Las películas de envasado de plástico blando se producen a partir de materias primas en forma de gránulos, y el proceso de fabricación requiere calentamiento y enfriamiento para fundir los pellets. La etapa de enfriamiento se lleva a cabo utilizando agua refrigerada a 10 °C. En consecuencia, la línea de producción debe estar equipada con un sistema de agua de enfriamiento que consume cantidades significativas de electricidad. Al adoptar un nuevo sistema de enfriamiento, es posible reducir el consumo energético destinado al enfriamiento, lo que genera importantes beneficios en términos de ahorro de energía.

I. Composición del nuevo sistema de refrigeración

El nuevo sistema de refrigeración está compuesto por una unidad de refrigeración por líquido, un enfriador de líquido con aire seco, una serpentina de precalentamiento y un intercambiador de calor de placas. Tras ser calentada por la unidad de tratamiento térmico del proceso, el agua de refrigeración se enfría bien mediante la unidad de refrigeración por líquido o bien a través de una mezcla de agua y etilenglicol en el intercambiador de calor de placas. Una vez que la mezcla de agua y etilenglicol cede su calor a la serpentina de precalentamiento de la unidad de tratamiento de aire, se somete a un enfriamiento adicional y luego se hace pasar por el enfriador de aire seco montado en la cubierta. Dado que la capacidad de refrigeración se obtiene del aire exterior, el compresor permanece apagado.

II. Modo de operación y análisis económico del nuevo sistema de refrigeración

1. Modo de funcionamiento

El enfriamiento durante el proceso puede lograrse mediante un preenfriamiento con un intercambiador de calor de placas, con un sistema refrigerado por líquido accionado por un compresor o, en ocasiones, mediante una combinación de ambos; el modo de operación es el siguiente:

(1) Cuando la temperatura del aire exterior supera los 19 °C, solo se utiliza el enfriador de compresión; el calor generado se evacua al exterior.

(2) Cuando la temperatura del aire exterior está por debajo de 19 °C pero por encima de 4 °C, se utiliza un enfriador de compresión, y el calor recuperado se emplea para precalentar el aire de suministro a través de la unidad de tratamiento de aire.

(3) Cuando la temperatura del aire exterior desciende por debajo de 4 °C, no se pone en funcionamiento el enfriador de compresión; en su lugar, se utiliza un intercambiador de calor de placas para enfriar el agua de refrigeración del proceso, y el calor recuperado se suministra a la unidad de tratamiento de aire para precalentar el aire de suministro. El área de transferencia de calor del intercambiador de calor de placas puede determinarse en función del caudal, las propiedades físicas del fluido, la pérdida de carga y las condiciones de temperatura.

2. Análisis económico

Cuando no es necesario el enfriamiento por líquido durante el invierno, se pueden lograr importantes ahorros de electricidad. Consumo de energía del nuevo sistema de enfriamiento en comparación con el antiguo.

Tras tener en cuenta el consumo energético de la bomba del agua/mezcla de circulación, el nuevo sistema de refrigeración logra un ahorro anual de aproximadamente 90 MWh. Además, dado que la unidad refrigerada por líquido funciona durante un período más corto a lo largo del año, se ha prolongado su vida útil. Sin el nuevo sistema de refrigeración, la demanda máxima de potencia se producía en invierno; sin embargo, con el nuevo sistema instalado, la carga se distribuye ahora de manera equilibrada entre invierno y verano.

Tras precalentar el aire, la unidad de tratamiento de aire puede ahorrar aproximadamente 110 MWh de energía. Las pruebas de campo indican que el periodo de recuperación de la inversión del sistema es de unos 2,5 años.