I. Definición de la refrigeración urbana

Definición de refrigeración por distrito: Un sistema en el que uno o varios enfriadores producen agua refrigerada para la climatización, y una red de tuberías que conecta la central de enfriamiento con los edificios individuales distribuye esta agua refrigerada por todo el distrito. A continuación, el agua refrigerada se entrega a los edificios mediante intercambiadores de calor de placas. La producción de agua refrigerada puede emplear enfriadores accionados eléctricamente o por vapor, así como enfriadores de absorción alimentados con calor residual procedente de turbinas de gas o calderas de gas. El enfoque de planificación y diseño dependerá de factores específicos, tales como los tipos y las funciones de los edificios del distrito, así como sus cargas de refrigeración. Para garantizar la máxima eficiencia y fiabilidad, todas las centrales de refrigeración por distrito están interconectadas.

Los sistemas de climatización de los complejos de edificios comerciales presentan las siguientes características:

1. Alto factor de utilización durante el día, coincidente con los períodos de máxima demanda eléctrica;

2. Debido a la diversidad del complejo edilicio —que incluye oficinas, teatros y centros comerciales— y a los horarios de máxima demanda no simultáneos entre estos inmuebles, el factor de carga global es bajo; por lo general, el factor de utilización simultánea puede oscilar entre 0,5 y 0,7.

3. La carga de climatización es considerable. La diversidad de los conjuntos de edificios comerciales y sus perfiles específicos de carga de climatización los hacen especialmente adecuados para sistemas de refrigeración urbana que utilizan el almacenamiento de hielo como fuente primaria de frío. Las economías de escala permiten reducir la inversión inicial en capital respecto a lo que implicaría que cada propietario construyera por separado una planta de enfriamiento dedicada, al tiempo que disminuyen la capacidad total instalada del equipo y minimizan el espacio de piso necesario para las salas individuales de enfriadores y las instalaciones asociadas, como las subestaciones de transformación y distribución. Esto, a su vez, libera mayor superficie rentable para los propietarios. Además, la construcción centralizada de la planta de agua helada, la selección de enfriadores de gran escala y alta eficiencia, la implementación de tecnología de almacenamiento de hielo, el aprovechamiento de la tarificación eléctrica diferenciada entre horas punta y valle para reducir los costos operativos, y el despliegue de algoritmos de control autoaprendientes y ahorradores de energía para un funcionamiento totalmente automatizado —todas estas medidas hacen que los sistemas de refrigeración urbana basados en almacenamiento de hielo resulten altamente competitivos.

II. Requisitos para los intercambiadores de calor de placas en las estaciones de intercambio de calor de los usuarios de refrigeración urbana

Las temperaturas primarias de suministro y retorno del agua son 1,1 °C/12,2 °C, mientras que las temperaturas secundarias de suministro y retorno del agua son 2,2 °C/13,3 °C. El acercamiento de temperatura (o diferencia de temperatura terminal) es de aproximadamente 1 °C, y el NTU ronda los 10. En la actualidad, solo los intercambiadores de calor de placas corrugadas de baja densidad (BRH) pueden satisfacer estos requisitos, ya que las condiciones del proceso dan lugar a un NTU de 10,1.

Este sistema alcanza la máxima eficiencia y la fiabilidad necesarias para suministrar agua refrigerada a 1,1 °C de manera continua, las 24 horas del día, durante 360 días al año. Las zonas comerciales situadas en el subsuelo están conectadas a estaciones de intercambio térmico y a una red de tuberías en bucle que abastece a los edificios sobre el nivel del suelo. El agua refrigerada de retorno a 13,3 °C (agua secundaria) realiza un intercambio de calor con el agua primaria a 1,1 °C/12,2 °C mediante intercambiadores de calor de placas, lo que permite obtener una temperatura de suministro de 2,2 °C en el circuito secundario. Esta tecnología de refrigeración de baja temperatura a escala de distrito, estable y fiable, ofrece ventajas destacadas, entre ellas la protección ambiental en el área de servicio, el ahorro energético, la reducción de la inversión inicial de capital, la disminución de los costos de operación y una gestión equilibrada de la carga de la red.