Ahorro en climatización y refrigeración (III)

climatización y refrigeración

Climatización, aislamiento, refrigeración (anneileino, pixabay)

Índice de entradas:

Cómo ahorrar energía en la industria (publicada el 29/8/2016)

El ahorro energético en tecnologías horizontales (I) (publicada el 5/9/2016)

Ahorro en climatización y refrigeración (tecnologías horizontales II)

– Ahorro de energía térmica  (tecnologías horizontales III) (19/09/2016)

– El ahorro de energía en proceso (26/09/2016)

Esta entrada es la segunda parte dedicada al ahorro energético en las tecnologías horizontales:

– Generación y distribución de frío

– Climatización de naves

– Climatización de oficinas

Ahorro energético en tecnologías horizontales (II)

Continuamos abordando las opciones de ahorro energético en tecnologías horizontales. En este caso, las tecnologías de generación de frío en la industria y la climatización.

La industria de la alimentación y la química son las que más utilizan las tecnologías de generación de frío. El principal problema que se observa en las instalaciones más antiguas es la presencia de compresores con el gas refrigerante R22.

El gas R22 está prohibido, en consecuencia, muchas instalaciones han optado por sustituirlo por gases refrigerantes menos contaminantes (R410, por ejemplo) pero que ofrecen menor rendimiento.

En el caso de tecnologías obsoletas la mejor recomendación es la sustitución de equipos.

GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE FRÍO

Hacemos un repaso de los posibles métodos de ahorro energético en generación de frío industrial. Esquema de la máquina frigorífica:

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Máquina frigorífica (wikipedia)

Veamos algunos métodos para reducir el consumo energético en estos sistemas. La numeración proviene de la entrada anterior.

35 Incrementar la temperatura del evaporador

Con esta medida se consigue una mayor presión y menor trabajo del compresor.

36 Bajar la temperatura de condensación

Adecuarla a la más baja para así bajar el consumo del compresor. Hay que buscar siempre el punto óptimo pues bajar la temperatura de condensación implicar incrementar el consumo de los ventiladores

37 Condensación flotante

Es uno de los métodos más utilizados para conseguir importantes ahorros de energía eléctrica (hasta un 35%).

Consiste en hacer fluctuar la temperatura de condensación siguiendo a la temperatura ambiente, si esta se reduce, la temperatura de condensación puede reducirse, aumenta la potencia frigorífica y reduce el consumo.

Hay que estudiar en cada caso si es técnicamente viable.

38 Aprovechamiento del calor de condensación

Cuando la potencia de los equipos es elevada, el calor que se desprende del condensador puede usarse en proceso, por ejemplo, para precalentar agua.

39 Aislamiento de tuberías de distribución de fluidos térmicos

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Termografía de tubos de frío (F. Arroyo)

A veces, los equipos de generación de frío están situados a bastante distancia de los puntos donde se requiere refrigeración.

Tanto si se trata de fluido refrigerante como de agua fría, deben aislarse correctamente los circuitos de distribución de estos fluidos.

Es muy útil el uso de cámaras termográficas para detectar posibles problemas o puntos donde el aislamiento falle.

40 Revisión del aislamiento de las cámaras de frío

Revisar los almacenes de frío y planificar operaciones de mantenimiento (revisar la pintura) para evitar posibles fallos o defectos de aislamiento.

La forma más sencilla de hacerlo es utilizar una cámara termográfica.

41 Puertas de las cámaras de congelación

Las puertas de las cámaras de congelación requieren calentamiento para que sea posible su apertura. Debe vigilarse que el calentamiento no sea elevado.

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Marco cámara de congelación

En alguna ocasión nos hemos encontrado con temperaturas de hasta 40ºC, como se ve en la termografía.

Es suficiente una temperatura que garantice estar por encima del punto de congelación (5ºC).

42 Iluminación de cámaras de frío con tecnología LED

Esta medida permite por una parte reducir el consumo de energía eléctrica y por otra eliminar una importante fuente de calor.

En numerosas ocasiones hemos visto lámparas de vapor de mercurio en el interior de congeladores. Evitando los puntos de calor se reduce el consumo de las cámaras de frío.

43 Detectores de presencia en las cámaras frigoríficas

La luz solamente se encenderá cuando haya presencia de personal en la cámara, evita gastos y excesos de temperatura.

44 Dimensionar correctamente las unidades compresoras.

El dimensionamiento correcto permite un COP (coeficiente de operación) máximo con el menor consumo de energía. Las máquinas sobredimensionadas son menos eficientes.

CLIMATIZACIÓN DE NAVES

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Almacén industrial (pashminu, pixabay)

Para que el personal de una fábrica pueda trabajar en las condiciones idóneas de confort, es necesario climatizar la zona trabajo. En grandes naves puede suponer una gran cantidad de energía.

Generalmente se climatiza la zona donde suelen realizarse los trabajos.

Hace un par de años me encontraba ofertando el suministro de gas de una industria para un horno que deseaban instalar. Durante una visita a la nave observé grandes quemadores de gasóleo colocados en puntos determinados. Me informaron que eran quemadores para la calefacción de la nave.

