Reducción de ruido en sistemas de almacenamiento de energía en baterías refrigerados por líquido: Cómo reducir el ruido sin afectar la disipación de calor.
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías se están convirtiendo en una parte importante de la infraestructura energética a gran escala, comercial e industrial. A medida que los proyectos de sistemas de almacenamiento de energía en baterías se instalan más cerca de subestaciones, parques industriales, instalaciones comerciales y límites de comunidades, el control del ruido se convierte en una consideración clave en el diseño.
En los contenedores BESS refrigerados por líquido, el problema del ruido no suele deberse a las propias celdas de la batería. Las principales fuentes de ruido suelen estar relacionadas con los equipos de gestión térmica, como las unidades de refrigeración, los compresores, los ventiladores, las bombas, las estructuras de entrada de aire, las vías de salida de aire y los sistemas de ventilación auxiliar.
Esto plantea un desafío práctico de ingeniería:
¿Cómo puede un contenedor BESS refrigerado por líquido reducir el ruido sin afectar la disipación de calor, el flujo de aire, la caída de presión y la fiabilidad del sistema a largo plazo?
La solución no consiste simplemente en bloquear el sonido. En la mayoría de los casos, la reducción de ruido en los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) requiere una estrategia equilibrada de materiales acústicos y térmicos.
¿Los sistemas BESS hacen ruido?
Sí. Los sistemas BESS pueden generar ruido durante su funcionamiento, especialmente cuando los equipos de gestión térmica están funcionando bajo carga media o alta.
Los módulos de batería dentro del contenedor no suelen ser la principal fuente de ruido. En cambio, la mayor parte del ruido de funcionamiento proviene de:
- Unidades de refrigeración;
- Compresores;
- Aficionados;
- Zapatillas;
- Equipos auxiliares de climatización o refrigeración líquida;
- Trayectorias de entrada y salida de aire;
- Carcasas metálicas y superficies internas reflectantes.
En muchos proyectos, el problema del ruido se hace más evidente durante el funcionamiento nocturno, cuando el ruido ambiental es menor y los límites de ruido ambiental locales pueden ser más estrictos.
Por este motivo, la evaluación del ruido de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) es cada vez más importante durante el diseño del proyecto, la selección de equipos y la aprobación del emplazamiento.
¿Es la refrigeración líquida más silenciosa que la refrigeración por aire en los sistemas BESS?
La refrigeración líquida puede reducir el ruido en comparación con los sistemas tradicionales de refrigeración por aire, ya que requiere menos ventiladores de gran tamaño dentro del contenedor de la batería. Al transferir el calor mediante un circuito de refrigeración líquida, el sistema puede disminuir parte del ruido generado por el flujo de aire en los sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por aire.
Sin embargo, que un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) esté refrigerado por líquido no significa que esté libre de ruido.
Un sistema de refrigeración líquida aún puede incluir:
- Compresores;
- Zapatillas;
- Intercambiadores de calor;
- Ventiladores de refrigeración;
- Unidades de refrigeración exteriores;
- Aberturas de ventilación;
- Rutas de flujo de aire alrededor del sistema de gestión térmica.
Por lo tanto, la estructura de la fuente de ruido cambia, pero la necesidad de tratamiento acústico puede persistir. En muchos proyectos de sistemas de almacenamiento de energía en baterías refrigerados por líquido, la zona más importante para el control del ruido es el lado de la unidad de refrigeración o el extremo del contenedor, donde se concentran los compresores, los ventiladores y las estructuras de salida de aire.
¿Por qué la reducción de ruido de los sistemas BESS refrigerados por líquido es diferente del aislamiento acústico convencional?
El control de ruido mediante sistemas BESS no es lo mismo que el aislamiento acústico convencional de edificios.
Un contenedor BESS refrigerado por líquido es un sistema de gestión térmica funcional. El equipo de refrigeración debe mantener una temperatura estable de la batería, y la circulación de aire alrededor de la unidad de refrigeración debe ser eficaz. Si se aplica un tratamiento acústico sin tener en cuenta el flujo de aire, pueden surgir nuevos riesgos operativos.
Un diseño incorrecto del sistema de control de ruido puede provocar:
- Área de entrada de aire reducida;
- Vías de salida de aire bloqueadas;
- Mayor resistencia al flujo de aire;
- Mayor caída de presión;
- Eficiencia de refrigeración reducida;
- Mayor temperatura de funcionamiento;
- Mayor consumo de energía;
- Dificultad para acceder durante el mantenimiento;
- Posibles problemas de fiabilidad.
