EVALUACIÓN DE RENDIMIENTOS EN INSTALACIONES DE REFRIGERACION INDUSTRIAL. SUPERVISIÓN ENERGÉTICA Y SIMULACIÓN (V)

Medir el rendimiento de una instalación frigorífica resulta complejo debido a los múltiples factores que intervienen en ella.

•             Condiciones de trabajo en baja y alta presión

•             Condiciones climatológicas

•             Formas de trabajo de operarios en carga y descarga de producto en cámaras

•             Recalentamientos y subenfriamiento de refrigerante

•             Inestabilidades frigoríficas debido a un mal control o regulación de válvulas

•             Fugas de refrigerante y presencia de incondensables en el sistema

•             Demanda real frigorífica ( distinta de la nominal considerada en proyecto)

 

•             Infiltraciones evitables de calor del exterior

•             Pérdidas de carga excesivas

•             Mantenimiento de los equipos y limpieza de las superficies de transmisión térmica

•             Gestión  y regulación de los bienes de equipos que conforman la instalación

•             …

Todo ello provoca que encontrar factores normalizadores implique en muchas ocasiones efectuar análisis estadísticos de datos y simulaciones térmicas para poder comparar escenarios de funcionamiento de  planta ya que  no siempre existen sistemas de supervisión energéticos, Scadas,registradores etc que registren los parámetros críticos necesarios para un estudio de rendimiento integral( y si existen puede que no registren los datos necesarios).

En el primer gráfico que adjuntamos observamos cómo un primer análisis de los consumos energéticos y la demanda de potencia eléctrica nos llevan a la conclusión de que en un período de tres años el consumo eléctrico  total de una  planta ha ascendido en casi un 45%.

 Figura nº1:Consumo y demanda eléctrica en planta frigorífica

 La lógica preocupación por la subida en el consumo debe  llevar a los responsables de la empresa a contrastar estos resultados con la actividad productiva de la empresa durante el mismo período de tiempo( figura nº2). En ella se observa que la actividad productiva de la empresa ha aumentado en un 95%, hecho que constata la necesidad de considerar la enorme dependencia que el consumo energético tiene respecto a la actividad productiva.

Figura nº2:Consumo energético y Costo energético normalizado

 Un análisis más profundo lleva a plantearse el uso de un costo normalizado de la energía que tenga en cuenta el factor productivo. Así el uso del indicador  Kwh/unidad producto nos lleva a la conclusión de que aunque el consumo energético haya aumentado el rendimiento energético ha mejorado en un 27% durante el periodo de tiempo evaluado.

Las variaciones mensuales que se aprecian en el gráfico pueden ser debidas a factores operacionales o climatológicos que pueden representar oportunidades de mejora energética.

Si el personal técnico de la planta quiere evaluar , por ejemplo, el ahorro obtenido debido a cambios efectuados en el control o secuencia de funcionamiento de los compresores tiene que recurrir a contrastar los consumos energéticos registrados antes y después de producirse este cambio de operativa en la planta.

Existen plantas en las que las variaciones productivas e incluso climatológicas mensuales son importantes y pueden afectar de una manera relevante al consumo, por lo que se puede dar el caso de que, aún en el caso hipotético de que se consiguiera optimizar el control de la planta, debido a aumentos sensibles en la producción o a un aumento en la temperatura y humedad del aire exterior, esta mejora no produjese disminuciones en el consumo energético.

La eficiencia o rendimiento de un sistema frigorífico no  suele generalmente coincidir con el rendimiento del sistema en las condiciones de diseño que se contempló inicialmente en el proyecto frigorífico, que suelen ser las condiciones climáticas más adversas anuales y condiciones de demanda frigorífica máximas con un coeficiente de simultaneidad definido. No es extraño encontrar que las condiciones de diseño solo se reproducen entre el 1 y el 10% del año.

Por tanto , elegir una instalación con un COP elevado para unas condiciones de diseño determinadas no significa que su COP medio anual vaya a ser más elevado que una configuración de partida con un COP de diseño inferior pero que funciona mejora para cargas parciales y para condiciones fuera de las condiciones standard.

Muchos de los componentes que forman parte de la instalación o de las situaciones que la pueden afectar presentan características variables y por tanto la eficiencia dependerá de las condiciones de trabajo a las que se hagan funcionar los equipos que la conforman.

Así , factores como las variaciones diarias de carga térmica existente, el control de la presiones de trabajo de los compresores y de temperatura de los consumidores finales , el rendimiento y control de capacidad  a carga parcial y secuencia de los diferentes equipos relevantes que conforman la instalación así como el mantenimiento de éstos afectan decisivamente en el rendimiento de la instalación global.

Conviene resaltar que hacer funcionar a determinados equipos en un punto de funcionamiento óptimo puede inducir a hacer trabajar a otros en unas condiciones ineficientes energéticamente.

Al final se trata de evaluar y optimizar el rendimiento global de la instalación, no el de los elementos individuales que lo conforman.

Como conclusión general podemos afirmar que para obtener una evaluación del rendimiento energético de la planta es necesario no solo disponer de los consumos de la planta y de sus elementos constitutivos más relevantes sino también de datos productivos, de las condiciones de trabajo existentes  presentes realmente en la planta así como de simulaciones térmodinámicas y estadísticas que permitan encontrar patrones de funcionamiento, comparar escenarios y proponer mejoras de cara a una optimización en la gestión de la planta en tiempo real, más allá de los cambios de equipos ineficientes por unos más eficientes, la instalación de variadores de frecuencia, motores de alto rendimiento o imanes permanentes,etc…propuestas con sentido si existe una gestión en tiempo real del conjunto también óptima y retroalimentada mediante sistemas de gestión energético-frigorífica adecuadas para tal fin.

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