumo es esencial.

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada