La Importancia de la Regeneración Térmica
La mayoría de los procesos industriales necesitan energía, pero solo una parte de ese consumo energético se utiliza para cada proceso, como la pasteurización o la evaporación. La energía no utilizada se desperdicia, pero mediante el uso de intercambiadores de calor, es posible recuperar la mayor parte de esta energía a través de la regeneración de calor residual.
En HRS, cuando hablamos de regeneración de calor, nos referimos a la recuperación de la mayor cantidad de calor excedente (o capacidad de enfriamiento) posible, después de que se haya realizado la función principal del intercambiador de calor. «La recuperación y reutilización del calor residual industrial es un concepto atractivo que podría reducir simultáneamente los costes energéticos y las emisiones de CO2.»¹
Dada la importancia de la eficiencia energética en la reducción del uso de combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero (GHG), podemos afirmar que es imperativo emplear la regeneración y recuperación de calor en cada proceso. Como se ha señalado en una reciente publicación, «el uso del exceso de calor también podría ser importante para mejorar la viabilidad económica y de la huella climática de los nuevos procesos… evitando la adición de nueva capacidad de producción de calor.»²
Beneficios de la Regeneración Térmica
La recuperación de calor mejora la eficiencia energética de los procesos de intercambio térmico, por lo que el mayor y más obvio beneficio de la regeneración de calor (recuperación) es que se demanda menos energía para un determinado proceso de calentamiento o refrigeración, lo que proporciona beneficios financieros, pero también es mejor para el medio ambiente, en comparación con los sistemas sin recuperación energética.
La reutilización del calor recuperado también reduce la cantidad de calor necesario para para ciertos procesos. Por ejemplo, si un material se precalienta con calor recuperado, se puede completar el calentamiento necesario (pasteurización) utilizando agua caliente de otra fuente o parte de la fábrica, en lugar de instalar una caldera exclusivamente para proporcionar el aumento de temperatura necesario.
Al aumentar la eficiencia energética del proceso de transferencia térmica, la recuperación de calor también permitir reducir el tamaño del equipo y el tiempo de procesamiento necesarios.
Para determinar el valor potencial del calor residual y, por lo tanto, determinar para qué se puede utilizar, es necesario conocer un número a parámetros sobre la temperatura del proceso, el producto y el medio de calentamiento (o enfriamiento) que se utiliza, y el rendimiento del proceso de intercambio térmico en términos de área de transferencia de calor y caudal, por ejemplo. Por lo tanto, es importante considerar la regeneración o recuperación de energía lo antes posible. Los sistemas de recuperación de calor se pueden adaptar a muchos procesos, pero su diseño suele ser un un compromiso y las soluciones adaptadas pueden implicar tuberías excesivas y otras conexiones.
Es importante tener en cuenta que algunas fuentes de calor residual, en particular las de bajas temperaturas, pueden no ser adecuadas para la recuperación de calor o la utilización del calor residual. Los sistemas de medición online o cualquier diseñador o fabricante de intercambiadores de calor de primer nivel le pueden proporcionar asesoramiento sobre lo que es factible. El tiempo de duración del proceso también afecta a la viabilidad del proyecto: a mayor duración, mayores posibilidades de regeneración energética.
¹ The potential for recovering and using surplus heat from industry. Final report for DECC, 2014. https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/294900/element_energy_et_al_potential_for_recovering_and_using_surplus_heat_from_industry.pdf
² https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fceng.2021.679454/full