El desafío
Esta oficina de 10,000 pies cuadrados en Lancaster, Pensilvania, es un lugar de trabajo luminoso y vibrante. Sin embargo, la abundancia de luz solar directa y la gran actividad en las estaciones de trabajo generan una alta demanda de refrigeración en las tardes calurosas. Los aumentos en la demanda de refrigeración durante las horas pico provocan que el edificio funcione de manera ineficiente. La necesidad de una mayor refrigeración también contribuye a elevados cargos en los servicios públicos. El desafío era reducir las cargas máximas de refrigeración con una solución de fácil instalación que no comprometiera la atmósfera luminosa ni la comodidad del espacio.
La solución
La solución fue instalar los plafones ahorradores de energía CALLA TEMPLOK para ayudar a gestionar la carga de calor durante las horas pico. A medida que el edificio se calienta, el material de cambio de fase (PCM) en los plafones absorbe el calor en el proceso de descongelamiento, lo que compensa la necesidad de enfriamiento mecánico. La instalación de Templok convirtió efectivamente el cielo acústico en una “batería térmica” controlada por los puntos de ajuste del edificio. El PCM se congeló de forma eficiente por la mañana utilizando aire fresco del exterior. Los puntos de ajuste se escalonaron a lo largo del día para descongelar el PCM y ahorrar energía de refrigeración.
Material de cambio de fase (PCM)
Los plafones TEMPLOK contribuyeron significativamente a la reducción de la carga máxima y aumentaron la eficiencia de refrigeración.
* El estudio se encuentra en curso, por lo que esos resultados están pendientes.
Encontrar soluciones de ahorros de energía
(Fig 1) El PCM absorbe calor del aire, lo que reduce la temperatura y la carga de enfriamiento.
Instalación: Los plafones CALLA TEMPLOK se instalaron en todas las aberturas del sistema de suspensión completo, que cubre aproximadamente el 55% del área del cielo acústico y el 25% de la zona de 10,000 pies cuadrados tratada por la unidad de manejo del aire.
Estrategia de control: El sistema de gestión de edificios (BMS) se programó para aprovechar la masa térmica del PCM. Temprano en la mañana, el termostato se configuraba a 68 °F con la economización activada. A lo largo del día, los puntos de ajuste se incrementaron gradualmente hasta 74 °F, lo que mantuvo el confort térmico y permitió que el PCM se descongele.
Monitoreo: Se colocaron sensores en los plafones Templok para monitorear el comportamiento de refrigeración y descongelamiento del PCM. Cada hora, la cantidad de calor absorbido por los plafones es aproximadamente igual a la cantidad de carga de refrigeración mecánica reducida (Fig. 1).
Refrigeración previa: El BMS se programó para economizar y refrigerar previamente el edificio durante la noche. La economización proporciona un enfriamiento eficiente al llenar el edificio con aire exterior cuando la temperatura y la humedad son bajas. El PCM en el cielo acústico ocupa una gran superficie que se “cargó” (es decir, se congeló) fácilmente durante la noche por el aire que circuló a través de la habitación y el pleno.
Aprovechar el PCM: El termostato se ajustó a 68 °F desde las 12:30 a.m. hasta las 6:00 a.m. y aumentó gradualmente a 74 °F a las 4:00 p.m. para impulsar la congelación y el derretimiento en un patrón que reduzca la demanda de refrigeración durante las horas pico. La temperatura del PCM siguió el cronograma establecido con un retraso de algunas horas. Comprender su respuesta ayudó al operador a “cargar” y “descargar” de manera controlada el PCM a través de puntos sencillos de ajuste.
Desplazamiento de la carga: Se utilizaron los datos de temperatura del PCM para estimar la transferencia de energía utilizando las propiedades térmicas conocidas del material. Las Figuras 2 y 3 ilustran el patrón de temperatura del PCM y la carga de enfriamiento horaria estimada compensada por el calor almacenado en el PCM.
(Fig 2) Tendencias de temperatura del 19 de septiembre, dos días después de la instalación de Templok y los cambios en los puntos de ajuste.
(Fig 3) Tendencias de temperatura del 19 de septiembre, dos días después de la instalación de Templok y los cambios en los puntos de ajuste. Condiciones exteriores y almacenamiento de calor en Templok el 19 de septiembre.
Reducción de la carga máxima: IEn las Figuras 4 y 5, se comparó la energía de enfriamiento en días de semana con patrones de temperatura exterior similares antes y después de la renovación con PCM y la refrigeración previa. Antes, la máxima demanda de refrigeración se producía durante las horas calurosas de la tarde. Después de la renovación, la demanda por la tarde fue significativamente menor. Las horas pico se producían en las primeras horas de la mañana, cuando el enfriamiento era más eficiente.
En comparación con estos días, la refrigeración previa de la masa térmica del edificio, mejorada por el PCM, redujo la demanda máxima de la tarde en aproximadamente un 30%.
(Fig 4) Energía de enfriamiento antes del PCM
(Fig 5) Energía de enfriamiento después del PCM y la refrigeración previa