El severo cambio climático ha creado la necesidad de aire acondicionado en las habitaciones, especialmente refrigeración, debido al aumento de la temperatura global. Específicamente en Colombia, el IDEAM revela un escenario donde habrá un aumento de la temperatura promedio anual de 2,14 °C para el año 2100 si los niveles de gases de efecto invernadero continúan aumentando sin ningún control o gestión.
Marco referencial
Distritos energéticos
- Definición
- Historia
8] Debido a la falta de información disponible sobre distritos de refrigeración, se desconoce el número exacto de distritos de refrigeración en el mundo. El último proyecto está en estudio; Distrito de enfriamiento La Loma en Barranquilla, Atlántico.
Distrito de enfriamiento
- Conceptos básicos
- Efecto invernadero
- Calentamiento global
- Enfriadores por Absorción
- Enfriamiento gratis o libre
- Almacenamiento de frio
- Fuentes primarias de energía distrital
El efecto invernadero es un proceso natural que hace posible la vida en la superficie de la Tierra. El aumento de la población requiere un aumento de la disponibilidad de recursos, lo que conduce a la aceleración de la emisión de gases de efecto invernadero.
Objetivos
Objetivo general
Objetivos específicos
Metodología
- Fase 1: Definición de conocimientos y determinación de barreras
- Fase 2: Definición de potenciales zonas para el suministro de frio
- Fase 3: Caracterización y estimación de la demanda
- Fase 4: Conceptualización del distrito de enfriamiento
- Fase 5: Análisis económico preliminar del proyecto
Calcular el caudal de agua requerido por el sistema de distribución y refrigeración del equipo. Recopile información sobre los factores de costo por tonelada de enfriamiento para cada uno de los componentes requeridos.
Desarrollo
Fase 1: Definición de conocimientos y determinación de barreras
Para determinar la curva de comportamiento del distrito frigorífico, se utilizarán curvas de consumo de energía eléctrica provenientes del procesamiento de datos del consumo energético horario de 6 meses por parte de los usuarios para determinar el comportamiento de la demanda de refrigeración en el distrito, y si es No es posible lograr estas curvas, se ha utilizado el comportamiento de carga de enfriamiento que se encuentra en la literatura. A través de videoconferencias, llamadas telefónicas y correos electrónicos se establece comunicación con profesionales en el tema de distritos de enfriamiento en Estados Unidos y Colombia; Proporcionan al proyecto información de crucial importancia para su desarrollo, incluidos los métodos utilizados, documentos orientativos y experiencias de sus áreas de trabajo.
Fase 2: Definición de potenciales zonas para el suministro de frio
Qi es la demanda de refrigeración por usuario en TR, Ac el área de aire acondicionado en m2, P el número de pisos y FC el factor de carga en TR/m2. Utilizando el mapa de calor generado en la actividad anterior, se identifican las zonas donde se concentra la mayor cantidad de carga de enfriamiento en el área metropolitana de Bucaramanga.
Fase 3: Caracterización y estimación de la demanda
En caso de que el usuario no exista en la base de datos antes mencionada, se utilizan los perfiles de carga de enfriamiento según la actividad económica del manual de zonas de enfriamiento de Alaa Olama, ver imagen 8. Finalmente, y de ser necesario, se realizarán modificaciones a los valores trayendo los perfiles de consumo de energía térmica de cada usuario para que se ajuste más a la realidad.
Fase 4: Conceptualización del distrito de enfriamiento
Definir la curva de demanda que seguirá el distrito y calcular la capacidad de generación de la planta. Para calcular los caudales del sistema de distribución y de las torres de refrigeración se utiliza la curva de comportamiento del distrito, ya que la demanda de refrigeración varía en cada momento y por tanto también los caudales. L es la longitud en m del tramo a calcular, V es la velocidad en m/s, g es la gravedad en m/s2, 𝐷𝑟 es el diámetro de la tubería en m y f es el factor de fricción calculado en el anterior paso.
Ahora se calcula el coeficiente entre la distancia desde la corona de la tubería a la superficie y el radio exterior de cada sección. Ahora se calcula la ganancia de calor por unidad de longitud de tubería, en TR/m.
Fase 5: Análisis económico preliminar del proyecto
Para los costes de inversión se dispone de información sobre las experiencias de la consultora GLHN Architecs &. Los costos de operación de los equipos se derivan de la operación de cada uno de ellos bajo las condiciones de operación establecidas. Una vez realizados los cálculos necesarios con las respectivas condiciones de operación, se calcula el costo ecualizado de la energía, el cual tendrá variaciones en cada una de las fases de ejecución del proyecto debido a que existen diferentes cantidades de generación en cada una de las etapas antes mencionadas.
Ai es la anualidad de la inversión en el año i en COP, CM es el costo de mantenimiento en el año i en COP, CO es el costo de operación en el año i en COP, Qdistrito son las toneladas generadas en el año i en TRh y VSi es el salvamento valor en cada año en COP. CMei es el costo de mantenimiento de las máquinas de enfriamiento en el año i en COP, CMbti es el costo de mantenimiento de las bombas y torres de enfriamiento en el año i en COP, Cwi es el costo del agua a reponer en las torres de enfriamiento en COP y Cmi es el costo de la electricidad consumida por la planta durante el año de operación examinado en el COP.