Por eso, la mejor solución no es simplemente añadir materiales aislantes acústicos gruesos alrededor de la unidad de refrigeración. En cambio, se deben utilizar materiales acústicos en puntos estratégicos donde puedan absorber, reducir o canalizar el sonido, manteniendo al mismo tiempo el flujo de aire y la disipación del calor.
Fuentes comunes de ruido en contenedores BESS refrigerados por líquido
Comprender la fuente del ruido es el primer paso antes de seleccionar los materiales acústicos.
- Ruido de la unidad de refrigeración
La unidad de refrigeración suele ser una de las principales fuentes de ruido en un contenedor BESS refrigerado por líquido. Puede incluir compresores, ventiladores, intercambiadores de calor, bombas y componentes de control. Según la configuración, esta unidad puede estar ubicada en un extremo del contenedor o integrada en la estructura lateral.
- Ruido del compresor
Los compresores pueden generar ruido mecánico y de baja a media frecuencia. El sonido puede transmitirse a través de la carcasa de la unidad de refrigeración, el bastidor de montaje, los paneles metálicos y las estructuras de los equipos cercanos.
- Ruido del ventilador y del flujo de aire
Los ventiladores y las zonas de salida de aire pueden generar ruido de banda ancha. El ruido del flujo de aire puede aumentar cuando la velocidad del aire es alta o cuando el aire pasa a través de rejillas estrechas, persianas, codos o aberturas restringidas.
- Ruido de entrada y salida de aire
Las entradas y salidas de aire suelen ser puntos de fuga de ruido directos. Estas zonas son difíciles de tratar porque no se pueden sellar fácilmente. El flujo de aire debe permanecer lo suficientemente abierto para permitir el intercambio de calor y la refrigeración de los equipos.
- Reflexión y vibración del recinto
Los paneles metálicos, las paredes de los contenedores, los soportes y las superficies internas duras pueden reflejar el sonido. En algunos casos, las superficies de los recintos sin tratar pueden aumentar la reverberación y hacer que el ruido de los equipos sea más perceptible.
¿Qué tan ruidosos son los sistemas BESS?
El nivel de ruido de un sistema BESS depende del diseño del sistema, el método de refrigeración, la disposición de los equipos, la velocidad del ventilador, el funcionamiento del compresor, la estructura de la carcasa y la distancia de medición.
No existe un nivel de sonido fijo único que se aplique a todos los proyectos de sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS).
Para una evaluación significativa del ruido de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS), se deben definir claramente los siguientes factores:
- Distancia de medición;
- Posición de medición;
- Estado de carga del equipo;
- Requisito diurno o nocturno;
- Modo de funcionamiento de la unidad de refrigeración;
- Nivel de ruido de fondo;
- Límite de ruido en los límites;
- Normativa local aplicable o especificación del proyecto.
Por ejemplo, el nivel de ruido medido a 1 metro de una unidad de refrigeración es muy diferente del nivel de ruido medido en el límite del proyecto. Por ello, se recomienda realizar una evaluación acústica específica del proyecto antes de la selección final de materiales o el diseño estructural.
Principio clave: Reducir el ruido sin bloquear la disipación del calor.
Para los contenedores BESS refrigerados por líquido, el principio de diseño fundamental es:
La reducción del ruido no debe comprometer la gestión térmica.
Esto significa que los materiales y estructuras acústicas deben seleccionarse de acuerdo con los requisitos acústicos y térmicos.
El diseño debe tener en cuenta:
- Área de entrada de aire;
- Área de salida de aire;
- Dirección del flujo de aire;
- Volumen de ventilación requerido;
- Caída de presión admisible;
- Temperatura de la superficie del equipo;
- Autorización de mantenimiento;
- Requisitos de seguridad contra incendios;
- Espacio de instalación;
- Objetivo de rendimiento acústico.
En la práctica, el tratamiento acústico debe centrarse en reducir el sonido reflejado, absorber el ruido de frecuencia media a alta, controlar la fuga directa de sonido y mejorar el entorno acústico alrededor de la unidad de refrigeración sin bloquear el paso necesario del flujo de aire.
Estrategias de tratamiento acústico para contenedores BESS refrigerados por líquido
Un diseño práctico para la reducción de ruido en sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS, por sus siglas en inglés) suele combinar varios métodos.
