MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN INDUSTRIA DE INYECTADOS PLASTICOS MEDIANTE EL EMPLEO DE AEROENFRIADORES

En el proceso de inyección de plástico, el molde necesita agua fría para enfriar la pieza, las inyectoras de plástico tienen dos circuitos de agua:

-       Circuito de agua de refrigeración de moldes que trabaja a una temperatura (dependiendo de la pieza que esté fabricando) entre 9 y 12ºC.

-       Circuito de refrigeración de aceite, en las inyectoras antiguas el cierre del molde se hace con un circuito hidráulico que tiene que ser refrigerado.

Se detecta la posibilidad de reducción del consumo eléctrico en el proceso de disipación de calor del circuito hidráulico de las inyectoras de plástico. Para ello se plantea la instalación de un aeroenfriador en paralelo con la enfriadora existente de forma que el control determine, en función de las condiciones exteriores, el funcionamiento del aeroenfriador bajo la premisa de minimizar coste energético.

En otras entradas ya había comentado sobre aeroenfriadores:

Para disipación de calor en una enfriadora de agua de condensación por agua:

 

http://elblogdevictormadrona.blogspot.com.es/2016/12/control-de-temperatura-y-humedad-en.html

Para disipar calor en verano y frio en invierno:

http://elblogdevictormadrona.blogspot.com.es/2015/10/sustitucion-de-sistema-de-climatizacion_25.html

En esta entrada comentamos exclusivamente la utilización del aeroenfriador como método de disipación de calor y el plazo de amortización del equipo.

Esquema proceso de disipación de calor en industria plástica:

Equipos seleccionados

Se ha seleccionado un aeroenfriador horizontal CARRIER de un solo circuito.

· Descripción:

· batería de tubos de cobre, aletas de aluminio de alto rendimiento, poco sensibles al ensuciamiento,

Conexión por bridas inox 304LPN16 tipo 02A según DIN2642,

· de serie, chapas de acero galvanizado pintadas por 2 caras gris claro RAL 7035,

· emplazamiento individual de los GMV,

· grupos moto-ventiladores provistos de motores de alto rendimiento y palas perfiladas de aluminio y polipropileno,

Conexión a cajas de bornas motores de serie,

1 Aeroenfriador CARRIER 09PE DLN 9064-2 SHI 890A9A 12A1V0

Posición horizontal, Flujo de aire inducido, Según catálogo

RENDIMIENTOS TÉRMICOS PARA 1 MÁQUINA

Potencia térmica 250 kW

Potencia calculada 240,3 kW

Superficie de intercambio (Margen térmico) 1.196 m2 (-3,9%)

Fluido Agua

Temperatura entrada / salida 17 / 12 °C

Caudal en entrada 43 m3/h (0,01194 m3/s)

Pérdida de carga 74,6 kPa

Aire ambiente

Altitud 0 m

Temperatura 8 °C

Caudal de aire para un equipo de 1,2 kg/m3 129.000 m3/h

NIVEL SONORO PARA 1 MÁQUINA (Sin opción - Para X equipos, añada 10logX)

Nivel de presión sonora: 57.2 dB(A) en 10 metros de la máquina, en el eje del haz, en campo libre, directividad 2, tolerancia +/- 3 dB.

Referencia de presión acústica: 2 * 10E-5 Pa, tolerancía +/-3 dB

Calculado según la fórmula Lp = Lw - 10 x log S

El nivel de presión sonora depende de las condiciones de instalación, éste se da a título indicativo. Les recordamos que solamente los niveles de potencia sonora son comparables y certificados.

Nivel de potencia sonora: 89 dB(A)

CONDICIONES DE ESPACIO Y PESO PARA 1 MÁQUINA

Ref. En mm

Anchura Total máx. 2400

Largo Total máx. 6060

Altura Total máx. 1400

Peso en Vacío, opciones incluidas 1.330 kg +/-10%

CARACTERÍSTICAS PARA 1 MÁQUINA

- Carrocería: Chapas de acero galvanizado pintadas 2 caras - Gris claro RAL 7035

- 1 Haz de intercambio:

Tubos: Cobre

Aletas: Aluminio 4 Filas - No aletas: 2,1 mm

4 Pasada(s) - Entrada/Salida del mismo lado Entrada: Brida inox 304L PN16 02A DN 80 DIN2642

Contenido: 228 dm3 Salida: Brida inox 304L PN16 02A DN 80 DIN2642

PED 2014/68/UE: Artículo 4.3 Presión / Temp. máxi. admisible: 9 bar ef. / 110 °C

- 6 Montajes motor del ventilador:

Velocidad de rotación: 890 rpm

Hélice con palas Aluminio + Polipropileno D 900 mm

Motor Clase F - IP54 - Trifásica 400V 50Hz

Funcionamiento: 6 x 1.720 W - 6 x 3,39 A - 890 rpm (Conexión en triángulo)

Máximo: 6 x 2.130 W - 6 x 3,90 A - 890 rpm (Conexión en triángulo)

Conexión (es) eléctrica(s): en cajas de bornas motores sin opcional armario, si no motores cableados y conectados al armario

- Clase energética: D

· OPCIONES Y ACCESORIOS POR MAQUINA

- Cuadro de bornes (x1)

Motores cableados 1 velocidad + PTO y conectados a bornes en un cuadro en el frontal del equipo

PRECAUCIONES EN LA INSTALACIÓN: El instalador debe tomar todas las precauciones necesarias para evitar el reciclaje de aire caliente, el cual disminuiría el rendimiento.

El control de capacidad para adecuar la potencia disipada a la demanda del proceso se realiza variando el caudal de aire que atraviesa la batería de diferentes maneras:

-          Por etapas de ventilación

-          Regulación de velocidad de motores AC con variador de frecuencia

-          Regulación de velocidad de motores EC

Simulación energética

Para realizar el modelo de simulación se han considerado las curvas de capacidad frigorífica-consumo eléctrico de los aeros y de la planta enfriadora, todas ellas en función de la temperatura exterior (OAT). Se ha introducido así mismo la curva de carga de la instalación, que opera a pleno rendimiento 24 horas/día de lunes a sábado.

La simulación del caso base de la instalación, considerando sólo la planta enfriadora CARRIER 30XA352, durante las 7.512 h/año de operación muestra un consumo de 273.734 kWh/año, incluyendo compresores, ventiladores y consumos auxiliares frente a un consumo de 228.983 kWh/año del sistema incluyendo la instalación de un aeroenfriador. La Tabla 1 resume los resultados de las simulaciones de instalaciones mixtas compuestas por enfriadora + aeroenfriador.

Plazo de amortización

Teniendo en cuenta un incremento del precio del kWh de un 2% anual y una inversión inicial de 24.300 € (aeroenfriador, bomba e instalación), el plazo de amortización queda en 5 años.

IMPORTANTE: Hay que tener en cuenta que es estudio está basado exclusivamente en la refrigeración del agua del circuito de moldes de la instalación que trabaja a unas temperaturas de impulsión de agua de 12ºC, en caso de que en la industria se puedan separar los circuitos de refrigeración de aceites que suelen trabajar a una temperatura de 25ºC, los ahorros serán mucho mayores y el plazo de amortización bajará considerablemente.