Se dice que los sistemas HVAC generalmente consumen alrededor del 70% del uso de energía de un edificio, con un 25-35% de energía consumida por enfriadores que producen agua fría para aire acondicionado.
Por lo tanto, la eficiencia de los enfriadores y la optimización de su rendimiento dentro de los sistemas HVAC que operan son importantes para lograr un alto rendimiento.
Cuando se trata de un sistema HVAC de bajo consumo, surgen varias preguntas:
¿Cuáles son las tecnologías verdes detrás de ellos?
R: El sistema de enfriadores sigue siendo la mejor opción para los edificios a gran escala, ya que la capacidad de enfriamiento de un solo enfriador puede ser de hasta 4,000 toneladas o más, lo que puede reducir la cantidad de equipos y el espacio de instalación.
La mejora más drástica en la eficiencia operativa se puede lograr reemplazando un enfriador antiguo por un enfriador nuevo de alta eficiencia. Los enfriadores centrífugos que tienen entre 15 y 20 años tenían una eficiencia máxima de 0.75 a 0.85 kw/ton cuando eran nuevos, mientras que los que tenían entre 10 y 15 años tenían una eficiencia máxima de 0.60 a 0.70 kw/ton, pero incluso con un sistema químico completo de agua. -programa de tratamiento y limpieza regular de tubos, esas eficiencias han disminuido, dando como resultado eficiencias máximas de 0.80-1 kw/ton o menos.
Los enfriadores centrífugos de nueva generación ofrecen eficiencias máximas de 0.50 kw/ton o más. Cuando se combinan con un variador de frecuencia, pueden ofrecer una mayor eficiencia en una variedad de cargas de enfriamiento. Los enfriadores de alta eficiencia pueden reducir los requisitos anuales de energía de refrigeración entre un 30 % y un 50 % en la mayoría de las aplicaciones en comparación con los enfriadores antiguos existentes.
Tales como el de Midea El enfriador centrífugo de película descendente con inversor de CC de alta eficiencia adopta tecnologías centrales como la aerodinámica aeroespacial, un motor eléctrico inversor de alta velocidad, entalpía completa de dos etapas y evaporación de película descendente. El enfriador ha superado el cuello de botella de la eficiencia energética para el tonelaje de enfriamiento pequeño, mejorando el IPLV a 10.69 W/W (0.33 kW/Ton), reduciendo el ruido a 75 dB(A). Se logra una operación altamente eficiente y estable bajo múltiples condiciones de trabajo. Debido al uso de la tecnología de evaporación de película descendente completa, la carga de refrigerante se puede reducir en un 40 % en comparación con el tipo inundado.
En la industria HVAC, la conservación de energía y la restricción del uso de hidrofluorocarbonos (HFC) con alto potencial de calentamiento global (GWP) son los principales problemas actuales para los equipos HVAC. Para mejorar la eficiencia energética general en los sistemas de refrigeración, el desarrollo técnico ahora se centra en compresores centrífugos exentos de aceite más grandes con motores de imanes permanentes (PM), el uso creciente de control de velocidad variable mediante variadores de frecuencia (VFD) y sistemas de compresión de dos etapas que mantienen alta eficiencia con amplios rangos de operación.
Pero ahora, los sistemas HVAC VRF (flujo de refrigerante variable) han sido el sistema HVAC elegido en Europa, Japón, China y otras partes del mundo durante bastante tiempo. Durante los últimos 10 a 20 años, la tecnología VRF HVAC se ha vuelto cada vez más popular en el mercado de Europa y Asia y ahora en Medio Oriente, el extraordinario proyecto Al Ain 5000 Villas establece un muy buen ejemplo de instalación VRF.
