La recuperación de calor residual en la industria

La recuperación de calor residual en la industria

El marco energético y medioambiental al que todas las empresas se ven expuestas desde hace ya unos cuantos años nos está obligando a buscar todo tipo de soluciones para reducir el consumo energético y el impacto medioambiental que nuestras actividades generan.
Una de las tecnologías que se vienen utilizando desde hace varios años es la recuperación de calor residual en la industria. ¿Sabes concretamente en que consiste este concepto de ahorro energético? El concepto de recuperación de calor residual en la industria se refiere al hecho de recuperar y reutilizar, diferentes procesos de una planta, el calor generado como subproducto de alguno de los diversos procesos de nuestra actividad.
El objetivo principal de esta actividad es la de reducir la utilización de recursos de nuestra industria y la de reducir su dependencia a la energía fósil importad.
Existen diversos métodos de recuperación de calor residual que varían en función del tipo de las características del proceso y calor generado. Los principales métodos serían los siguientes:

1. Los intercambiadores de calor

Los intercambiadores son unos dispositivos diseñados para transferir el calor entre dos medios distintos. Existen una infinidad de variaciones posibles a la hora de configurar un intercambiador de calor (material, forma, medio del fluido…) Los intercambiadores más comunes en el mercado son los de placas, serpentín o tubo y coraza. 

¿Dónde se utilizan?

Se utilizan en una infinidad de aplicaciones en la industria, desde sistemas de calefacción, ventilación, aire acondicionado, calderas, sistemas de refrigeración, procesos químicos, generación de energía, en gases de combustión …

¿Cuál es su eficiencia?

La eficiencia de un intercambiador de calor depende de varios factores como la geometría, el material de construcción, la temperatura y flujo de los medios de intercambio, entre otros. Un intercambiador de calor bien calculado y optimizado puede llegar a eficiencias de transferencia de hasta el 95%. Esto hace que este tipo de dispositivos sea un aliado excepcional a la hora de optimizar energéticamente nuestra industria.

2. TURBINAS DE VAPOR

Este tipo de equipos generan electricidad a partir de vapor de agua. El proceso concretamente genera energía mecánica a partir del vapor de agua, proveniente de un proceso, para luego hacer girar un generador eléctrico y obtener electricidad. El vapor se introduce en la turbina a alta presión donde se expande y hace girar las palas de la turbina. Esta turbina está conectada a un eje que a su vez está conectado al rotor de un generador eléctrico.

 

¿Dónde se utilizan?

Por lo general este tipo de equipos de recuperación de calor se utilizan cuando se dispone de algún proceso que consume calor y genera, como subproducto, vapor de agua. Es común que este tipo de equipos se utilicen en la industria del papel, alimentaria, química o generación de energía.
Cuando no se dispone de energía suficiente para hacer girar la turbina, se utiliza la turbina de vapor en un ciclo de Rankine, que lo que va a hacer es:
a.Compresión: se comprime agua para elevar el punto de ebullición
b. Calentamiento: se calienta el vapor subproducto con el agua de alimentación
c. Expansión: el vapor se expande en la turbina de vapor y hace girar el rotor
d. Condensación: se condensa el vapor de nuevo en agua y puede ser reutilizado en otros puntos del proceso.

 

¿Cuál es su eficiencia?

La eficiencia de una turbina depende de varios factores como el tamaño, el diseño y de la velocidad, presión y temperatura de operación.
Se considera que la eficiencia de una turbina de vapor trabajando en condiciones óptimas puede varias entre el 70% y 90%.

3. OTROS MEDIOS DE RECUPERACIÓN

Pese a que las dos tecnologías ya comentadas son las más extendidas, existen otros métodos en la industria que se utilizan para recuperar calor residual.

Uno de ellos serían los sistemas de refrigeración por absorción. Este sistema funciona mediante un agente absorbente (normalmente bromuro de litio – LiBr). 

 

El sistema de refrigeración por absorción consta de cuatro componentes principales: evaporador, absorbedor, condensador y generador, que se conectan para formar un ciclo de refrigeración cerrado.
Estos sistemas son menos eficientes que los convencionales, pero pueden funcionar con energía térmica residual o solar para generar refrigeración y pueden resultar muy útiles en ciertas aplicaciones.

Otro sistema serían los sistemas de cogeneración, que están ampliamente desarrollados y repartidos por las diferentes industrias. Los sistemas de cogeneración se caracterizan por generar energía eléctrica y térmica simultáneamente, y en el contexto de la recuperación de calor residual, se pueden utilizan para generar electricidad a partir del calor generado como subproducto de un proceso industrial.

En SDS cada día tenemos más consultas enfocadas a proyectos de recuperación de calor residual, y es que debido a la gran competencia que hay en casi todos los sectores de la industria, controlar los gastos de producción es cada día un punto más estratégico y más a tener en cuenta. Además, se prevé que, en años venideros, la mayoría de las empresas europeas estén obligadas a contabilizar y reducir el impacto medioambiental de sus actividades. La reducción de recursos energéticos será un factor a tener muy en cuenta.