Climatizacion de una fábrica de células fotovoltaicas

Cofrico está ejecutando las instalaciones de climatización, extracción de gases, vacío y aire comprimido en la nueva fábrica de células fotovoltaicas de CEL CELIS en el Polígono Industrial de Bierzo Alto en Bembibre (León).    

DISTRIBUCION FABRICA CELULAS FOTOVOLTAICAS

La nave cuenta con cerca de 9.000 m2 , distribuídos en 2 plantas.

En la planta baja de la nave, se encuentran los locales destinados a apoyar el proceso productivo: salas de productos terminados, tratamiento de aguas, almacenaje, recepción y expedición de mercancías, etc. También en esta planta se localizan los almacenes de productos químicos como locales de disolventes, productos no químicos, productos cáusticos/ácidos y gases especiales. Adicionalmente, se encuentran locales técnicos así como los de generación y distribución de energía eléctrica, necesarios para el correcto funcionamiento de la actividad.

En la planta primera se encuentra la sala de producción de las células solares, donde tiene lugar la actividad productiva propiamente dicha, comunicada con la planta baja y locales auxiliares destinados a control, supervisor, área de descanso, vestuario, aseo y laboratorio, estando estos últimos locales comunicados mediante un pasillo de visitas. La sala de producción cuenta con la clasificación de sala limpia, lo que implica un riguroso control de la calidad del aire mediante filtración de aire externo. 

En edificio anexo al edificio principal, en su lado sur junto con parte de la planta baja del mismo, se encuentra la zona de oficinas destinada a albergar la actividad administrativa, con locales de administración, despachos, archivo, servidor, café, sala de reuniones, zona de personal con locales de servicios como restaurante y vestuarios. Debido a una posible ampliación futura de la nave, se dimensiona la instalación pensando en una duplicación del proceso productivo, que provoca que se realice un diseño que tenga en consideración este hecho.

A continuación pasamos a describir las instalaciones realizadas por COFRICO en la fábrica:     

INSTALACION DE CLIMATIZACION  

Debido al gran tamaño de la nave y a la variedad en la naturaleza de las cargas térmicas de los espacios, el sistema más indicado para dicha instalación sea un sistema de agua a 4 tubos. La regulación del sistema de climatización cuenta con 400 puntos de control, que permiten supervisar e interactuar con la planta en tiempo real. La nave de CEL CELIS cuenta con una potencia de refrigeración de 2,2 Megawatios, disponibles gracias a la producción de agua fría mediante enfriadoras construidas por APROALIA (fábrica de equipos de refrigeración del Grupo Cofrico). Las enfriadoras, de potencia 1.100 kW y condensación por aire, utlizan compresores de tornillo, entrando en funcionamiento de forma gradual y secuencial, para adaptarse a la demanda de refrigeración de la planta. Este punto es de vital importancia, debido a que la planta puede presentar variaciones importantes en su demanda. Para aportar la potencia calorífica se instala una caldera de gas natural de 1.400 kW, de baja temperatura y 3 pasos de humos.

Aprovechamiento energético

Debido a las características del sistema y la gran cantidad de caudales de agua a diferentes temperaturas, se instala un tercer circuito de aprovechamiento energético para que el funcionamiento de la instalación sea el óptimo. En dicho circuito se aprovecha el calor generado en los equipos de producción para realizar un precalentamiento del aire exterior cuando las temperaturas son bajas. Dicho circuito de recuperación, aumenta la eficiencia energética  global de la instalación, permitiendo el ahorro energético y económico derivado de evitar la utilización de mayores potencias de producción frigoríficas o caloríficas. Dicho circuito cuenta con una potencia obtenida mediante intercambios de calor entre circuitos de 2.100 kW. La instalación cuenta con bombeos redudantes que permiten un funcionamiento alterno, favoreciendo el cuidado de los equipos y por tanto alargando su vida útil. Además, dichos bombeos cuentan con motores con variadores de frecuencia, que permiten adaptar el caudal y la pérdida de carga a la instalación, minimizando los costes de explotación de la planta. Dentro de la nave se direfencian principalmente 4 zonas: la zona de producción, zona support, zona eléctrica y zona administrativa.  

Zona de producción

Por motivos de fabricación, la planta de producción tiene la consideración de sala blanca,  por lo que los filtrajes empleados en la introducción de aire exterior, así como la estanqueidad de sus conductos son acordes a este requisito. Es fundamental para una planta de este tipo, en el que la limpieza de la sala es de gran valor para el producto final, que el aire ambiente en la sala esté libre de partículas, ya que estás provocarían defectos en el producto final. Dicho filtraje da un valor añadido al producto.  La climatización y control de temperatura de dicha sala se realiza mediante 2 climatizadores y 4 recirculadores de aire, con una potencia frigorífica total 1.814,8 kW y 807 kW de potencia calorífica. En estos climatizadores se realiza el filtrado (cada climatizador cuenta con un 3 filtros), control de humedad, y se utiliza el ramal de aprovechamiento energético descrito anteriormente para realizar el precalentamiento de aire, evitando por tanto mayores consumos de combustible en la caldera. El patrón de flujo de aire seguido en la sala blanca, es del tipo mezclado, con impulsión repartida por la sala y retorno por la zona central. El aire se introduce en la sala mediante difusores de proyección variable, que aseguran una perfecta difusión, minimizando la presencia de zonas muertas en el interior de la sala. La sala se encuentra en sobrepresión, protegiendo por tanto esta sala de las estancias adyacentes.  

