Gestión de la energía/Eficiencia energética

Los beneficios de una buena temperatura exterior en armarios de control

La gestión térmica en armarios eléctricos es una de las funciones más importantes para dar estabilidad en la variable «fiabilidad» de las instalaciones o procesos de producción .

Nuestra experiencia tras años de recibir muchas solicitudes de colaboración en diseño es que muchos de las especificaciones que existen en el mercado o bien están en general sobredimensionadas (en térmicos de Capex ) o presentan un exceso de temperatura exterior.

Como ejemplo, cuando recibimos las especificaciones o descripciones en ambientes de países de Oriente Medio, la temperatura exterior de las instalaciones es de 55ºC o 60ºC. No discutiremos sobre el grado de calor que pueda llegar a haber en zonas industriales (interiores o exteriores), pero  lo siguiente que debemos cuestionarnos es si existe personal trabajando en esta zona y bajo estas condiciones.  Normalmente la respuesta es afirmativa, con lo que en estas condiciones la respiración es imposible.

  • Conocer qué pasa en el exterior es clave para la eficiencia

Realmente el conocer correctamente el valor de la temperatura exterior  es la clave para poder proponer una solución térmica energéticamente eficiente.

Además, siempre recomendaremos, si es posible, el medir el ambiente exterior para poder conocer  el ciclo de temperatura , humedad  y/o punto de rocío que existe muy cerca de la instalación.

Conocer con antelación las condiciones reales de instalación, ya sea nueva  o existente, nos permitirá dimensionar correctamente; y es en estas condiciones donde puede llegar a existir un ahorro importante en Capex y Opex, tanto en la solución térmica como en la energía que se consumirá, consiguiendo  una instalación mucho más fiable , eficiente y competitiva.

  • Qué riesgos asumimos si no se tiene en cuenta

Como datos estadísticos de interés , el coste de un paro técnico en una industria de proceso continuo puede llegar a ser muy alto:

Costes de un paro técnico

  • Nuestra recomendación: un buen análisis previo

Un análisis previo de las condiciones de la instalación (existente o futura) en relación a:

  • 1) Valores máximos , mínimos y promedios de la temperatura y humedad exterior

Idealmente debería de haber un delta de temperatura  dT=Tint deseada- Texterior de mínimo 5ºC. Es decir : Si queremos 35ºC en el interior deberíamos de disponer de como mínimo 30ºC en el exterior ( y validar si es suficiente este delta T).

  • 2) Calidad del aire: Qué tamaño disponen las partículas del ambiente exterior

Hay una infinidad de tipos de ambientes. Por ejemplo, ambientes que contienen partículas de polvo procedentes de papel, cartón, harina , leche, vino, aceite, grasa, cemento o ferrita (que además es conductiva).

  • 3) Agresividad del ambiente exterior para nuestros equipos

Un estudio delicado verificando qué componentes eléctricos y electrónicos pueden estar expuestos a riesgo de degradación o malfuncionamiento es necesario. Hablamos por ejemplo de:

  • Ventiladores interiores ( que enfrían componentes como variadores de velocidad, plc, switches, SAI).
  • Conexiones (en circuitos de breakers, contactores, etc).
  • Busbars (recuerdo haber visto cobre comido por la abrasión del cloro en una planta potabilizadora de agua).

Estas 3 condiciones son las básicas para poder determinar si podemos aceptar dejar entrar aire frío “en buenas condiciones” dentro de nuestro armario de control o no. De esta forma, y con ayuda de un programa de cálculo térmico, se podrá dimensionar correctamente la solución de ventilación, cooling  u otras como intercambiadores de aire-aire o aire agua.

  • La soluciones pasivas siempre a favor

La utilización de soluciones pasivas, por ejemplo:

La localización de un armario en zonas por debajo de 30 o 35ºC, posición del armario (en qué lados están en contacto con la pared) o el volumen del armario (que es lo mismo que el cojín de aire que deseamos tener, es decir, qué inercia térmica tendrá la la evolución de la temperatura  interior en los momentos críticos  de temperaturas exteriores de 55 a 60ºC ) pueden ayudar a que la curva de temperatura interior se estabilice o crezca de forma no tan brusca.

Ayudará que las soluciones térmicas activas esten optimizadas y podamos ahorrarnos  hasta 500W den potencias de refrigeración en climatizadores de 3000 o 4000W.

  • Cooling versus ventilación: con buenas condiciones externas, un claro ganador

El ahorro energético más importante es el de poder proponer una solución de ventilación respecto a un climatizador si los tres puntos anteriores se cumplen.

Si tomamos como ejemplo:

Temperatura exterior media: 30ºC

Temperatura deseada en el interior: 35ºC

Armario de control con 6 variadores de velocidad de 15kW:  1.800W a disipar

Utilizando un programa de  cálculo térmico podremos observar que:

Con la solución de Cooling necesitaremos 1 climatizador de 2000W

Con la solución de Ventilación necesitaremos 2 ventiladores  con 2 rejillas que ofrezcan un caudal de 1.250 m3/h .

La reducción de coste puede ser de alrededor de un 70% y el ahorro energético:

Consumo eléctrico de la refrigeración: 970W

Consumo eléctrico de la ventilación ( 2 ventiladores): 150*2 =300W

La reducción del consumo de energía es de alrededor de un 70%.

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