Ahorrar energía con sistemas eficientes de refrigeración por agua Ahorro de energía en una fábrica de automóviles mediante el reequipamiento de las máquinas herramienta a sistemas eficientes de refrigeración por agua

HYDAC - Su socio para soluciones de refrigeración energéticamente eficientes para máquinas herramienta

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Referencias Ingeniería de fluidos Máquina herramienta Gestión térmica

Ahorro de energía en una fábrica de automóviles mediante el reequipamiento de las máquinas herramienta a sistemas eficientes de refrigeración por aguaHYDAC - Su socio para soluciones de refrigeración energéticamente eficientes para máquinas herramienta

La protección del clima es un enorme desafío para la industria del automóvil. Con los cambios en el sector y el paso gradual a la movilidad eléctrica, aumenta la presión que  toda la cadena de valor sea más sostenible. En el centro del enfoque figura la reducción del impacto medioambiental por componente y vehículo producido. Además de la compra de energía verde, también hay que optimizar la reducción del consumo de energía, agua y otros medios, de los residuos y las emisiones de CO2, así como de las emisiones de disolventes en toda la cadena de valor.

Eficiencia energética, preservación de recursos y optimización de costes de las máquinas herramienta con el enfoque de la ingeniería de fluidos de HYDAC

Nuestro cliente es uno de los mayores fabricantes de automóviles en Alemania. La tarea consistía en optimizar energéticamente el parque de las máquinas herramienta en una de sus fábricas y reducir los costes de energía. Además, estas optimizaciones también deberían incorporarse luego a las nuevas máquinas.

El sistema de aire acondicionado existente de la nave industrial no estaba dimensionado para la operación de máquinas adicionales y no habría podido mantener la temperatura máxima permitida en la nave en caso de una ampliación. Era necesario evitar que la nave industrial se calentara más. En lugar de ampliar el sistema de aire acondicionado, nuestro cliente optó por una solución más ecológica. El circuito de agua de refrigeración ya existente en la fábrica debía ampliarse y utilizarse para la refrigeración de los accionamientos refrigerados por líquido, así como para la refrigeración de una parte de los armarios de control.

El cliente eligió a HYDAC como socio tecnológico competente y definió los siguientes objetivos para la solución de la tarea de refrigeración:

  • Ahorro de energía de al menos un 20%.

  • Amortización en un plazo de 1 a 1,5 años

  • Reducción de los costosos servicios de mantenimiento de la refrigeración

  • Reducción del consumo de refrigerantes

  • Reducción de la disipación de calor a la sala de producción

  • Reducción de la contaminación acústica

  • Espacio reducido de la refrigeración en las naves de producción

Los expertos en ingeniería de fluidos de HYDAC realizaron primero varios análisis en la fábrica de automóviles. En base a esto, se recomendó el reequipamiento de las máquinas con unidades de refrigeración convencionales a los sistemas compactos de refrigeración fluido-agua FWKS. Las unidades se conectarán al circuito de agua de refrigeración de la planta para alcanzar los objetivos definidos por el fabricante de automóviles.

Las soluciones con productos de HYDAC

Al conectar las máquinas-herramienta a la red central de agua de refrigeración externa, fue posible sustituir las unidades de refrigeración existentes por sistemas de refrigeración fluido-agua de la serie FWKS de HYDAC. El FWKS funciona como un circuito intermedio entre el suministro de agua fría y el consumidor. El depósito del FWKS contiene agua-glicol que se bombea hacia el consumidor, donde absorbe el calor. En la línea de retorno al sistema de refrigeración, el medio pasa por un intercambiador de calor de placas y se enfría por el agua de refrigeración de la fábrica antes de introducirse nuevamente en el depósito.

El circuito intermedio del sistema FWKS ofrece dos ventajas principales: Por un lado, la calidad del agua refrigerante es de un nivel elevado y constante y la protección contra la corrosión está garantizada en todo momento. La presión y el caudal necesarios están garantizados, incluso si la presión del suministro del agua fría fluctúa o es generalmente demasiado baja.

Las máquinas con una demanda de refrigeración de hasta 5 kW se reequiparon con la solución FWKS-0; para demandas de refrigeración superiores a 5 kW, se utilizaron los tamaños FWKS-2 y FWKS-3.

Los FWKS de HYDAC son mucho más eficientes energéticamente que las unidades de refrigeración, que suelen utilizarse de forma estándar en las máquinas herramienta. Para reducir aún más el consumo de agua de refrigeración, los sistemas pueden estar equipados con válvulas controladas mecánica o electrónicamente:

  • Para este propósito, las válvulas proporcionales controladas mecánicamente no tienen que ser conectadas eléctricamente. Pueden regular la cantidad de agua de refrigeración para que la temperatura del agua-glicol en la línea de alimentación hacia el consumidor se mantenga en un valor fijo establecido, con una desviación de ± 2 K. Esto significa que  con una temperatura de entrada preestablecida de 30 °C, la temperatura del agua-glicol está siempre en un rango de 28-32 °C.
  • Con las válvulas proporcionales controladas electrónicamente, también es posible el control de la temperatura con una desviación de ± 0,5 K. La temperatura del agua-glicol se orienta a la temperatura del lecho de la máquina. Esta sube y baja en función de la potencia respectiva del consumidor y de la temperatura ambiente y se mueve en un rango de 0,5 K en relación con la temperatura de referencia. De esta manera se evitan en todo caso las fluctuaciones de temperatura que podrían afectar a la precisión de la máquina.

El resultado

Como prueba, en un principio se convirtieron con éxito 8 máquinas herramienta en la nave de nuestro cliente. Para ello, se utilizaron 4 variantes del FWKS como unidades de serie a medida del cliente. Tras el éxito de la prueba, se convirtieron 140 máquinas más, y en un siguiente paso otras 80 máquinas.

Para definir de forma sostenible el estándar de refrigeración establecido por HYDAC, también para las nuevas máquinas, las soluciones con los FWKS se definieron en las especificaciones del grupo automovilístico alemán. Desde entonces, los proveedores de las máquinas herramienta instalan los sistemas de refrigeración líquida de HYDAC en sus equipos.

Cita del experto en automoción de HYDAC:

"La industria de la automoción se centra en la producción con reducción de costes, optimización de recursos y eficiencia energética con el objetivo de un suministro de energía neutro en cuanto a emisiones de CO2."

La modernización de los sistemas de refrigeración ha aportado los siguientes beneficios:

Conservación de los recursos

Protección de los recursos

No se necesitan CFC ni refrigerantes. Además, las válvulas proporcionales garantizan una extracción de agua de refrigeración optimizada según la demanda. Esto significa que se evita una carga innecesaria en la red de agua de refrigeración.

Reducción de costes

Optimización de costes

Menores costes de adquisición y mantenimiento en comparación con las unidades de refrigeración utilizadas originalmente. Los costes de los servicios externos para la técnica de refrigeración se redujeron considerablemente. El departamento de mantenimiento interno de la fábrica puede llevar a cabo los servicios, ya que no se requiere una formación especial en refrigeración.

Tiempo de amortización corto

Amortización rápida

La optimización de los costes operativos acorta el periodo de recuperación de la inversión.

Modularidad

Soluciones de sistema flexibles

Es posible realizar ampliaciones modulares y adaptadas al cliente en cualquier momento.

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