Almacenamiento térmico sin usar glicol

Almacenamiento térmico sin usar glicol es una alternativa a usar los tradicionales bancos de hielo.

En grandes consumidores la tarifa eléctrica depende de la hora en que se consume la energía.

Generalmente a medio día y al final de la tarde la tarifa de energía y demanda tienen su máximo costo.

Durante la noche y la madrugada estos rubros tienen una tarifa muy inferior por lo que trasladar cargas a esas horas disminuirá la factura eléctrica.

El almacenamiento térmico es útil para disminuir los costos de enfriamiento durante los periodos de tarifas mas altas.

Uno de los sistemas más usados es utilizar hielo para almacenar energía.

El agua para pasar de 0°C de estado líquido a estado sólido (hielo) requiere extraer mucha energía.

Esta propiedad se lo conoce como el calor de fusión 

En el caso del agua se requiere 333,55 Kj/kg.

Los sistemas de banco de hielo normalmente almacenan hielo alrededor de un serpetín.

Durante las horas de baja tarifa se fabrica hielo al hacer pasar agua proveniente del chiller en el interior del serpentín. Para que se pueda dar la transferencia de calor el agua tiene que estar a una temperatura inferior a 0°C

Las temperaturas de suministro son del orden de -5°C e incluso inferiores.

Entre las ventajas que tienen los sistemas de banco de hielo estan:

• Capacidad de trasladar cargas de horarios de alta tarifa eléctrica a horarios más favorables.
• El diferencial de temperatura es mayor que en sistemas convencionales por lo que se debe bombear menos caudal
• Si se suministra el agua procedente del banco de hielo a las unidades manejadoras hay un mejor control de humedad relativa
• Al aprovechar un delta T mayor se pueden utilizar válvulas, tuberías y accesorios más pequeños y de menor costo

Las desventajas son:

• No todos los chillers tienen capacidad de suministrar agua a la temperatura necesaria para fabricar hielo
• Se debe de mantener cuidadoso control de la concentración de glicol para impedir el congelamiento en el interior
• Se le debe dar especial cuidado al tratamiento de agua para impedir problemas de corrosión

Para sistemas en donde no se desea que las tuberías que usan glicol lleguen al interior del edificio se usa un intercambiador de calor.

Hay sistemas que en lugar de usar hielo utilizan materiales con un punto de fusión diseñados específicamente para las condiciones del sistema.

Estos sistemas permiten almacenamiento térmico sin usar glicol.

Típicamente la temperatura de fusión es de 7°C por lo que la muchos chillers tienen capacidad de fusionar el material para almacenar energía térmica.

Las principales ventajas de estos sistemas son:

• Pueden usarse con casi cualquier chiller
• No es necesario utilizar glicol
• Tienen una capacidad de almacenamiento comparable con el hielo

Las nuevas tecnologías de chiller no permiten el suministro a muy bajas temperaturas por lo que esta tecnología permite tener lo mejor de los dos mundos (alta eficiencia y traslado de cargas)

Entre las desventajas están:

• La temperatura a la que puede enfriar el agua es relativamente alta por lo que normalmente suministran en el retorno.
• No tienen la capacidad de controlar la humedad relativa de los sistemas de banco de hielo ni de disminuir el tamaño de tuberías y accesorios.

La respuesta es que es muy relativo, entre los principales factores que afectan la selección están:

• Si el proyecto es existente o es nuevo
• Las tarifas eléctricas que usan, y si hay posibilidad de cambio de tarifa
• El chiller que usan
• El espacio disponible
• Perfil de carga térmica

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