Equipos de control de temperatura de agua hasta 90 °C

Los equipos de control de temperatura de agua de Tool-Temp se caracterizan mayoritariamente por su sistema de refrigeración. Prácticamente todos los sistemas de control de temperatura con agua hasta 90 °C están equipados con doble refrigeración para obtener la máxima potencia frigorífica en los distintos puntos de funcionamiento. Además de un haz de tubos o un intercambiador de calor en espiral, se utilizan intercambiadores de calor de placas de grandes dimensiones en la gama de temperaturas de funcionamiento de 25 a 50 °C. De esta manera, los equipos pueden beneficiarse de una enorme potencia frigorífica en todo el rango de trabajo de 25 a 90 °C y permiten procesar materiales con los más diversos requisitos de temperatura. Cada refrigerador está optimizado para el rango de temperatura respectivo con el fin de garantizar una larga vida útil y asegurar la robustez.

A diferencia de los sistemas abiertos con refrigeración indirecta, los sistemas de control de temperatura con refrigeración directa no requieren un intercambiador de calor. Cuando la refrigeración está activada, una válvula de solenoide se abre y el agua de refrigeración fluye directamente al depósito de agua. El agua del proceso se mezcla con el agua de refrigeración y el medio excedente sale del depósito. Con este tipo de diseño es importante que el drenaje del agua de refrigeración sea sin contrapresión para que el agua pueda salir con la suficiente rapidez y no vuelva a entrar en el depósito abierto y lo haga rebosar.

Diseño
El diseño de estos sistemas es muy similar al de los sistemas abiertos con refrigeración indirecta. En el depósito de agua hay una bomba sumergible, generalmente centrífuga. Los equipos con refrigeración directa tienen una válvula de solenoide que se abre cuando se necesita refrigeración para permitir que el agua de refrigeración fluya a través del depósito de agua. El agua de refrigeración se mezcla con el agua de proceso y el exceso de agua del depósito sale del equipo a través de un desagüe. La entrada de agua de refrigeración puede conectarse a un equipo de refrigeración o a la red de suministro de agua. Las calefacciones son calentadores de inmersión que se sitúan en el depósito y alrededor de los cuales fluye el medio. Un sensor de temperatura mide la temperatura del portador de calor y transmite el valor a la entrada del regulador. Tool-Temp utiliza elementos térmicos del tipo J (Fe-Ko) como sensores de temperatura en estos modelos. El nivel se determina mediante un flotador situado en el depósito que activa un interruptor cuando el nivel de líquido es demasiado bajo. Este interruptor desconecta el circuito de la bomba y de calefacción (protección contra funcionamiento en seco). Un termostato de seguridad interrumpe el circuito de calefacción cuando se alcanza la temperatura máxima de impulsión.

El diseño de esta gama de equipos es muy sencillo y, por consiguiente, una opción atractiva para los productos sensibles al precio. Sin embargo, las ventajas de este tipo de construcción —alta potencia frigorífica, diseño y mantenimiento sencillos— solo pueden aprovecharse completamente si el equipo se integra en el diseño general del sistema. Por lo tanto, es necesario un conducto no presurizado para la salida del agua de refrigeración. Lo ideal es que el agua de refrigeración se recoja en una balsa o depósito y se procese de nuevo. Este depósito de agua externo está preferiblemente equipado con un monitor de nivel y requiere una estación de bombeo que suministre el agua a un sistema de refrigeración central o, si se requiere refrigeración, al equipo de control de temperatura. A diferencia de nuestros otros modelos, se requiere una consideración mucho más cuidadosa para integrar estos equipos en un sistema. Para las aplicaciones que no requieren refrigeración, esta gama de equipos es ideal, ya que no se necesita una costosa conexión y el equipo entra en un rango de precios muy atractivo.

Los sistemas de calefacción y refrigeración de Tool-Temp de hasta 90 °C con depósito de expansión integrado se caracterizan además por un elevado caudal y una potencia de calentamiento a partir de 48 kW. Esta gama de equipos está diseñada para aplicaciones con rodillos grandes, calandras, placas, contenedores de doble pared y reactores. La ventaja de estos sistemas es que también permite controlar la temperatura de los consumidores con flujos de retorno de gran volumen. Esta serie se utiliza principalmente en las industrias química y farmacéutica. Estos equipos también se utilizan en los sectores del reciclaje y el procesamiento del caucho.

Diseño
Los equipos de agua hasta 90 °C con diseño de depósito semiabierto están equipados con una bomba en línea. Estos modelos cuentan con un depósito de expansión de alta capacidad que puede manejar los volúmenes de flujo de retorno de consumidores grandes. El equipo controla la cantidad de llenado mínima y máxima y emite valores de alarma en caso de desviación. Las resistencias eléctricas están situadas en el depósito, donde el medio de circulación fluye alrededor de ellas. Estos modelos utilizan exclusivamente intercambiadores de calor de placas de gran tamaño. Esto es para poder cubrir las enormes necesidades de refrigeración de las plantas químicas. Cuando la refrigeración está activada, la válvula de solenoide se abre y permite que el agua de refrigeración fluya a través del intercambiador de calor de placas. El medio de proceso desprende temperatura en su superficie. Para lograr un resultado óptimo es necesario un suministro de agua de refrigeración suficientemente grande.

