Eficiência Energética na Indústria de Refrigeração

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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LA INDUSTRIA
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Control inteligente en refrigeración industrial
ITCL desarrolla una herramienta digital para mejorar la eficiencia energética, que ajusta, de 
manera continua, los parámetros de control de las instalaciones de refrigeración, obteniendo 
ahorros económicos de entre el 15% y el 40%.
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CASTILLA Y LEÓN 
(ITCL)
Las empresas cuyo trabajo se desa-rrolla alrededor del frío industrial son muy conscientes de la impor-
tancia que tiene una buena gestión de es-
tos sistemas con el objetivo de optimizar el 
consumo, reducir costes e incrementar la 
competitividad. El ahorro energético en re-
frigeración industrial es una prioridad para 
estas firmas cuyo ámbito de producción 
se centra en la elaboración y conservación 
de productos congelados que tienen que 
asumir un alto coste en el trabajo y mante-
nimiento de estas instalaciones. Este con-
sumo representa, en el menor de los casos, 
cerca del 50% del consumo total eléctrico 
de su actividad.
ITCL, desde el Área de I+D de Tecnologías 
Energéticas, ha desarrollado una herramien-
ta (Industrial Refrigeration Control - IRC) que 
pretende ser útil y eficaz a la hora de realizar 
esta óptima gestión energética. Se trata de 
una herramienta experta de control indus-
trial que ajusta, de manera continua, los pa-
rámetros de control de las instalaciones de 
refrigeración, obteniendo ahorros económi-
cos de entre el 15% y el 40%.
Mediante este ajuste se consigue que la 
instalación de refrigeración industrial se 
adapte a las necesidades reales de trabajo 
en cada momento sin que se produzcan 
desajustes en el consumo durante todo el 
proceso de la instalación. El objetivo final 
de esta herramienta es que la instalación 
esté configurada de forma óptima en cada 
situación de trabajo, sin que se produzcan 
derroches de energía que se traduzcan en 
consumos innecesarios que incrementen 
los costes energéticos.
Las instalaciones de refrigeración indus-
trial son sistemas muy complejos y están 
configurados por conjuntos de equipos 
que trabajan entre sí de forma coordina-
da. Los equipos principales son los com-
presores de refrigeración (de tornillo o de 
pistón), separadores de líquido, evapora-
dores, condensadores evaporativos, válvu-
las de expansión… Estas instalaciones, en 
su puesta en marcha, se configuran con 
consignas estáticas de control para unas 
condiciones de trabajo muy determinadas. 
La realidad nos indica que trabajan en esas 
condiciones de diseño nominales durante 
un porcentaje muy escaso de tiempo; el 
mayor tiempo de funcionamiento restante 
se encuentran trabajando bajo cargas par-
ciales. Esta situación provoca ineficiencias 
y pérdidas de rendimiento de los equipos 
Pantalla para la Supervision del COP de compresores de refrigeración.
Arquitectura de datos utilizada por ITCL para la supervisión y control de las instalaciones frigoríficas.
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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LA INDUSTRIA
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29 de noviembre de 2018. 09:30-14:00
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de refrigeración industrial al no trabajar en 
sus zonas óptimas de funcionamiento. 
El ahorro energético conseguido por la he-
rramienta desarrollada desde ITCL, mediante 
el control experto de las instalaciones de re-
frigeración industrial, oscila entre el 15% y 
el 40%. Este ahorro es posible, además, sin 
realizar ninguna inversión en nuevos equi-
pos. Tan solo es necesario una correcta sen-
sorización de las instalaciones y un sistema 
centralizado de autómatas de control. Un 
control inteligente de estas instalaciones, en 
base a algoritmos de optimización, permite 
reducir el consumo energético de los com-
presores de refrigeración industrial. 
ITCL trabaja actualmente con grandes 
grupos de alimentación, y supervisa en 
tiempo real sus instalaciones de refrigera-
ción, reduciendo sus consumos eléctricos. 
