OPINIÓN: Climatización de procesos industriales con bombas de calor

Cada vez se hace más necesario recurrir a tecnologías que reduzcan las elevadas emisiones de CO2 y el consumo de energía primaria de las industrias, siendo para ello una de las mejores alternativas las Bombas de Calor, resultando especialmente productivo el uso de éstas en los procesos en los que existe demanda simultánea de calefacción y de refrigeración. La tecnología de Bomba de Calor lleva implícita una elevadísima eficiencia energética, y la disponibilidad tanto de nuevos materiales como de fluidos refrigerantes hace que estos equipos dispongan de un campo de aplicación muy amplio. Todo ello, unido a las potencias y temperaturas de producción que pueden llegar a alcanzar hace que las IHPs supongan una solución idónea en numerosos procesos térmicos industriales.

Según el informe "Mapping and analyses of the current and future (2020-2030) heating/cooling fuel deployment (fossil/renewable)", realizado por el Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research–ISI, del total de la energía final consumida en Europa, la calefacción y la refrigeración suponen alrededor del 51%. En el mismo se indica que la calefacción en procesos industriales supone alrededor del 15%, mientras que la refrigeración de procesos representa alrededor del 2%, según se muestra en la gráfica 1.

Por otro lado, este mismo informe señala que el 66% de la energía final utilizada para calefacción proviene directamente de combustibles de origen fósil, el 14% de fuentes renovables y el 20% restante corresponde a sistemas secundarios portadores de energía, tales como la electricidad y la calefacción de distrito. Asimismo, la calefacción cuenta con diferentes fuentes energéticas, en tanto que la mayor parte de la refrigeración proviene de la electricidad. Estos valores muestran cómo el consumo energético en las industrias representa una parte muy importante del consumo energético global, sobre el que hay que acometer las necesarias medidas para la descarbonización y reducción del uso de combustibles fósiles, que emiten CO2 y productos derivados de su combustión. Y para ello hay que realizar acciones encaminadas al incremento de la eficiencia de los sistemas y al aprovechamiento de las fuentes de energías renovables y residuales disponibles, y en el campo industrial existen numerosas posibilidades de conseguirlo con el uso de tecnologías alternativas existentes, entre las que cabe destacar la Bomba de Calor.

Calefacción y refrigeración de procesos

Para poder valorar el potencial de ahorro energético en los procesos industriales y, consecuentemente, poder acometer las necesarias medidas de mejora, es importante entender cómo se hace uso de la energía en los mismos. La calefacción de procesos supone alrededor del 81% de la demanda de energía térmica dentro de las industrias, seguida de la calefacción de espacios, que representa en torno al 15%, y la refrigeración que supone el 4% restante. En el caso de calefacción, el calor puede presentarse en forma uso directo (hornos) o de uso indirecto (por medio de agua o de vapor), estando habitualmente presentes ambas formas en las industrias, así como en plantas de cogeneración de ciclo combinado. En todas ellas, el potencial de utilización de energías procedentes de fuentes renovables es muy elevado, pudiéndose en el primero de los casos compaginar los hornos alimentados con combustibles convencionales con equipos alimentados por biomasa y biogás, y en el segundo puede recurrirse a las Bombas de Calor, resultando especialmente productivo el uso de estas en los procesos en los que existe demanda simultánea de calefacción y de refrigeración, como es el caso de la industrias alimentarias.

Bombas de Calor para Procesos Industriales (IHPs-Industrial Heat Pumps)

La tecnología de Bomba de Calor lleva implícita una elevadísima eficiencia energética, puesto que es capaz de captar energía procedente de fuentes renovables y de fuentes residuales y aprovecharla para su uso. Consecuentemente, permite reducir de una manera muy significativa el consumo de energía primaria y las emisiones de CO2 con respecto a los sistemas térmicos convencionales. A estas cualidades se les añade las actuales mejoras tecnológicas en regulación, y la disponibilidad de nuevos materiales y fluidos refrigerantes, que hacen que estos equipos dispongan de un campo de aplicación mucho más amplio que, por ejemplo, el que tienen las bombas de calor para confort, permitiendo alcanzar unas potencias mucho mayores y unas temperaturas de producción mucho más elevadas (superiores a 100 ºC), lo que, añadido a las numerosas posibilidades de aprovechamiento de los recursos existentes, hace que las IHPs supongan una solución idónea en numerosos procesos térmicos industriales.

Para poder aprovechar estas amplias posibilidades, se requiere el conocimiento de estos equipos tanto como del propio proceso industrial. Las IHPs son habitualmente equipos diseñados ad-hoc para cada proceso, o al menos variantes de máquinas estándar, y en su concepción debe incluirse no solo el propio equipo generador, sino los elementos adicionales del proceso productivo que deberán incorporarse en los mismos dentro de un concepto amplio de “sistema”, enfocado a la eficiencia energética y al aprovechamiento de los recursos, es decir, a la obtención de la máxima productividad.

---

Para ver el artículo completo, pinchar AQUÍ