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Un innovador refugio de campo ofrece una solución de refrigeración fuera de la red para el basamento remoto del desierto
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Un refugio de equipo de campo equipado con refrigeración tolerante a las fallas está asegurando la confiabilidad de un enlace de comunicaciones inalámbricas que conecta la instrumentación de un nuevo gasoducto que atraviesa un desierto del Medio Oriente con la sala de control remoto. Fabricado con materiales resistentes de poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV), el refugio alberga un bastidor TETRA alimentado por paneles solares, para poder funcionar de forma fiable en un lugar fuera de la red a unos 50 km de la ciudad más cercana.
El refugio de Intertec Instrumentation emplea un sistema de "enfriamiento híbrido" para salvaguardar los 56 m2 de equipo electrónico del refugio, y el compartimento de almacenamiento de energía de la batería - un área de Zona 1. El sistema consiste en un enfriador pasivo a base de agua asistido por dos enfriadores de agua eléctricos redundantes. Este enfoque combina la fiabilidad intrínseca de la refrigeración pasiva con la refrigeración activa por agua para aumentar la eficiencia de la refrigeración en los días calurosos. El sistema puede manejar una carga de refrigeración de alrededor de 1,9 kW, asegurando que incluso durante el verano de este clima de Oriente Medio - cuando las temperaturas ambientales pueden subir hasta 55 °C - las temperaturas interiores de los refugios siempre se mantendrán por debajo de un pico en el peor de los casos de alrededor de 35 °C. En otras épocas del año, las temperaturas interiores de los refugios se mantienen muy por debajo de estos niveles.
La ubicación remota significa que el bastión está lejos de la red eléctrica, y debe ser alimentado por la energía solar. El sistema de enfriamiento pasivo, basado en un tanque de agua con intercambiadores de calor internos y externos, aprovecha el cambio de temperatura diario del clima del desierto para almacenar el frescor de la noche y utilizarlo para moderar las temperaturas internas durante el día. El agua circula por el sistema por convección natural, sin energía eléctrica ni partes móviles. Este sistema por sí solo gestiona las necesidades de refrigeración del refugio durante los meses de invierno, manteniendo típicamente las temperaturas en torno a los 18 - 20 °C. Los dos enfriadores de agua alimentados aumentan la eficiencia del sistema de enfriamiento durante los meses más calurosos - operando en una secuencia alterna para la tolerancia de fallas - típicamente manteniendo las temperaturas en el rango de 20 - 30 °C. Incluso si ambos enfriadores de agua fallaran, el sistema pasivo de Intertec tiene suficiente capacidad de agua fría para mantener las bajas temperaturas del refugio durante muchos días - dando al personal de mantenimiento mucho tiempo para acceder al sitio remoto y hacer reparaciones.
Los enfriadores de agua son una nueva variante de la novedosa gama Hybricool de Intertec que funcionan directamente desde una fuente de alimentación de corriente continua, lo que los convierte en una solución eficiente para las instalaciones de energía solar. Estas unidades de refrigeración están especialmente diseñadas para complementar los refrigeradores pasivos que funcionan en las plantas de proceso, con un elemento intercambiador de calor que puede instalarse dentro del tanque de almacenamiento de agua de un sistema de refrigeración pasivo para disminuir la temperatura. Este elemento interior está aislado del resto del sistema de refrigeración exterior, lo que lo convierte en una solución eficiente y económica para aplicaciones a prueba de explosiones, como el compartimento de baterías de este refugio.
Los enfriadores de agua de Hybricool funcionan según el principio de refrigeración. Tienen un sistema de circuito cerrado con cuatro componentes principales: compresor, condensador, válvula de expansión y serpentín. El serpentín es un elemento intercambiador de calor que puede instalarse dentro del tanque de almacenamiento de agua de un sistema de refrigeración pasivo para disminuir la temperatura. Los compartimentos interior y exterior están completamente aislados entre sí para evitar que cualquier elemento meteorológico entre en el refugio.
La eficiencia de la refrigeración se ve favorecida por la construcción del refugio, que utiliza paneles de paredes compuestas con láminas de GRP 'emparedando' una capa incrustada de 85 mm de aislamiento de espuma de poliuretano. Junto con una sombrilla, esto proporciona condiciones ambientales interiores muy estables comparadas con los refugios convencionales de metal. El proceso de fabricación de Intertec le permite fabricar paneles compuestos de GRP con muchas capas de materiales diferentes. En esta aplicación, las capas exteriores de GRP proporcionan una resistencia excepcional a la corrosión, ya que el GRP no se oxida ni se degrada de forma significativa. Otra capa de gel-coat en la superficie exterior proporciona protección contra los altísimos niveles de luz ultravioleta del clima y la abrasión del polvo o la arena. Los enfriadores de agua montados en el exterior cuentan además con un separador centrífugo de sedimentos que elimina el polvo y la arena, y con aletas que se cierran cuando el enfriador no está en funcionamiento.
Un sistema de enfriamiento pasivo puede limitar típicamente la temperatura máxima interna de los gabinetes o refugios a unos 10 grados centígrados por encima de las temperaturas mínimas nocturnas, lo que lo hace ideal para aplicaciones en climas áridos y desérticos. La adición de la tecnología de enfriamiento de agua Hybricool de Intertec reduce la dependencia de las bajas temperaturas nocturnas, abriendo aplicaciones en una gama mucho más amplia de climas y ubicaciones geográficas.
"La refrigeración híbrida para los refugios y armarios de campo es un gran facilitador para los operadores de plantas de proceso que necesitan instalar equipos electrónicos en lugares remotos fuera de la red, y en condiciones ambientales hostiles", dice el Gerente de Proyecto de HVAC de Intertec, Simon Marlier. "El altísimo nivel de fiabilidad que puede alcanzarse mediante la refrigeración híbrida, y su idoneidad para aplicaciones en zonas peligrosas, puede simplificar enormemente muchas aplicaciones comunes remotas y no tripuladas. Entre las aplicaciones potenciales se encuentran los sistemas de control de cabezas de pozo, las estaciones SCADA en tuberías, los refugios de baterías - especialmente para los tipos de plomo y litio-ión - y los bastiones móviles fuera de la red"