- Revestimiento acústico en el interior de las zonas de equipos
Se pueden instalar materiales de revestimiento fonoabsorbentes en determinadas superficies internas del compartimento del equipo, la carcasa de la unidad de refrigeración o la pared del contenedor.
Esto ayuda a reducir la reflexión y la reverberación del sonido interno. Resulta especialmente útil en zonas cercanas a ventiladores, compresores y superficies metálicas duras.
Para aplicaciones BESS, los materiales de revestimiento acústico deben ser:
- Ligero;
- Retardante de llama;
- Térmicamente estable;
- Fácil de cortar e instalar;
- Adecuado para laminación o revestimiento personalizado;
- Compatible con el entorno del equipo.
- Paneles acústicos compuestos
En algunos proyectos, la absorción acústica por sí sola puede no ser suficiente. Se pueden utilizar paneles acústicos compuestos para combinar absorción acústica, protección de superficies y soporte estructural.
Las posibles estructuras pueden incluir:
- Chapa metálica perforada + espuma acústica + panel de soporte;
- Revestimiento de tela de fibra de vidrio o tela no tejida + espuma de melamina;
- Revestimiento de lámina de aluminio + capa de aislamiento térmico acústico;
- Panel de carcasa metálica + núcleo interno fonoabsorbente;
- Paneles acústicos laminados a medida para zonas de unidades de refrigeración.
La estructura final debe seleccionarse en función de la frecuencia del ruido, el espacio de instalación, las condiciones del flujo de aire, los requisitos de seguridad contra incendios y el entorno de servicio previsto.
- Tratamiento acústico de la vía de ventilación
Las zonas de entrada y salida de aire se encuentran entre las partes más sensibles del control de ruido de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS). Estas zonas permiten el paso tanto del flujo de aire como del ruido.
Entre los posibles métodos de tratamiento acústico se incluyen:
- Revestimiento fonoabsorbente alrededor de los conductos de aire;
- Deflectores acústicos;
- Estructuras de lamas para la reducción del ruido;
- Superficies internas fonoabsorbentes cerca de las aberturas de ventilación;
- Senderos acústicos tipo laberinto donde el espacio lo permita.
El objetivo es reducir la transmisión directa del sonido manteniendo al mismo tiempo una superficie de flujo de aire suficiente y una caída de presión aceptable.
- Tratamiento local alrededor de las unidades de refrigeración
En lugar de tratar todo el contenedor por igual, muchos proyectos deberían centrarse en la zona donde predomina el ruido.
Para los contenedores BESS refrigerados por líquido, esto generalmente significa:
- Compartimento de la unidad de refrigeración;
- Área del compresor;
- Área de salida del ventilador;
- trayectoria de descarga de aire;
- Caja de equipos del extremo;
- Superficies metálicas reflectantes cercanas.
El tratamiento acústico específico puede mejorar la eficiencia de los materiales y reducir costes innecesarios.
- Diseño acústico y térmico en conjunto
Dado que el ruido de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías refrigerados por líquido está estrechamente relacionado con los equipos de gestión térmica, el diseño acústico no debe separarse del diseño de disipación de calor.
Una estrategia de materiales eficaz debe tener en cuenta ambos aspectos:
- Absorción acústica y control del ruido;
- Compatibilidad con aislamiento térmico y gestión del calor.
Aquí es donde los materiales de aislamiento térmico acústico resultan útiles.
Por qué la espuma de melamina es adecuada para el aislamiento acústico BESS.
Espuma de melamina Es un material ligero de celda abierta que se utiliza en aplicaciones de aislamiento acústico, térmico e industrial. Para determinadas aplicaciones de control de ruido en sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS), ofrece varias características útiles.
Estructura ligera
Los contenedores BESS y los compartimentos de las unidades de refrigeración suelen tener limitaciones de espacio para su instalación y de peso estructural. Los materiales acústicos ligeros pueden reducir la carga adicional y simplificar la instalación.
Absorción de sonido de celda abierta
La estructura de celdas abiertas de la espuma de melamina ayuda a absorber el sonido transmitido por el aire, especialmente en los rangos de frecuencia media a alta que se asocian comúnmente con el ruido del ventilador, el ruido del flujo de aire y la reflexión dentro del recinto.
