Presentamos un proyecto donde se implementaron tecnologías de monitoreo de refrigerantes en un sistemas de chillers enfriados por agua.
por Shelli Cosmides*
El edificio chiller refrigerados por agua de la empresa energética Xcel Energy, ubicada en el centro de la ciudad de Denver, Estados Unidos, necesitaba actualizaciones de monitoreo de refrigerantes. Los diferentes tipos de sistemas de monitoreo de refrigerantes que estaban en uso no ofrecían capacidad de comunicación entre las ubicaciones de las plantas en la ciudad.
El equipo de Energía Térmica estaba dedicando tiempo a realizar recorridos constantes de cinco edificios separados para verificar el estado y la funcionalidad de 16 enfriadores y equipos mecánicos relacionados, incluido el refrigerante.
También hubo un monitoreo inconsistente y la ausencia de datos que pudieran identificar fugas de refrigerantes. Esto, sumado a la falta de consistencia y confiabilidad en el equipo refrigerante utilizado en todas las plantas, dificultó la resolución de problemas y la búsqueda de piezas de repuesto correctas de los fabricantes.
El resultado fue un uso de refrigeración, monitoreo y comunicaciones subóptimos más ineficiencias en el mantenimiento y las reparaciones.
En la actualidad, Xcel Energy utiliza monitores de refrigerante Bacharach HGM-MZ (Monitor de gas halógeno - multizona) en sus cinco ubicaciones para monitorear las enfriadoras. Cada planta tiene su propio Bacharach MZ, y se encuentra en el edificio del sistema de refrigeración. Los MZ utilizan un sensor NDIR (infrarrojo no dispersivo) que permite un muestreo temprano de fugas de hasta 16 puntos.
Michael O'Malley, Gerente de Operaciones del Departamento de Energía Térmica de Xcel Energy ha estado trabajando durante 10 años y tiene el doble de esa experiencia en gestión de operaciones. Él y su equipo son responsables de un sistema que incluye cinco ubicaciones diferentes, 16 enfriadores y cuatro millas de tuberías subterráneas que distribuyen agua fría a algunos de los edificios más importantes del centro de la ciudad, incluido el museo de arte, la sucursal principal de la biblioteca pública de la ciudad, el centro de convenciones, hoteles, centros de datos, juzgados y edificios de la ciudad y del condado de Denver. En cada edificio se han instalado intercambiadores de calor, eliminando la necesidad de que los propietarios proporcionen sus propios equipos.
Requisitos claros
Después de evaluar los productos de monitoreo de refrigeración, el Sr. O'Malley pensó que era importante encontrar equipos de monitoreo de refrigeración activa. Un sistema que usara una bomba para monitorear secuencialmente diferentes ubicaciones podría prevenir cualquier consecuencia grave. Para ser proactivo y contrarrestar rápidamente cualquier fuga de refrigerante, O'Malley quería configurar sensibilidades de alarma a niveles inferiores a los que puede detectar el monitor de refrigerante pasivo.
"El costo de una gran fuga de refrigerante para nuestra organización podría oscilar entre US$10.000 y US$100.000 o más, dependiendo del tamaño de la fuga", dijo O'Malley.
Al usar diferentes gases refrigerantes como R22, R123 y R134a en múltiples ubicaciones, también fue importante que el mismo sistema de monitoreo dentro de los diferentes edificios busque todos estos tipos de refrigerantes y que todos los monitores puedan comunicarse con la planta principal.
Una implementación técnica
La implementación e instalación del primer nuevo monitor de refrigerante implicó un esfuerzo de colaboración entre Xcel Energy, Bacharach y el representante local. Se instalaron varios monitores de refrigerante en diferentes instalaciones de Xcel Energy, por lo que hubo algunas dudas sobre la confiabilidad del producto.
Michael O'Malley quería asegurarse de que los productos durarían mucho tiempo, serían confiables y no requerirían mucho mantenimiento. Una vez que Xcel Energy seleccionó la unidad que quería, la instalación inicial fue excelente, recordó el representante local. Poco después, sin embargo, estaban experimentando problemas con los filtros y las falsas alarmas. Debido a la altura de una milla donde se encuentra ubicado Denver, los diafragmas en la bomba trabajaban mucho más. El problema se solucionó rápidamente al reemplazar la unidad sellada con un diafragma de goma más resistente que no se rajaría ni rompía.
La MZ se instaló en una planta remota y, como los presupuestos permitieron, se instalaron un total de 5 MZ. "Es bastante fácil para nosotros probar el primer HGM-MZ. Durante la implementación, obtuvimos un soporte técnico fantástico, por lo que fue excelente", dijo O'Malley.
Última tecnología
El papel de la tecnología está inseparablemente vinculado a la planta de agua refrigerada de Xcel Energy. Sigue siendo un factor de seguridad importante para el equipo el tener una tecnología de detección de fugas altamente sensible incorporada en los monitores de refrigerante. El uso de un sensor tecnológicamente avanzado que reconozca una variedad de refrigerantes y un sistema que proporcione tiempos de ciclo más rápidos para todas las zonas de monitoreo proporcionará un muestreo continuo para detectar cualquier refrigerante que pueda filtrarse en la sala mecánica.