El sistema era ineficiente y una solución rápida habría sido el cambio a gas natural, bien cambiando los quemadores o instalando tubos radiantes de gas natural. Sin embargo, el bajo uso de los quemadores y el reducido consumo del horno hacía económicamente inviable la inversión. Esta se encarecía porque el punto de suministro estaba muy lejos, lo que encarecía la acometida de gas.

En cada caso habrá que estudiar la situación, incluyendo el estado de las infraestructuras, como el ejemplo citado. Para maximizar el ahorro habrá que primar el uso de energías residuales de proceso y de energías renovables, cuando sea posible.

45 Aprovechamiento de calores residuales de proceso

La utilización de secaderos, hornos, máquinas de refrigeración da lugar a calores residuales cuyo uso en la climatización de las naves debe estudiarse en cada caso.

Pueden utilizarse intercambiadores para aprovechar el calor de proceso.

46 Utilización del contenido energético del aire ambiente

La forma más inmediata de recuperación de calor “residual” es obtenerlo del medio ambiente mediante una bomba de calor.

Otra opción, es considerar la utilización de energía geotérmica, que es una bomba de calor que utiliza la tierra como ambiente (en lugar del aire exterior). Ver más adelante.

47 Recuperación del calor del aire que se renueva

El calor del aire que entra se pone en contacto, a través de un intercambiador aire-aire, con el aire que sale, a contracorriente. Se recupera así parte del calor del aire que se expulsa.

48 Homogeneización del aire de la nave

Las naves industriales suelen ser muy altas, por lo que se produce una estratificación del aire. La utilización de ventiladores que distribuyan uniformemente el calor o frío dan lugar a una mejor sensación térmica y a una reducción del consumo energético.

49 Aislamiento

Se trata de mejorar el aislamiento de paredes y techos de las naves industriales. El ahorro es considerable en zonas de clima extremo.

CLIMATIZACIÓN DE OFICINAS

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Climatización de oficinas (trisolution1, pixabay)

En oficinas los principales consumos se dan en iluminación y climatización. Hemos tratado la iluminación en otra entrada.

Son muy numerosas las quejas en las oficinas por problemas relacionados con la climatización. Se deben al incorrecto diseño de los sistemas de distribución de aire.

No es extraño acercarse a una oficina dotada de sistema de climatización centralizado y ver en varios puestos un calefactor de unos 2 kW.

Las deficiencias en el sistema de distribución de aire dan lugar a la instalación de equipos de frío/calor por cada oficina o departamento. Debería evitarse esta solución, sin embargo, reformar el sistema de distribución de aire puede suponer una fuerte inversión. Hay que calcular bien los ahorros y estar pendiente de las posibles subvenciones o estudiar pactos de financiación con empresas de servicios energéticos para encontrar la solución óptima.

50 Certificado de eficiencia energética

El certificado de eficiencia energética es obligatorio para todos los edificios puestos en venta o alquiler. Estos certificados no se han valorado como debían.

La intención de la legislación europea y española al hacer obligatorios estos certificados es fomentar el ahorro energético en uno de los sectores que más energía consume: el de la edificación.

La realización de un certificado energético de las oficinas de una empresa permite identificar su potencial de ahorro energético. Además, las grandes empresas, obligadas a hacer una auditoría energética, pueden utilizar el certificado para cubrir esa parte de la auditoría.

51 Utilización de bombas de calor de alta eficiencia

En muchas de las empresas de nuestro tejido industrial, los equipos instalados tienen muchos años de antigüedad e incluso siguen utilizando el gas refrigerante R22 o lo han cambiado a costa de reducir la eficiencia energética.

En estos casos es recomendable la sustitución de equipos por otros con mayor eficiencia.

52 Utilización de ventanas de doble acristalamiento

La utilización de ventanas de doble acristalamiento permite grandes ahorros de energía. Si a estas medidas se añade la rotura del puente térmico ventana-muro, el aislamiento resulta todavía más eficaz.

53 Aislamiento interior de paredes

Es la medida más barata de aislamiento en paredes y muros, aunque reduce el espacio interior. Permite grandes ahorros al reducir la transferencia de calor o frío.

54 Bomba de calor geotérmica

La bomba de calor geotérmica es una solución válida tanto para las oficinas como para naves industriales. Es una bomba de calor que utiliza como ambiente pozos cavados en la tierra en lugar del aire ambiente de las bombas de calor tradicionales.

Las bombas de calor geotérmicas tienen mejor rendimiento que las tradicionales. Requieren espacio para poder excavar los pozos de los circuitos del sistema.

Recomendación

Instalar un sistema de monitorización que permita observar el funcionamiento de los equipos de climatización y tomar las medidas correctoras cuando se producen fallos, incorporando, entre otras, alarmas por consumos indebidos.

Recursos

(1) Manual de Mejoras Horizontales de Ahorro y Eficiencia Energética en el sector industrial (EREN)

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