Tool-Temp utiliza elementos térmicos del tipo J (Fe-Ko) como sensores de temperatura en estos modelos. El nivel se determina mediante un flotador situado en el depósito que activa un interruptor cuando el nivel de líquido es demasiado bajo. Este interruptor desconecta el circuito de la bomba y de calefacción (protección contra funcionamiento en seco). Un termostato de seguridad interrumpe el circuito de calefacción cuando se alcanza la temperatura máxima de impulsión.

El depósito de agua de generosas dimensiones proporciona a estos equipos un volumen de retorno muy grande. Gracias al uso de bombas en línea con un caudal de hasta 500 l/min, hay suficiente circulación para un control ideal.

Este sistema de calefacción y refrigeración se caracteriza por un diseño muy sencillo con una enorme densidad de potencia. El equipo cuenta con una gran bomba en línea y un depósito en el que se colocan los calentadores. La construcción del depósito está completamente cerrada, como en un sistema de agua a presión. El nivel se controla a través de un sistema de sensores, de modo que el sistema también está completamente cerrado en este punto. Esto permite prescindir de un vaso de expansión. El exceso de agua que se produce debido a la expansión del agua durante la fase de calentamiento se dirige a la salida del agua de refrigeración. Por tanto, es posible conectar un número ilimitado de grandes consumidores a este grupo de equipos.

Cuando la refrigeración está activada, la válvula de refrigeración se abre y el agua de refrigeración se mezcla inmediatamente con el agua de proceso. Con esto se alcanza una potencia frigorífica muy alta. A diferencia de los sistemas de refrigeración indirecta, aquí el agua de proceso puede enfriarse hasta la temperatura del agua de refrigeración. De esta manera, el delta entre el agua de proceso y el agua de refrigeración es prácticamente nulo. Con este diseño no existe el problema del desbordamiento debido a que los calentadores están situados en un depósito cerrado. El exceso de agua debido al agua de refrigeración entrante, pero también un volumen de retorno demasiado grande, no causan ningún problema, ya que esto puede escapar a través de la salida de agua de refrigeración.

La caja eléctrica del equipo contiene los elementos necesarios para el control y la supervisión automática, como pulsadores, contactores, relés térmicos para el motor de la bomba, disyuntores, así como el regulador de temperatura.

El control de la temperatura es un regulador PID con las posiciones calentamiento-neutral-refrigeración. La electrónica está diseñada de tal manera que las señales de calefacción y refrigeración no pueden activarse al mismo tiempo. Esto hace que el regulador sea extremadamente eficiente desde el punto de vista energético.

Cuando se utilizan contactores semiconductores, los disyuntores y/o los fusibles interrumpen la alimentación en caso de sobrecarga o cortocircuito en el componente protegido (por ejemplo, el calentador).

Para Tool-Temp es muy importante que los equipos tengan un diseño robusto. De manera que solo se trabaja con conexiones de tuberías fijas, que se fabrican en máquinas curvadoras altamente automatizadas en la planta de Sulgen. Todos los trabajos de soldadura, como el depósito, el vaso de expansión y las distintas conexiones de las tuberías, se realizan en Sulgen con personal especializado o con sistemas robotizados. Ya en la fase de diseño se hace hincapié en la materialización. El acero inoxidable se utiliza sin compromisos en todas las zonas que entran en contacto con el agua.

• Sistemas abiertos con refrigeración indirecta
  Los sistemas de control de temperatura del agua abiertos con dos refrigeradores se ofrecen en dos tamaños: 12 – 18 kW y 18 – 48 kW de potencia calorífica. Existe una gran demanda de refrigeración en el sector de la producción de alimentos, en el control de temperatura de contenedores de doble pared, pero también en la industria de impresión para enfriar los rodillos. Estos tipos de equipos pueden utilizarse de forma muy polivalente, ya que cubren un espectro de prestaciones muy amplio en el ámbito de la refrigeración. En particular, los equipos de control de la temperatura del agua con una potencia calorífica de entre 18 y 48 kW se utilizan con mucho éxito en grandes moldes de la industria del automóvil.

• Sistemas abiertos con refrigeración directa
  Los equipos con refrigeración directa se utilizan en aplicaciones sensibles a los costes cuando se requieren temperaturas de flujo bajas y una gran capacidad frigorífica. Estos sistemas son algo más complejos en cuanto a su integración en el proceso de producción, pero ofrecen una excelente relación calidad-precio en cuanto a los valores de potencia frigorífica y calorífica que se pueden alcanzar.

• Sistemas con vaso de expansión con refrigeración indirecta
  Estos sistemas se utilizan principalmente cuando se requiere un gran volumen de suministro, una alta potencia frigorífica a temperaturas relativamente bajas y un gran volumen de retorno. Los principales ámbitos de aplicación son las grandes planchas en el proceso de embutición profunda, las calandrias en las industrias de impresión y de caucho, y los envases de doble pared en las industrias alimentaria, química y farmacéutica.

• Sistemas cerrados con refrigeración directa
  Estos sistemas se utilizan principalmente en aplicaciones sensibles a los costes en las que se requiere un gran volumen de suministro y retorno, así como una gran potencia frigorífica a bajas temperaturas. Los principales ámbitos de aplicación son las grandes planchas en el proceso de embutición profunda, las calandrias en las industrias de impresión y de caucho, y los envases de doble pared en las industrias alimentaria, química y farmacéutica.