El ahorro energético en refrigeración industrial es una prioridad para las empresas de congelados. Representa, en el menor de los casos, más del 50% del consumo total eléctrico de su actividad.
Las instalaciones de refrigeración industrial son sistemas complejos, formados por conjuntos de equipos que trabajan entre sí. Así, los equipos principales son:
- los compresores de refrigeración (de tornillo o de pistón)
- separadores de líquido
- evaporadores,
- condensadores evaporativos,
- válvulas de expansión, ….
El control inteligente: la solución para reducir el consumo energético
Un control inteligente, en base a algoritmos de optimización, permite reducir el consumo energético de los compresores de refrigeración industrial entre un 15 y un 40%. Esto es posible además sin ningún tipo de inversión en nuevos equipos. Basta con una correcta sensorización de las instalaciones y un sistema centralizado de autómatas de control.
Las instalaciones de refrigeración industrial, en su puesta en marcha, se configuran con consignas estáticas de control, para unas condiciones de trabajo muy determinadas. La realidad es que las instalaciones trabajan en esas condiciones de diseño nominales un porcentaje muy bajo de tiempo. De esta forma, el mayor tiempo de funcionamiento se encuentran trabajando bajo cargas parciales. Esto provoca ineficiencias y pérdidas de rendimiento de los equipos de refrigeración industrial, al no trabajar en sus zonas óptimas.
El sistema de gestión energética desarrollado por ITCL: funcionamiento y características
ITCL, desde el departamento de tecnologías energéticas, ha desarrollado una herramienta experta de control industrial que ajusta de manera continua los parámetros de control de las instalaciones de refrigeración industrial. Mediante este ajuste continuo se consigue que la instalación de refrigeración industrial se adapte a las necesidades reales de trabajo en cada momento. Igualmente, la instalación estará configurada de forma óptima en cada situación de trabajo.
El ahorro energético conseguido en plantas industriales por ITCL mediante el control experto de las instalaciones de refrigeración industrial oscila entre el 15% y el 40% de su coste eléctrico. Así, ITCL trabaja con grandes grupos de alimentación, supervisando en tiempo real sus instalaciones de refrigeración y reduciendo sus consumos eléctricos. Uno de ellos es Nueva Pescanova (antigua Bajamar Séptima Pescanova).
Primera Fase: sistema de supervisión energética (IRS)
Los proyectos de mejora energética propuestos por ITCL se inician con el desarrollo de un sistema de supervisión energética (denominado IRS) a medida de cada instalación de refrigeración industrial.
Esta herramienta se conecta con los autómatas de control que gestionan la instalación de refrigeración. El software desarrollado establece una conexión permanente con los autómatas o PLCs de control. En esta primera fase la herramienta únicamente realiza lecturas de los parámetros de funcionamiento de la instalación de refrigeración.
La eficiencia energética de los compresores se calcula también mediante cálculos en tiempo real a partir de las lecturas realizadas. De esta forma se dispone de la potencia frigorífica instantánea producida por cada compresor, línea de refrigeración y por la planta en su globalidad.
La eficiencia energética, es caracterizada por el COP (Coefficient of Performance), el cual se calcula de igual manera, en base a las lecturas a tiempo real, y calculando la relación entre la potencia frigorífica y la potencia eléctrica consumida. A partir de la potencia frigorífica calculada, y del consumo eléctrico de cada compresor, la herramienta IRS de ITCL calcula los valores del COP de cada compresor, línea frigorífica e instalación de refrigeración en global.
La herramienta IRS permite así realizar una supervisión en tiempo real de la eficiencia de la instalación y permite determinar los costes energéticos directos del frío producido. Esto facilitará asignar costes de forma más exacta a las líneas de producción de congelados, y también a las cámaras frigoríficas.
Determinar los escenarios óptimos de trabajo de las instalaciones de refrigeración es otra ventaja de esta herramienta desarrollada por ITCL. Tener disponible estos datos hace posible caracterizar las curvas de eficiencia de los compresores de refrigeración. Con estas curvas se identifica las zonas de eficiencia y de ineficiencia de los equipos.
Segunda Fase: El Control Experto (IRC)
El control experto es la siguiente herramienta desarrollada por ITCL. Se trata de la evolución natural de los resultados de la herramienta IRS de supervisión energética. De este modo, la herramienta se alimenta de los datos y análisis obtenidos anteriormente mediante la supervisión energética.
La herramienta de control experto (denominada IRC) emplea algoritmos y reglas de control para la optimización de la eficiencia energética. Se aplican de forma cíclica, buscando que las consignas y parámetros de control sean óptimos para cada escenario de trabajo. A partir de los cálculos de eficiencia anteriores, y las curvas de eficiencia según la carga de trabajo, asigna en cada momento el valor óptimo a los parámetros de control.
La herramienta experta IRC optimiza de forma conjunta los sistemas identificados. Su objetivo es seleccionar qué configuración y valores de los parámetros de control consiguen la máxima producción frigorífica de todo el sistema con el mínimo consumo energético total. El sistema experto consigue el objetivo actuando sobre varios niveles de decisión. El primer nivel es la gestión de las secuencias óptimas de funcionamiento, y el siguiente nivel es la gestión individual de cada equipo seleccionado.
El ahorro y mejora energética obtenida con estas herramientas es óptimo en todo el régimen de trabajo de la instalación. La instalación de refrigeración pasa de trabajar en base a un control estático a trabajar con un control dinámico.