Esta nueva y sofisticada tecnología VRF HVAC es capaz de proporcionar no solo enfriamiento, sino también calor, e incluso ambos simultáneamente, a diferentes áreas dentro del espacio. Además, estos sistemas HVAC VRF son muy silenciosos y eficientes energéticamente porque el compresor de velocidad variable funciona solo a la capacidad necesaria para las condiciones actuales al variar el flujo de refrigerante a las unidades interiores según las demandas exactas de las áreas individuales.
Sistema VRF completo de la serie DC Inverter V6
Recientemente Midea lanzó su sistema VRF de la serie V6 Full DC Inverter V38 de nueva generación en Dubai, que presenta la unidad exterior de módulo único de mayor capacidad del mundo con 128 HP y una capacidad combinada de 40 HP, y también disfruta de una reducción del XNUMX% en el espacio en comparación con el diseño convencional. El VRF está penetrando significativamente no solo en el mercado HVAC residencial sino también en el comercial, en el que las enfriadoras tienen una posición sólida.
¿Qué tan abierto está el mercado cuando se trata de refrigerantes naturales?
R: Los llamados refrigerantes naturales para enfriadores, amoníaco (R717) y propano (R290) se utilizan principalmente en Europa y tienen ventajas como un bajo GWP, un ODP de cero, un rendimiento superior y un bajo costo. Sin embargo, la toxicidad y la inflamabilidad siguen siendo grandes barreras para su uso en sistemas HVAC instalados en edificios comerciales.
El refrigerante R717 se ha utilizado tradicionalmente en refrigeración industrial, pero también se utiliza en enfriadores HVAC, principalmente en el mercado europeo.
R290 conocido como propano, varios fabricantes en Europa han lanzado enfriadores enfriados por aire y agua con refrigerante R290 como estándar.
Se ha utilizado agua (R718) como refrigerante para enfriadores de absorción de accionamiento térmico. Mientras tanto, la investigación y el desarrollo realizados con miras a utilizar agua para enfriadores/bombas de calor por compresión de vapor, como un refrigerante ideal libre de GWP y problemas de toxicidad/inflamabilidad, se han llevado a cabo durante mucho tiempo en Europa, Estados Unidos y Japón. . Como resultado, se han instalado grandes enfriadores centrífugos con refrigerante de agua en grandes sistemas de fabricación de hielo y aire acondicionado, principalmente en Europa.
Como refrigerante, el agua es fundamentalmente diferente de los refrigerantes HFC convencionales. Es decir, el volumen de agua de gas de succión requerido es aproximadamente 150 veces mayor que el requerido por el R134a, y el agua tiene una relación de compresión 3.4 veces mayor que la del R134a. Por lo tanto, los compresores centrífugos que usan agua deben ser mucho más grandes.
Todavía hay un largo viaje para encontrar mejores Refrigerantes alternativos, será aún más difícil encontrar un Mejor Refrigerante alternativo natural que debería tener un costo más bajo pero un mejor rendimiento en eficiencia y capacidad para los enfriadores, especialmente el enfriador centrífugo de gran capacidad.
En conclusión, es difícil predecir qué tan abierto puede ser el mercado cuando llega un refrigerante natural perfecto. Si realmente llega, traerá una revolución en la industria, puede cambiar los juegos de la industria de enfriadores, incluso toda la industria de HVAC.
Y lo más importante, ¿cuáles son los consejos para diseñar un sistema de este tipo?
- Comprenda la variedad de opciones de enfriadores en función de los requisitos de carga.
- Aprenda a calcular una estimación simplificada de costo/tonelada para estimar los costos de inversión inicial del enfriador.
- Conocer los cálculos apropiados para determinar los costos operativos de la planta enfriadora.
Los sistemas de agua enfriada son sistemas de enfriamiento que hacen circular agua enfriada por un edificio para enfriar y deshumidificar el aire de un edificio. Vienen en todas las formas, tamaños y configuraciones. Los sistemas de agua fría son sistemas de circuito cerrado, lo que significa que el agua del sistema recircula continuamente y no está expuesta a la presión atmosférica, de forma similar a los sistemas de agua domésticos.
