Una solución al problema del enfriamiento de agua industrial

La ofrece la empresa Frigel

Para obtener la máxima eficacia productiva y al mismo tiempo un mínimo consumo de energía por parte del sistema de enfriamiento, es absolutamente necesario un estudio analítico y racional de las cargas térmicas de toda la fábrica. Aunque sean muy diversos entre sí los distintos procesos de transformación, desde el punto de vista de las soluciones aplicables al enfriamiento tienen todos un principio común.

En efecto, como ya se anticipa en la introducción, la inyección, el soplado, así como los diferentes tipos de extrusión, presentan una problemática similar:

• Enfriamiento máquina: Comprende todos los puntos de enfriamiento que garantizan el funcionamiento continuo de la máquina de producción.
  
• Enfriamiento proceso: Comprende exclusivamente los puntos de enfriamiento termorregulado que sirven para la resolidificación del material después de su transformación (moldes, cilindros, etc.).

El "enfriamiento máquina" pertenece tanto al circuito de potencia oleodinámico como los eventuales componentes (cámaras de plastificación, etc.) o accesorios (atemperadores por agua o por aceite, molinos, etc.) que requieren un enfriamiento continuo.

Resumiendo, el enfriamiento máquina constituye, en términos de frigorías/hora, la carga térmica más importante (50/90%) del sistema de enfriamiento. Fundamentalmente no se requiere una temperatura de agua de enfriamiento baja, ya que el nivel térmico requerido está por encima de 35ºC. Es suficiente que el agua de enfriamiento sea a temperatura ambiente.

No se requiere un control preciso de la temperatura del agua. No se requiere una temperatura del agua de enfriamiento diferenciada para cada máquina.

Por lo tanto una solución centralizada es ideal para afrontar el problema.

Las soluciones convencionales incluyen la utilización de agua de fuentes naturales, ya obsoleta, poco práctica y contraria a la legislación que reglamenta los recursos hidráulicos, además de ser antiecológica.

La torre evaporativa ha sido poco a poco sustituida por refrigeradores industriales de circuito cerrado con compresores frigoríficos.

El uso de estos equipos para el enfriamiento máquina, representa sin embargo un gasto de energía importante y un costo de gestión absurdo, tal y como queda evidente en el ejemplo comparativo citado más adelante.

Con el objetivo de reducir los consumos de energía, han sido desarrollados los sistemas freecooling, o sea ahorro de energía invernal.

De todos modos estos sistemas, por razones técnicas, están obligados a trabajar a una temperatura de agua inferior a 15/18ºC, excesivamente baja con respecto a los 40/50ºC requeridos por el aceite, y limitando el período de ahorro solo a los meses de invierno.

Solución innovadora

La solución innovadora para el "enfriamiento máquina" introducida por la empresa Frigel Firenze (representada por Alimatic), consiste en enfriadores industriales por aire (Ecodrygel) que presenta la más avanzada tecnología para el intercambio térmico agua-aire. Se compone simplemente de un radiador con láminas en cobre-aluminio de amplia superficie, provisto de ventiladores helicoidales de alta capacidad.

Efectivamente estos intercambiadores tienen elevadas características de prestación y de fiabilidad y son capaces de mantener el agua en verano a pocos grados por debajo de la temperatura ambiente. Su utilización representa la solución ideal para el "enfriamiento máquina". De hecho, trabajando en circuito cerrado desaparecen todos los problemas de cal y contaminación del agua que conlleva la torre evaporativa, teniendo un consumo eléctrico igual a 1/8 del consumo requerido por un refrigerador industrial con compresores frigoríficos.

Además la sencillez y economía de la instalación, respecto a los frigoríficos, resulta evidente ya que no necesita ni aislamiento de tubos de distribución ni canalización de aire, siendo instalados en el exterior.

Finalmente, el hecho de no precisar ningún tipo de mantenimiento les da una fiabilidad total.

Resumiendo los puntos esenciales que definen el "enfriamiento del producto", se puede decir que esto condiciona fuertemente la productividad, ya sea en términos cuantitativos como cualitativos. Cada proceso productivo tiene sus propias exigencias de enfriamiento (temperatura, caudal, presión) y por lo tanto diferentes de los otros procesos.

Mantenimiento de las condiciones óptimas

Las condiciones óptimas de enfriamiento, una vez conseguidas, deben ser mantenidas constantes y precisas durante todo el tiempo para garantizar la exigencia fundamental de repetición de la producción.

La única solución disponible hasta ahora era la del refrigerador industrial por compresores. Estas instalaciones prevén generalmente una única central frigorífica, a menudo de varios compresores, que abastece agua refrigerada a todas las unidades de producción a través de un único anillo de distribución. Por lo tanto, el agua refrigerada es abastecida a una temperatura única que corresponde a la más baja requerida entre todas las unidades.

Como consecuencia, todas aquellas unidades que requieren un menor enfriamiento deben ser controladas reduciendo el flujo de agua que pasa a través de los caudalímetros.

Este procedimiento presenta varios problemas y no podrá jamás satisfacer las exigencias descritas anteriormente, ya que un sistema centralizado está afectado sistemáticamente por diversas carencias.

También en este caso la firma Frigel ofrece una solución novedosa: un refrigerador compacto "a pie de máquina" (Microgel).

Estos equipos no generan movimiento de aire ya que intercambian por agua, y su dimensión es notablemente inferior a los refrigeradores convencionales. La temperatura puede ser regulada continuamente y se mantiene constante con un error inferior a 1ºC. El importante caudal de agua disponible en cada unidad, garantizan una uniformidad total de la temperatura a lo largo de las superficies de cilindros o moldes.

Los Microgel se pueden conectar en serie con la máquina de producción, ya sea para la preselección de la temperatura como para la transmisión de alarmas del refrigerador, evitando la producción de descartes. El circuito de proceso puede ser vaciado automáticamente facilitando el cambio de los moldes sin pérdida de agua o de glicol.

Finalmente, disponen de un sistema "freecooling automático" que activa el compresor frigorífico solamente cuando la temperatura del agua procedente del circuito centralizado es superior a la indicada. De esta manera se obtiene un notable ahorro de energía también para el enfriamiento de los moldes.

Francisco Centelles
Alimatic, S.L.
alimatic@ncsa.es