Optimización de la refrigeración industrial: ¿cómo controlar este sector ávido de energía?

Agroalimentaire, cosmétique, pharmaceutique… Dans plusieurs secteurs, le pôle froid industriel est aussi crucial que coûteux. Dametis apporte des solutions pour réduire la facture tout en accroissant la performance du procédé industriel de production.

Nuestros expertos, Sébastien Papouin, director técnico, y Yann Balem, jefe de proyecto, le hablan de este centro devorador de energía.

¿Qué es la refrigeración industrial?

Aire acondicionado, productos ultracongelados, conservación a baja temperatura… La refrigeración es un proceso industrial utilizado en todos los sectores.

« Refroidir un espace fermé consiste à retirer la chaleur pour la rejeter à l’extérieur », résume Sébastien Papouin, directeur technique énergie chez Dametis, lors d’une formation technique de la Dametis Academy.  « On obtient ainsi un abaissement de la température ». Pour cela, on utilise un système thermodynamique constitué de plusieurs éléments : un compresseur, un détendeur, un condenseur et un évaporateur. Ces deux derniers sont des échangeurs de chaleur. On a une production de froid industriel quand l’évaporateur refroidit le bâtiment et de pompe à chaleur haute température quand le condenseur réchauffe le bâtiment. Cette installation peut être présente sous la forme d’un monobloc situé en extérieur, ou d’une salle des machines, en intérieur. Ce pôle froid industriel, si courant dans l’industrie, est aussi l’un des plus énergivores.

«En algunos sectores, la producción frigorífica puede representar hasta el 60% del consumo eléctrico de un centro «, señala la Agencia Francesa de Medio Ambiente y Gestión de la Energía (Ademe) en su guía sobre la gestión energética en el frío industrial. Gestión energética en el frío industrialpublicada en 2017. La subida de los precios de la energía desde 2022 y el calentamiento global acentuarán esta cuota. Sin embargo, existen soluciones prácticas que pueden ayudarle a reducir sus facturas y optimizar su refrigeración industrial.

Algunas reglas para gestionar la refrigeración industrial

Para reducir el consumo de energía, es esencial adoptar ciertas reglas de uso. Los componentes de una máquina frigorífica están calibrados para temperaturas y presiones precisas. Por lo tanto, el control de la instalación es esencial. Si tomamos como ejemplo una instalación controlada por consignas fijas, es posible que consuma más de lo que debería», explica Yann Balem. Controlar este tipo de instalación puede ser complejo, porque para optimizarla el operario tendrá que cambiar el punto de consigna con regularidad. En la práctica, podemos observar instalaciones que cambian su punto de consigna cada 3 meses. Lo ideal sería disponer de un sistema de punto de consigna dinámico que optimizara automáticamente el consumo de la instalación.

Por último, para optimizar la refrigeración industrial, el mantenimiento debe realizarse con regularidad: limpieza de los condensadores y comprobación del aislamiento térmico, purga de los no condensables, etc.

Optimización e inversión

El ciclo de refrigeración puede optimizarse. Para ello, hay que tener en cuenta varios valores: los de baja y alta presión, así como las diferencias de temperatura entre el condensador y el evaporador. «Cuanto menor sea la baja presión, mayor será el consumo», afirma Sébastien Papouin. «Si se ajustan correctamente, podemos conseguir una optimización del 2% en los compresores».

Además, para optimizar la refrigeración industrial, Dametis recomienda el uso de válvulas de expansión electrónicas autoajustables. Esta inversión permite ajustar el caudal de refrigerante en el evaporador para adaptarlo perfectamente a las necesidades de refrigeración. Del mismo modo, el uso de un control de velocidad variable en los condensadores refrigerados por aire permite una regulación flotante de la potencia, lo que genera un ahorro energético de hasta el 15%.

Otro reflejo a adoptar es la regulación de las bombas de distribución de fluidos de transferencia de calor. » Controlando las bombas en función de las necesidades, se puede ahorrar una media del 50% del consumo de las bombas», añade Sébastien Papouin.

¿Cómo y por qué recuperar el calor?

Existen tres formas principales de recuperar el calor rechazado por una planta de refrigeración:

• La primera es recuperar el calor del desobrecalentamiento a la salida del compresor. Cuando el refrigerante es comprimido por el compresor, su temperatura aumenta considerablemente. La tecnología más utilizada es la instalación de un intercambiador gas/agua (llamado desobrecalentador), que calienta el agua a una temperatura elevada (hasta 70°C). El desrecalentador recupera hasta un 10% de la energía total rechazada por la planta de refrigeración.

• La segunda consiste en recuperar el calor de la condensación del refrigerante. La forma más sencilla de hacerlo es instalar un intercambiador gas/agua que condense el gas y caliente el agua a una temperatura media (de 30°C a 60°C según las características del sistema de refrigeración). La ventaja del condensador es que puede recuperar hasta el 100% de la energía total rechazada por el sistema de refrigeración.

• La última forma es recuperar el calor del aceite del compresor. El compresor de un sistema de refrigeración genera calor debido a la fricción y al trabajo mecánico que implica el proceso de compresión. Este calor se disipa generalmente mediante el aceite del compresor. La recuperación del aceite del compresor permite calentar agua a alta temperatura (hasta 70°C). Esta tecnología es muy interesante para los compresores de tornillo, en los que podemos recuperar hasta un 10% de la potencia total rechazada por el sistema de refrigeración.

Esta recuperación de calor puede utilizarse para multitud de fines, reduciendo el consumo de gas o electricidad de la planta. «El calor se inyecta primero en las necesidades del proceso: producción de agua caliente sanitaria, calentamiento de determinados componentes del proceso, calentamiento de los auxiliares de la sala de calderas, etc.», explica Sébastien. Después, se pueden calentar las instalaciones y, si sobra, el calor se puede utilizar para procesos innovadores como la refrigeración o la generación de electricidad.

La récupération de chaleur contribue à améliorer l’efficacité énergétique globale du système de réfrigération en utilisant la chaleur qui serait autrement dissipée et donc non valorisée. 

Juntos, estos procesos pueden reducir los costes de calefacción, mejorar el rendimiento de la planta y contribuir en gran medida a unas prácticas más sostenibles desde el punto de vista medioambiental.

Se puede recuperar hasta el 100% de la energía rechazada por la enfriadora. La potencia rechazada es igual a la suma de la potencia de refrigeración y la potencia eléctrica de los compresores.

Una gama completa para sistemas de refrigeración de alto rendimiento y bajo impacto

Dametis réalise des projets allant de la conception à la réalisation finale. Ses experts ont la capacité de dimensionner l’installation froid au juste besoin du process pour optimiser votre gestion du froid industriel. Ainsi, Dametis avait par exemple accompagné des producteurs d’alginates en installant une nouvelle production froid et où 100% de la chaleur est valorisée dans le process.

Dametis se encarga entonces de establecer una regulación inteligente para obtener unos ajustes de funcionamiento siempre óptimos para la baja presión, el funcionamiento del ventilador del condensador y las bombas de distribución.

Ces optimisations peuvent s’identifier en un clin d’œil en utilisant le logiciel EMS MyDametis. Également, le logiciel détecte automatiquement les dérives pour maintenir la performance dans le temps.

Cada solución se adapta a los problemas específicos a los que se enfrentan los fabricantes, con una mejora continua del rendimiento y una reducción sistemática de los costes.