Zona de support y zona eléctrica

La zona de support y la zona eléctrica se climatizan mediante fancoils, realizando las renovaciones de aire mediante sendos climatizadores. Como en el caso anterior, se realiza también el precalentamiento del aire exterior en caso de temperaturas bajas.  

Zona administrativa

La instalación de climatizacion de la nave se completa con la  climatización de su edificio de oficinas, realizada mediante suelo radiante y fancoils. La instalación aprovecha el sistema de 4 tubos de la fábrica. El aire primario se introduce mediante un climatizador de 3 baterías (batería de calor, de frío y de recuperación energética). El sistema adoptado permite que las distintas estancias de las oficinas funcionen independientemente en calefacción o refrigeración, favoreciendo el confort de los trabajadores. Debido a las necesidades de los equipos de proceso en su funcionamiento, se realiza un circuito de agua de refrigeración, que absorberá el calor disipado en los equipos. Dicho circuito cuenta con un depósito de 12 m3, que proporciona el agua en las condiciones necesarias de temperatura y filtrado. En el caso de que la temperatura almacenada en el depósito, superará el valor fijado para realizar la refrigeración, el circuito cuenta con distintos intercambiadores de calor que permitirían conseguir la temperatura a partir del intercambio con el lazo de agua fría. Se instalan 2 filtros de cartuchos de 30 ?m. debido a exigencias de los fabricantes de los equipos de producción, para evitar posibles depósitos en las baterías de intecambio que puedan producir averías mayores.    

INSTALACION DE EXTRACCION DE GASES ESPECIALES  

Debido a las necesidades de la planta de producción, Cofrico realiza las instalaciones de extracción de gases especiales provenientes del proceso de producción. Los conductos se ejecutan en distintos materiales, en función del contenido de los gases a extraer, extrayendo un caudal total de 185.000 m3/h mediante el uso de 10 ventiladores. Los materiales utilizados en los conductos son: chapa de acero, acero inoxidable y polipropileno. Debido a la distinta naturaleza de los gases (distintas composiciones, temperaturas, etc…), la extracción se realiza en diferentes ramales, para realizar su extracción correctamente. Debido a su naturaleza, algunas corrientes deben de ser tratadas químicamente para reducir su contenido en diversos compuestos, ajustándose a la legislación vigente medioambiental. El lavado de los gases se produce en torres de lavado, donde se hace circular el gas a través de un disolución química con la que reaccionan los compuestos que se deben limpiar. De esta forma, el gas saliente baja dichas concentraciones a los valores permitidos. Mediante sistemas de control presentes en las torres, se controla el volulmen de la disolución de lavado, su pH, el caudal de gas tratado, etc… En el caso de la extracción de polvo, debido a las propiedades de la corriente extraída se debe proceder a su filtrado.  El polvo a filtrar es de naturaleza explosiva en ciertas condiciones de concentración y granulometría que se pueden dar en el interior de los filtros, por lo que cumplen con la Norma europea ATEX 94/9/EC (refuerzos y paneles de explosión incluidos). Se instala un sistema de extinción independiente para cada filtro. Se instala además un sistema de protección contra retorno de la explosión desde el filtro a la zona de aspiración (válvulas Back-flap). Debido a la concentración de etanol en otra de las extracciones, se instala un sistema de oxidación térmica regenerativa para realizar el quemado de los compuestos extraídos. Se instalan ventiladores redudantes que permiten un funcionamiento alterno, favoreciendo el cuidado de los equipos y por tanto alargando su vida útil. Los ventiladores, como en el caso de las bombas del sistema hidraúlico,  cuentan con variadores de frecuencia, que permiten adaptar el caudal y la pérdida de carga a la instalación, minimizando los costes de explotación de la planta.  

INSTALACIONES DE VACIO INDUSTRIAL Y AIRE COMPRIMIDO

Los trabajos ejecutados por Cofrico contemplan también las instalaciones de vacío industrial y aire comprimido, necesarias para el proceso productivo. La instalación de vacío se realiza para dar servicio a una parte de la cadena productiva de la sala de producción. Para realizar el vacío se instala una central compuesta por 3 bombas que se adaptan a las necesidades de la planta (300 mbar de depresión). Se situa en la planta baja, conduciendo el aire mediante tuberías de PVC-U. La instalación de aire comprimido que da servicio a la planta es necesaria al igual que la de vacío para apoyar el proceso productivo, y además para las distintas estancias de la zona support en planta baja. Se realiza una instalación  en lazo cerrado para la planta de producción y en lazo abierto para la planta baja. La instalación de aire comprimido cuenta con 2 compresores (450 kW) para suministrar un caudal nominal de 5.000 Nm3/h a 7,5 bar.  

Departamento Técnico Climatizacion 

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