Încălzirea globală, generată de schimbările climatice, accentuează nevoia de a găsi opțiuni pentru răcirea eficientă a clădirilor, diminuând emisiile, pentru a stopa, pe cât posibil, creșterea temperaturii. Sistemele tradiționale de climatizare sunt ineficiente în atingerea acestor obiective. Dar dacă ar exista o alternativă?
Un pas în această direcție ar putea fi reprezentat de sistemele centralizate de răcire, cu apă răcită într-o unitate centrală și circulată prin instalații către mai multe clădiri, permițând răcorirea fără a fi nevoie de sisteme proprii de climatizare energofage. Astfel, ar fi redusă amprenta de carbon a fiecărei clădiri și am avea o opțiune mai ieftină pentru răcire la interior.
Ideile care stau la baza sistemelor centralizate de răcire sunt discutate încă din anii ’60, potrivit lui Oddgeir Gudmundsson, expert în răcire centralizată din cadrul companei de inginerie Danfoss din Danemarca. „Este o tehnologie relativ veche”, spune acesta.
Tehnologia, folosită în special în regiuni călduroase, ca Dubai sau Qatar, începe să fie adoptată și în Europa, unde cererea pentru sisteme de răcire evoluează în ton cu temperaturile medii globale. „În Europa, cererea pentru sisteme de răcire nu este încă la nivelul din SUA sau Japonia, de exemplu”, afirmă Gudmundsson. „Însă, aceste soluții devin din ce în ce mai populare.”
În timp ce unitățile de răcire centralizată au o pondere de sub 1% în Europa, există țări, ca Suedia, în care ponderea acestora a ajuns la aproape 25%.
În cazul răcirii centralizate, apa este transportată în clădiri prin conducte, de la o instalație centrală unde a fost răcită. Această apă poate fi utilizată apoi în sistemele de ventilație. Aerul din jurul conductelor este răcit și împins în clădire prin guri de ventilație, acționând ca aerul condiționat, apa fiind ulterior recirculată pentru a fi din răcită.
Răcirea centralizată poate fi mult mai eficientă decât sistemele tradiționale de climatizare, bazate de obicei pe echipamente construite deasupra clădirilor, care consumă multă energie. Sistemul de răcire centralizată poate apela, de asemenea, la captarea apei reci din surse naturale, cum ar fi un lac, reducând astfel necesarul de energie.
Acolo unde există acces la râuri, lacuri adânci sau oceane, răcire poate fi fi chiar gratuită, afirmă Gudmundsson. „În regiunile cu climă rece, ca Stockholm sau Copenhaga, temperatura redusă poate proveni și din aerul înconjurător. Sunt utilizate frecvent astfel de soluții pentru răcorirea apei din conducte, pe traseul dintre unitățile centrale și consumatori.”
Răcirea centralizată este potrivită pentru clădirile comerciale din Europa, care necesită răcire pe tot parcursul anului, spre deosebire de clădirile rezidențiale, care, în majoritatea zonelor, au nevoie de răcire doar până la trei luni, în perioada mai călduroasă a verii. „În clădirile rezidențiale, cererea pentru sisteme de răcire este foarte redusă”, spune Gudmundsson.
Chiar și așa, răcirea centralizată poate juca un rol important în combaterea schimbărilor climatice în Europa. Această soluție poate fi de până la zece ori mai eficientă față de sistemele de răcire convenționale, reducând semnificativ consumul de energie în multe clădiri și facilitând progrese semnificative către neutralitatea emisiilor de dioxid carbon. „Într-un sistem neutru din punct de vedere al emisiilor de carbon, contează foarte mult să reducem pe cât posibil vârfurile de consum (de energie)”, afirmă Gudmundsson.
Răcirea centralizată mai are și alte beneficii. Reduce zgomotul, în absența nevoii pentru unități de aer condiționat zgomotoase și eliberează spațiu în clădiri – de exemplu, acoperișurile. Aici ar putea fi dezvoltate alte facilități, cum ar fi o grădină sau o zonă comună. În plus, crește flexibilitatea rețelei de electricitate și permite utilizarea unei cantități mai mari de energie din surse regenerabile pentru sistemele de răcire, prin transferul cererii de energie spre intervale cu un disponibil mai mare de energie din surse regenerabile.
Economii de energie
Având în vedere că multe sisteme de răcire centralizată sunt deja în funcțiune, este important să înțelegem cum putem îmbunătăți sistemele existente. Susana López, de la centrul de cercetare și tehnologie Tekniker din Spania, a fost coordonatoarea proiectului INDIGO, care a analzat tocmai acest aspect, folosind algoritmi și a alte tehnici pentru a optimiza un sistem de răcire centralizată dintr-un spital din nordul Spaniei.
„Ideea proiectului INDIGO a fost să dezvoltăm sisteme diferite de gestionare a generării, distribuției și consumului”, spune López, „pentru a îmbunătăți modul în care se asigură răcirea unei clădiri, eficiența distribuției și gestionarea producției.”
Proiectul a realizat acest lucru în trei moduri. În primul rând, s-a dezvoltat un algoritm pentru optimizarea pompelor folosite pentru circularea apei în rețea. Deși a fost doar un proiect-pilot, spitalul a decis menținerea sistemului în funcțiune „datorită economiilor mari obținute”, spune López. După doar un an de funcționare, au fost obținute economii din reducerea consumului de energie de 50%.
O altă realizare a fost creșterea diferenței de temperatură dintre apa de intrare și cea de ieșire, reducând astfel acumulările de căldură în rețea, ceea ce a dus la economii de energie de circa 18 %. O a treia realizare a fost analizarea necesarului de răcire pe amplasament, pentru a putea ajusta capacitatea de furnizare a apei răcite necesare în clădiri.
Rezultatele arată că eficiența sistemelor existente de răcire centralizată poate fi îmbunătățită fără a fi necesare echipamente sau infrastructuri suplimentare. „Nu am modificat mijloacele de producție sau de distribuție,” spune López. „Ceea ce am făcut a fost să includem măsurători de-a lungul rețelei propriu-zise pentru o gestionare diferită.”
Deși astfel de proiecte sunt promițătoare, adoptarea răcirii centralizate la scară largă nu e lipsită de provocări. Una dintre probleme ar fi că instalarea sistemelor poate fi perturbatoare, fiind necesară închiderea străzilor din zona respectivă pe durata instalării conductelor. „Aceasta poate fi o problemă majoră”, spune Gudmundsson.
O alta ar fi faptul că răcirea centralizată poate fi costisitoare inițial și durează destul de mult timp până economiile obținute devin vizibile. „Sunt proiecte destul de costisitoare și necesită multe investiții inițiale”, afirmă Gudmundsson, iar finanțarea guvernamentală pentru implementarea sistemelor este scăzută. „Din câte știu eu, nu există niciun sistem de răcire centralizată subvenționat”, spune acesta. Cu toate acestea, odată implementate, evoluează rapid, după cum a demonstrat-o adoptarea la scară largă în Suedia.
Aceste soluții s-ar putea însă să joace un rol important pentru viitorul nostru durabil. „Cererea de energie electrică pentru funcționarea instalațiilor de aer condiționat crește foarte mult în timpul verilor”, declară López. „Va trebui să găsim soluții pentru a furniza servicii de răcire fără a suplimenta cererea de energie, iar răcirea centralizată este cu siguranță una dintre piesele puzzle-ului.”
Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate de UE.
Acest articol a fost publicat inițial de Horizon, revista Uniunii Europene în domeniul cercetării și inovării.