Esta reducción nos indica que los paráme-
tros sobre los que se está realizando este 
control son los idóneos para conseguir una 
mejor eficiencia energética. 
Los proyectos de mejora energética pro-
puestos por ITCL comienzan con el desarro-
llo de un sistema de supervisión energética, 
IRS (Industrial Refrigeration Supervisor), rea-
lizado a medida de la instalación de refrige-
ración industrial. El sistema IRS se conecta 
con los autómatas de control que gestionan 
la instalación de refrigeración, establecien-
do una conexión permanente con los au-
tómatas o PLCs de control para conocer, en 
tiempo real, si es necesario que se realicen 
cambios o ajustes en la configuración. En 
esta primera fase la herramienta de ITCL 
realiza lecturas de los parámetros de funcio-
namiento de la instalación de refrigeración. 
La eficiencia energética de los compreso-
res se calcula, también, en cada momento a 
partir de las lecturas recibidas. De esta forma, 
se dispone de la potencia frigorífica instan-
tánea producida por cada compresor, línea 
de refrigeración y por la planta en su global. 
Esta eficiencia energética, caracterizada por 
el COP (Coefficient of Performance), se cal-
cula de igual manera, en base a las lecturas 
a tiempo real, y analizando la relación entre 
la potencia frigorífica y la potencia eléctrica 
consumida por los compresores.
De este modo, la herramienta IRS permite 
realizar una supervisión, en directo, de la efi-
ciencia de la instalación; lo que permite de-
terminar los costes energéticos del frío pro-
ducido. Esto facilita la asignación de costes 
de forma más exacta a las líneas de produc-
ción de congelados y también a las cámaras 
frigoríficas de conservación del producto.
Determinar los escenarios óptimos de tra-
bajo de las instalaciones de refrigeración 
es otra de las ventajas de esta herramienta 
de supervisión desarrollada por ITCL. Tener 
disponible estos datos hace posible carac-
terizar las curvas de eficiencia de los com-
presores de refrigeración. Con estas curvas 
se identifican las zonas de eficiencia y de 
ineficiencia de los equipos y así poder con-
seguir una optimización total.
El control experto (IRC) es la siguiente 
herramienta desarrollada por ITCL, y es la 
evolución natural de los resultados de la 
herramienta IRS de supervisión energética. 
Esta herramienta, IRC, se alimenta de los 
datos y análisis obtenidos anteriormente 
mediante la supervisión energética. La he-
rramienta de control experto IRC emplea 
algoritmos y reglas de control para la op-
timización de la eficiencia energética. Se 
aplican de forma cíclica, buscando que las 
consignas y parámetros de control sean 
óptimos para cada escenario de trabajo. A 
partir de los cálculos de eficiencia anterio-
res, y las curvas de eficiencia según la car-
ga de trabajo, asigna en cada momento el 
valor óptimo a los parámetros de control. 
La herramienta experta IRC optimiza de 
forma conjunta los sistemas identificados. 
Su objetivo es seleccionar qué configura-
ción y valores de los parámetros de control 
consiguen la máxima producción frigorífi-
ca de todo el sistema con el mínimo con-
sumo energético total. El sistema experto 
consigue el objetivo actuando sobre varios 
niveles de decisión. El primer niveles la 
gestión de las secuencias óptimas de fun-
cionamiento; el segundo nivel es la gestión 
individual de cada equipo seleccionado.
El ahorro y mejora energética obtenidos 
con estas herramientas es óptimo en todo 
el régimen de trabajo de la instalación. La 
instalación de refrigeración pasa de traba-
jar bajo un control estático a trabajar con 
un control dinámico �
Rendimiento energético y consumo energético – Control Experto Vs Control Standard
El objetivo final de 
esta herramienta es 
que la instalación 
esté configurada de 
forma óptima en cada 
situación de trabajo, 
sin que se produzcan 
derroches de energía
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