Los procesos de transformación de plástico generan altas temperaturas, no sólo en el proceso de fusión de los materiales, sino también en los circuitos hidráulicos empleados como fuerza motriz en la mayoría de las máquinas transformadoras.
Las altas temperaturas de un proceso de transformación de plásticos deben controlarse, por un lado para conformar las piezas moldeadas, extruidas o sopladas, para que el material fundido solidifique y, por otro, para evitar averías mecánicas en la maquinaria, ya que el aceite de los mencionados circuitos hidráulicos debe permanecer en unos márgenes de temperatura determinados. Para ello tanto máquinas como moldes e hileras, disponen de circuitos internos para el paso de fluidos, cuya temperatura se debe controlar con precisión. Este cometido se puede realizar con diferentes tipos de máquinas ofrecidas por Frio 21, como nuestros Enfriadores de agua o chiller línea FB o FA, entre otras; los Atemperadores y los Aeroenfriadores, línea AGV y AGH.
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Enfriador de Agua
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Aeroenfriadores
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Atemperador
Enfriar es el principal objetivo, es efectuado, en la mayoría de los casos, por los denominados refrigeradores a circuito cerrado. Estos equipos, que en función de las necesidades de la aplicación pueden ser de diversos tamaños, potencias y capacidades funcionan realizando un intercambio térmico indirecto entre el fluido refrigerante que llegará a la máquina (principalmente agua) y un gas que se enfría en un circuito interno. Estos equipos, dotados de uno o varios compresores (según potencia requerida), hacen circular de forma continuada un gas refrigerante por un condensador, válvula de expansión y evaporador, y en el proceso de compresión y evaporación del gas que va pasando alternativamente de líquido a alta presión a gaseoso a baja presión, se genera frío, que refrigerará el agua para el proceso de refrigeración y se libera calor al ambiente. Existen refrigeradores condensados por aire, como nuestras líneas FB y FA de enfriadores de agua, donde el condensador del gas es un radiador a través del cual unos ventiladores hacen circular aire a temperatura ambiente; o refrigeradores condensados por agua, como la líneas FWB y FWA, en cuyo caso existe un intercambiador de calor que transmite este calor generado por el gas a otro fluido refrigerante (agua) y los Aeroenfriadores, líneas AGV y AGH, que circulará a otro equipo remoto que la enfriará a temperatura ambiente. En todos los casos tenemos una máquina que proporciona agua fría para enfriar moldes y/o máquinas.
La potencia de refrigeración de estas máquinas puede darse en kcal/h o en kW/h, que serían los Cantidad de frío generados cada hora. El cálculo de la potencia de refrigeración de una aplicación viene determinada por el tipo de proceso a enfriar y las temperaturas de trabajo, pero se suelen emplear fórmulas simplificadas para efectuar este cálculo. Por ejemplo, en un proceso de inyección es determinante el tipo de material y su temperatura específica, y los kg por hora de este material que hay que enfriar. Se puede usar una sencilla fórmula:
Q = P x K
Q: Cantidad de Calor
P: Producción horaria
K: Entalpía o Kcal/kg hora de cada material (se extrae de una tabla).
Es decir, para enfriar un proceso de inyección de plástico convencional de 100 kg/h de polipropileno (entalpía = 150) tenemos:
Q= 100 x 150 = 15.000 Kcal/h.
Precisamos un refrigerador que nos garantice, como mínimo 15.000 Kcal/h de capacidad frigorífica.
Si para este mismo proceso de transformación por inyección queremos saber qué capacidad frigorífica adicional ha de tener nuestro enfriador para enfriar el circuito hidráulico de la máquina o máquinas del proceso empleamos esta otra fórmula simplificada:
Q = PM x CE x K.
PM: es la potencia en kW de los motores que mueven la bomba hidráulica
CE: Coeficiente de transformación del calor, se toman 860 Kcal/h necesarias por cada kW de potencia.
K: el factor de utilización, generalmente 0,5.
Si tuviésemos en este caso 100 kW de potencia nos daría:
Q = PM x CE x K.
Q= 100 x 860 x 0,5 = 43.000 Kcal/h.
Son determinantes también la temperatura ambiente de trabajo máxima del equipo refrigerador y la temperatura de trabajo del agua refrigerante, ya que cuantos más extremos sean estos valores, menor rendimiento tendrá el equipo. Por ejemplo un refrigerador cuyo fabricante determine que tiene una capacidad de refrigeración de 100.000 Kcal/h a 25 °C de temperatura ambiente y con el agua de enfriamiento a 15 °C en unas condiciones de trabajo extremas de 35 °C de temperatura ambiente y agua de enfriamiento seleccionada a 10 °C el equipo solo proporcionará 74.000 Kcal/h. Este punto se ha de tener en cuenta y verificar la capacidad frigorífica de un equipo determinada por un fabricante, a qué temperaturas de trabajo las da y a que temperaturas de trabajo reales ha de trabajar. Por este motivo, Frio 21 contempla, en las tablas de especificación técnica, la potencia a 35 °C de temperatura ambiente.
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