El Sr. O'Malley dijo: "Es importante que el equipo de operaciones tenga confianza en que es seguro ingresar a la sala, que no haya fugas de refrigerante en el espacio mecánico y que no se filtre nada hacia el medio ambiente. Necesitamos mantener el refrigerante adentro del enfriador. Eso es importante, así no estoy comprando refrigerante constantemente".
El representante local señaló que Xcel Energy no estaba usando los mismos gases en todos los enfriadores y que no todos los gases estaban soportados en el producto que estaban usando. Esta situación podría ser abordada por la extensa biblioteca de gases de HGM-MZ incorporada en el monitor, más la precisión de las lecturas de refrigerante proporcionadas.
El HGM-MZ tiene una biblioteca de más de 60 gases refrigerantes, que resuelve los problemas de variedad de refrigerante dentro de la planta para detectar R22, R123 y R134a. La estandarización del producto facilita el mantenimiento utilizando el mismo producto para piezas de repuesto y para un reemplazo rápido. El Equipo de Operaciones de Xcel Energy ha tenido una reducción significativa en la frecuencia de los recorridos que necesitan realizar.
El sistema Multi-Zone también mantiene a raya las emisiones de refrigerante al tener un rendimiento de 1 ppm. También resolvió el problema de la necesidad de monitorear diferentes refrigerantes en diferentes ubicaciones.
Ventaja financiera clara
Reducir la pérdida de refrigerante, reducir el tiempo de viaje de los técnicos para realizar trabajos de reparación y contar con el sistema adecuado para realizar el trabajo fueron importantes desde el punto de vista económico y de costos. Según O'Malley, "es fundamental que encontremos fugas de refrigerante antes de tiempo. Lo más importante es que nos preocupan los efectos negativos sobre el medio ambiente. No quiero que los refrigerantes entren a la atmósfera. La segunda preocupación es el impacto financiero. El rendimiento de las máquinas se verá afectado si no tienen el refrigerante. Es como la salida de gas de su automóvil".
Debido al tiempo que tardó en verificar el producto heredado, era fundamental contar con un producto que constantemente tomara muestras secuenciales en los enfriadores y registrara los niveles de refrigerante para garantizar que el producto estuviera en funcionamiento, sin importar la ubicación. "Tener un monitoreo confiable y continuo que podríamos ver desde una ubicación central nos permitiría enviar un técnico solo cuando tenemos que hacer una evaluación o lidiar con un problema menor", comentó O'Malley.
Solo el tiempo del técnico ahorraría costos. Los beneficios adicionales incluyen el rendimiento del sistema, menores costos de energía y menores costos de refrigerante.
Confiabilidad
Poder confiar en el equipo en operación continua fue otra consideración importante. El representante de Bacharach recuerda haber visitado la planta enfriadora de Xcel Energy en el centro de Denver y notó que era la planta enfriadora subterránea más grande que había visitado. Recuerda que Xcel Energy quería una unidad del tipo "configúrelo y olvídese" y que tenían algunas preocupaciones con respecto al cumplimiento del código.
Al querer enfocarse en la sensibilidad del refrigerante, el representante demostró que el monitor de refrigerante podría detectar fugas de hasta 1 ppm. "Los monitores han sido confiables. No recuerdo haber tenido que cambiar las bombas en bastante tiempo", dijo O'Malley, "Básicamente, los cuelgan en la pared y obtendrán años y años y años de servicio de ellos."
Sistema de automatización de edificios y comunicaciones
Las instalaciones que Xcel Energy suministra con agua son propiedad directa de los propietarios del edificio o están arrendadas. En cualquier momento, los clientes pueden solicitar registros de Xcel Energy sobre la administración del sistema. "Si un cliente quisiera ver registros sobre cómo estamos administrando el sistema, todo lo que tendríamos que hacer es reunir los datos para mostrarles el mantenimiento preventivo que estamos haciendo y los datos históricos", expresó O'Malley. "El monitor puede responder al sistema de administración del edificio si la bomba falla o si la unidad ve refrigerante. Le dirá y usted no tendrá que pasar por ahí para averiguarlo. Funcionalmente, ‘habla’ el lenguaje del sistema del edificio", dijo.
Basándose en el rendimiento, la impresión y la facilidad de uso del equipo, O'Malley y su equipo de operaciones están haciendo un buen uso de la confiabilidad de los MZ, asegurando que las 16 enfriadoras permanezcan en buenas condiciones operativas y ayudando a mantener el compromiso ambiental y el servicio confiable de los clientes de Xcel Energy.
* Shelli Cosmides, Marketing Communications Manager de Bacharach – [email protected]. Sitio web: www.mybacharach.com
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