Un conjunto de herramientas innovador «energiza» sistemas de refrigeración urbana descentralizados prometedores
Las instalaciones centralizadas que climatizan múltiples edificios con generación remota frente a generación «in situ», denominados sistemas de refrigeración urbana (RU), mejoran la calidad de vida y la eficiencia del suministro, a la vez que reducen el consumo de energía y las emisiones de CO2. Dado que Europa se está calentando y aumenta la demanda de refrigeración de edificios, en el oportuno proyecto financiado con fondos europeos INDIGO se propusieron apoyar una RU más eficiente, inteligente y menos cara.
Apoyo para la puesta en marcha con herramientas inteligentes fáciles de utilizar
Ya había muchos motivos para la adopción de los sistemas de RU. INDIGO hizo que esta buena opción fuera incluso mejor al desarrollar dos herramientas de código abierto de planificación y simulación y una revolucionaria estrategia de gestión de sistemas de RU. Según Susana López, coordinadora de Ingeniería Térmica en Tekniker y coordinadora del proyecto INDIGO: «La herramienta de planificación de INDIGO ayuda a los usuarios a diseñar o evaluar sistemas de RU existentes y nuevos desde la generación hasta el consumo. Los análisis del ciclo de vida comparan los resultados con los de un caso de referencia definido. La herramienta de simulación aprovecha la biblioteca de INDIGO de modelos dinámicos termofluidos de los componentes de sistemas de RU, que proporcionan información detallada sobre el comportamiento físico del diseño optimizado. Por último, la estrategia de gestión optimiza de forma inteligente la programación para maximizar la eficiencia energética y minimizar costes, a la vez que tiene en cuenta factores como las emisiones de gases de efecto invernadero y el tiempo de retorno energético del sistema». La estrategia de gestión inteligente basada en el control predictivo mediante modelos aprovecha la prospectiva y las fuentes de energía renovables. El sistema integra predicción de la demanda de los consumidores, previsión del precio de la energía y conocimientos sobre los modelos de los componentes de sistemas de RU. Se desarrollaron controladores predictivos basados en modelos para gestionar los sistemas de generación, las bombas de distribución y la unidad de tratamiento del aire, algunos con algoritmos de autoaprendizaje integrados. López señala: «INDIGO ha publicado directrices sobre cómo planificar e implementar nuestro sistema de gestión inteligente para RU a fin de ayudar a otros en este proceso».
Un ahorro energético significativo incluso con cambios mínimos
INDIGO validó su optimizador de bombas de distribución y su novedosa estrategia de gestión (tanto para generación como para distribución) en el sistema de RU del Hospital Universitario Basurto en Bilbao (España). El hospital responde a sus necesidades de calefacción y refrigeración mediante un sistema de calefacción y refrigeración para el barrio que aprovecha el calor residual y el almacenamiento en un sistema de producción combinada de calor y electricidad. El barrio consta de once edificios en dos kilómetros. INDIGO también probó su estrategia de gestión con un sistema convencional de calefacción, ventilación y aire acondicionado en un edificio de oficinas en Neuchatel (Suiza). La solución de INDIGO obtuvo como resultado un consumo energético general aproximado un 26 % menor que el de los sistemas existentes. Solo el optimizador de la bomba de distribución logró un ahorro energético de más del 50 %. Estos datos, aunque constituyen una parte relativamente pequeña del proyecto INDIGO, se han convertido en un resultado valioso. Esta solución seguirá funcionando en el emplazamiento de las pruebas y tiene potencial para su aplicación en otras instalaciones con sistemas de bombeo con un elevado consumo de energía, como los de las plantas de depuración de aguas residuales. Los resultados del simulador del banco de pruebas virtual mostraron que el ahorro de energía podría incrementarse considerablemente —hasta un 85 %— con mejoras a todos los niveles, que van desde los sistemas de generación y distribución hasta el edificio (consumo). Las mejoras significativas de INDIGO en cuanto a RU mediante el uso de sistemas inteligentes para el control y la optimización están, en este momento, en el nivel de preparación tecnológica 5. Las innovaciones financiadas con fondos europeos de INDIGO, elegidas por la iniciativa de la Unión Europea Innovation Radar, deberían llegar más rápido al mercado y empezar a aprovechar todo su potencial a través de la exposición a un ecosistema dinámico de incubadoras, emprendedores, organismos de financiación e inversores.
Palabras clave
INDIGO, energía, sistema de RU, refrigeración urbana, optimizador de bombas de distribución, control predictivo basado en modelos, modelos dinámicos termofluidos