El primer paso en la selección del enfriador es entender las opciones disponibles. La carga en bloque de un edificio determinará la capacidad total, mientras que la carga parcial determinará el número y la cantidad de enfriadores requeridos, con múltiples enfriadores brindando la capacidad de escalonar enfriadores en respuesta a la carga. Como el enfriador scroll Inverter de CC de la serie Aqua Super II de Midea con eficiencia energética nominal A ++ según la normativa CE Erp y el diseño ovalado permite una combinación de hasta 16 unidades.
Segundo es el tipo de compresores enfriadores. La mayoría de las plantas de agua enfriada pequeñas, desde 10 toneladas hasta aproximadamente 200 toneladas de capacidad, utilizan compresores scroll para la producción de agua enfriada. A medida que aumenta la capacidad, los enfriadores aumentan la cantidad de compresores scroll, normalmente de igual tamaño para proporcionar la capacidad total requerida del enfriador. La desventaja es que el control de capacidad del enfriador se proporciona como un control escalonado en lugar de un control de modulación. Aunque los compresores múltiples pueden ser una desventaja para el control de la capacidad, generalmente están conectados con múltiples circuitos de refrigerante que proporcionan cierta redundancia al sistema. El compresor scroll accionado por inversor se ha utilizado ampliamente para el enfriador, lo que puede mejorar bastante la eficiencia de carga parcial.
Una vez que la capacidad supera el tamaño de varios compresores scroll, por lo general, las enfriadoras utilizan compresores de tornillo. Los compresores de tornillo están disponibles en tamaños desde 50 hasta aproximadamente 500 toneladas. Los compresores de tornillo tienen la capacidad de variar la capacidad de salida de refrigeración del 100 % al 20 % mediante el uso de una paleta deslizante para limitar el suministro de refrigerante al compresor y proporcionar una transición suave y modulada entre capacidades. Es importante tener en cuenta que los enfriadores de tornillo solo tienen un compresor, por lo que una pérdida en el compresor provocaría una pérdida total de la capacidad del enfriador.
El tercer tipo de compresor es el compresor centrífugo que comienza en aproximadamente 100 toneladas y llega hasta miles de toneladas dependiendo de la cantidad de compresores. También se podría usar un variador de frecuencia (VFD) para el control de capacidad para variar la velocidad de rotación del impulsor junto con las paletas de entrada. Los álabes de entrada y los VFD cumplen diferentes objetivos: los álabes de entrada se usan para edificios que pueden tener una gran variación de carga, mientras que los VFD se deben usar para edificios que tienen grandes variaciones en la elevación, lo que equivale a cambios en el alivio del condensador. Los VFD no siempre son una opción adecuada para los enfriadores y su uso depende en gran medida de su capacidad para variar las temperaturas. Los enfriadores centrífugos funcionan a altas velocidades y son dispositivos extremadamente confiables y robustos. Los compresores centrífugos tienen grandes eficiencias en todo su rango de operación y son relativamente compactos para la cantidad de tonelaje que se puede proporcionar por metro cuadrado de espacio de sala de máquinas.
Por último, las secuencias de control para el sistema HVAC son muy importantes. El uso de un software BMS/BEMS puede ayudar a administrar todos los dispositivos, como enfriadores, bombas de agua, terminales del lado del aire (AHU y FCU) En plantas que usan varios enfriadores, los programas pueden identificar enfriadores que pueden ayudar a satisfacer la carga actual al máximo eficiencia operativa.
En conjunto, el reciente avance en el diseño de enfriadores significa ahorros significativos para instalaciones institucionales y comerciales. Los diseñadores que aprovechan las nuevas tecnologías y características de diseño pueden esperar que estos sistemas utilicen solo entre el 50 % y el 60 % de la energía requerida por los sistemas instalados hace tan solo 10 o 15 años.