Características inherentes de resistencia al fuego
La espuma de melamina posee propiedades ignífugas inherentes, lo que la hace idónea para aplicaciones donde la seguridad contra incendios es un factor importante en la selección de materiales. No obstante, se deben verificar los requisitos específicos del proyecto de acuerdo con las normas aplicables, la estructura de instalación y la normativa local.
Soporte de aislamiento térmico
Además de la absorción acústica, la espuma de melamina puede proporcionar aislamiento térmico. Esto puede resultar útil en contenedores de sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) y en carcasas de equipos donde es necesario considerar conjuntamente los requisitos acústicos y térmicos.
Corte y laminación a medida
La espuma de melamina se puede cortar, moldear, laminar o combinar con materiales de revestimiento. Esto la hace idónea para revestimientos acústicos, paneles para cerramientos de equipos, tratamiento de conductos de ventilación y estructuras compuestas fonoabsorbentes.
Espuma de melamina YQX-G para la reducción de ruido en sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido.
SINOYQX recomienda el material de aislamiento acústico y térmico de espuma de melamina YQX-G para determinadas aplicaciones de control de ruido en sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) y equipos industriales.
YQX-G está diseñado para aplicaciones donde se requiere absorción acústica ligera, soporte de aislamiento térmico, características de material ignífugo y flexibilidad de procesamiento personalizado.
Las áreas de aplicación típicas incluyen:
- Revestimiento acústico del contenedor BESS refrigerado por líquido;
- Revestimiento del compartimento de la unidad de refrigeración;
- Absorción acústica en la zona del compresor y del ventilador;
- Tratamiento acústico de las vías de entrada y salida de aire;
- Material del núcleo del panel acústico;
- Revestimiento para cerramientos industriales;
- control de ruido en el armario de equipos;
- Estructuras acústicas relacionadas con la ventilación.
Para proyectos BESS, YQX-G puede evaluarse como parte de un concepto de tratamiento acústico basado en materiales. El diseño final debe considerar la disposición de los equipos, la posición de la fuente sonora, el espectro de frecuencias, la trayectoria del flujo de aire, el espacio de instalación disponible, los requisitos de caída de presión y las normas locales de seguridad contra incendios.
Cómo evaluar un proyecto de reducción de ruido en baterías refrigeradas por líquido
Antes de seleccionar materiales acústicos o preparar un presupuesto, se debe recopilar información básica sobre el proyecto.
- Diseño del contenedor y la unidad de refrigeración
Se debe revisar la disposición general del contenedor, la posición de la unidad de refrigeración, el área del compresor, la ubicación del ventilador y la estructura de entrada/salida de aire.
- Nivel de ruido actual
El nivel de ruido de funcionamiento actual debe medirse en condiciones definidas, que incluyan la carga del equipo, la distancia de medición, la posición de medición y el ruido de fondo.
- Requisito de ruido del objetivo
El nivel de ruido objetivo debe estar claramente definido. Puede referirse al ruido superficial del equipo, a una distancia específica del contenedor o al límite del proyecto.
- Requisitos de flujo de aire y caída de presión
Cualquier tratamiento acústico cerca de las zonas de entrada o salida de aire debe evaluarse junto con el flujo de aire y la caída de presión admisible.
- Espacio de instalación disponible
El espacio disponible para la instalación determina si se pueden utilizar revestimientos acústicos, paneles compuestos, deflectores o tratamientos para la vía de ventilación.
- Requisitos de seguridad contra incendios y cumplimiento normativo
Los distintos mercados y proyectos pueden tener requisitos específicos relacionados con la resistencia al fuego, el humo, los COV, el cumplimiento de la normativa medioambiental o la documentación. Estos deben confirmarse antes de la selección final del material.
- Requisitos de mantenimiento y durabilidad
Los materiales acústicos no deben interferir con los procedimientos de inspección, mantenimiento, drenaje, limpieza o reemplazo.
Flujo de trabajo del proyecto recomendado
Para proyectos de control de ruido de sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) refrigerados por líquido, SINOYQX generalmente recomienda el siguiente flujo de trabajo:
- Revise los antecedentes del proyecto y el objetivo de control de ruido;
- Confirme la disposición del contenedor y la estructura de la unidad de refrigeración;
- Identificar las principales fuentes de ruido y las vías de escape del sonido;
- Revisar los requisitos de flujo de aire y disipación de calor;
- Seleccionar materiales de aislamiento acústico y térmico adecuados;
- Preparar recomendaciones preliminares de materiales y diseño conceptual;
- Estimar el consumo de materiales y el costo presupuestario;
- Si es necesario, proporcione muestras para su evaluación.