Resultados
Fase 1: Definición de conocimientos y determinación de barreras
En cuanto a las restricciones a este tipo de instalaciones, al no existir aún normativa en Colombia, son de naturaleza puramente ambiental, urbanística y civil; Sin embargo, se está desarrollando el Reglamento Técnico de Sistemas e Instalaciones Térmicas (RETSIT), que se publicará en 2020, por lo que no se ha tenido en cuenta en este proyecto, pero se supone que habrá una serie de directrices correspondientes para Las instalaciones frigoríficas son. Finalmente, se identifican algunas barreras: la falta de información en términos de organización y planificación por parte de la alcaldía, el desinterés de las empresas por este tipo de proyectos y sus largos procedimientos para su implementación, la corta experiencia técnica de algunas empresas en el sector en Colombia, la falta de un mapa de calor del área metropolitana y la incapacidad de la universidad para gestionar contactos con empresas para facilitar el acceso a las mismas, estas y otras barreras deben ser resueltas para el desarrollo del proyecto.
Fase 2: Definición de potenciales zonas para el suministro de frio
Cabe señalar que de 79 usuarios potenciales en Bucaramanga, solo se requieren 21 para alcanzar el 80% de la demanda de refrigeración del municipio. En el caso de Floridablanca, de 22 posibles usuarios, sólo 9 están obligados a cobrar el mismo 80% de la solicitud de este municipio. Además, se puede identificar un potencial de enfriamiento en el área metropolitana de Bucaramanga de 33,989.52 TR, donde Bucaramanga tiene el 48% de la carga de enfriamiento total determinada en el inventario, Floridablanca el 39% y Piedecuesta el 13%.
Por otro lado, en la Imagen 14 se muestra la carga de enfriamiento del stock exportado para el área metropolitana de Bucaramanga. Además, el mapa muestra que la distancia entre usuarios es menor en el sector Forestal de Floridablanca, es decir, la demanda de refrigeración en Bucaramanga está más distribuida.
Fase 3: Caracterización y estimación de la demanda
Respecto a las curvas obtenidas del departamento de medición de ESSA, no es posible publicarlas en este documento debido a la confidencialidad de la información.
Fase 4: Conceptualización del distrito de enfriamiento
Definir la curva de demanda que seguirá el distrito y calcular la capacidad de generación de la planta. Usando la ecuación (6) (7), se puede obtener el flujo máximo que pasa por el sistema de distribución. A continuación se muestra el perfil de elevación desde el distrito de refrigeración hasta el usuario más bajo de la línea A, el Roseliere Hotel.
Y el perfil de altura desde el círculo de enfriamiento hasta el usuario más bajo de la línea B, zona libre. A continuación se muestra un resumen de las ganancias de calor para cada una de las secciones y usuarios de las líneas A y B.
Fase 5: Análisis financiero preliminar del proyecto
La fábrica tendrá 2 pisos donde se instalarán los equipos de enfriamiento, sistemas de bombeo, sistema eléctrico y de control y oficinas, además se instalarán torres de enfriamiento en el techo. La planta utilizará refrigerante R-1233zd y en la fase final contará con 10 unidades de refrigeración, 8 torres de refrigeración, 13 bombas para el sistema de bombeo de la red de distribución y 21 bombas para el sistema de bombeo de la torre de refrigeración. El consumo energético del distrito se basa únicamente en la electricidad de la red eléctrica.
El ΔT de los equipos de refrigeración es de 5,6 °C y están conectados en paralelo. La generación de refrigeración anual en la fase final de implementación es TRh, tiene un factor de instalación del 70,82% y además necesita reponer 1.419,92 m3 de agua por día para la operación de la planta.
Conclusiones y observaciones
Recomendaciones
Al realizar el método de cálculo de cargas para el inventario y luego de conocer las cargas instaladas de las 6 empresas, se notó que las toneladas obtenidas por el método diferían con respecto a las instaladas. Por tanto, se espera que el dimensionamiento de las cargas tenga un margen de error. Se observó que gran parte de las empresas con grandes sistemas de aire acondicionado en su mayoría cuentan con sistemas centralizados de agua o sistemas centralizados de expansión directa, que permiten la adaptación de su infraestructura, no requieren grandes inversiones, además, cuentan con espacio suficiente para la implementación de estaciones de transferencia.
No fue posible realizar una comparación del impacto ambiental antes y después de la implementación del proyecto ya que no se contaba con información detallada sobre el tipo de refrigerante y sus cantidades en los sistemas actuales de los usuarios, además tiene el alcance del proyecto. excedido. por lo que se recomienda realizar aproximaciones o realizar un estudio dedicado al impacto ambiental del proyecto. El tratamiento del agua tanto del sistema cerrado del distrito como del agua de reemplazo de las torres debe considerarse para futuras conceptualizaciones técnicas y análisis financieros.
Bibliografía
22] Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, “Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente”, 2019.
Anexos
Que este acuerdo de confidencialidad rige el uso y protección de la información confidencial; PARTE RECEPTORA: La PARTE RECEPTORA está constituida por cualquiera de LAS PARTES que recibe la otra información confidencial o no confidencial. La información confidencial de la PARTE REVELADORA deberá ser tratada como tal y deberá ser debidamente protegida por la PARTE RECEPTORA.
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