- Optimiza la estructura final basándote en los comentarios de las pruebas.
Este flujo de trabajo ayuda a evitar una selección de materiales demasiado simplificada y facilita una evaluación de ingeniería más práctica.
Preguntas frecuentes: Reducción de ruido en sistemas BESS refrigerados por líquido
¿Los sistemas BESS hacen ruido?
Sí. Los sistemas BESS pueden generar ruido durante su funcionamiento. Las principales fuentes suelen ser las unidades de refrigeración, los ventiladores, los compresores, las bombas, los sistemas de climatización, los equipos auxiliares de refrigeración líquida y los conductos de flujo de aire, y no las propias celdas de la batería.
¿Es mejor la refrigeración líquida que la refrigeración por aire para el control del ruido en los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS)?
La refrigeración líquida puede reducir el número de ventiladores y parte del ruido relacionado con el flujo de aire en comparación con los sistemas de refrigeración por aire. Sin embargo, los sistemas BESS refrigerados por líquido aún pueden generar ruido proveniente de compresores, bombas, unidades de refrigeración, ventiladores y estructuras de ventilación.
¿Cuál es el nivel de sonido de un BESS?
El nivel de ruido de un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) depende del diseño del sistema, el método de refrigeración, la velocidad del ventilador, el funcionamiento del compresor, la estructura de la carcasa, el entorno de instalación y la distancia de medición. Se recomienda realizar una evaluación de ruido específica para cada proyecto.
¿Cómo se puede reducir el ruido del sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) sin bloquear el flujo de aire?
El ruido de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) se puede reducir mediante el uso de revestimientos acústicos, deflectores fonoabsorbentes, paneles acústicos compuestos y tratamiento acústico de las vías de ventilación, manteniendo al mismo tiempo el área de entrada/salida de aire y una caída de presión aceptable.
¿Qué materiales se pueden utilizar para el aislamiento acústico de BESS?
Materiales como la espuma de melamina aislante acústica pueden utilizarse como revestimientos ligeros fonoabsorbentes o como parte de estructuras acústicas compuestas. La selección final del material debe tener en cuenta el rendimiento acústico, la seguridad contra incendios, las condiciones térmicas, el método de instalación y los requisitos del proyecto.
¿Pueden los materiales acústicos garantizar una reducción específica en dB?
Ningún material debe considerarse una solución garantizada por sí solo. La reducción final del ruido depende de la disposición de los equipos, el espectro de frecuencias del ruido, las vías de fuga del sonido, el diseño del flujo de aire, la calidad de la instalación y las condiciones de medición.
Conclusión
La reducción de ruido en los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) con refrigeración líquida requiere un equilibrio preciso entre el control acústico y la gestión térmica. Si bien la refrigeración líquida puede reducir parte del ruido generado por los ventiladores en comparación con los sistemas de refrigeración por aire, los contenedores BESS con refrigeración líquida aún pueden generar ruido proveniente de compresores, bombas, unidades de refrigeración, ventiladores y conductos de ventilación.
El enfoque más eficaz no consiste simplemente en bloquear el sonido, sino en utilizar materiales y estructuras acústicas en los lugares adecuados, manteniendo al mismo tiempo el flujo de aire, la caída de presión, la disipación del calor y el acceso para el mantenimiento.
Los materiales de aislamiento acústico y térmico de espuma de melamina, como SINOYQX YQX-G, pueden contribuir al diseño de control de ruido de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) al proporcionar absorción acústica ligera, soporte de aislamiento térmico, características inherentes de material ignífugo y flexibilidad de procesamiento personalizado.
Para los integradores de sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS), los fabricantes de unidades de refrigeración, los contratistas EPC y las empresas de ingeniería acústica, se recomienda una evaluación específica del proyecto antes de la selección final del material.
SINOYQX puede proporcionar hojas de datos YQX-G, muestras de materiales y asistencia preliminar para la selección de materiales para aplicaciones de reducción de ruido en sistemas de almacenamiento de energía en baterías refrigerados por líquido y aislamiento acústico de equipos industriales.
Contactar con SINOYQX
Correo electrónico: [email protected]
Sitio web: www.sinoyqx.com