Recuperación de calor para transporte neumático
Aprovechar el calor residual en los procesos
Las empresas conceden cada vez más importancia a la optimización energética de su producción. Están examinando sus instalaciones y procesos técnicos. El objetivo es reducir costes y aumentar la sostenibilidad de las operaciones mediante un uso más racional de los recursos. Los operadores con un elevado consumo de energía disponen de una palanca especialmente eficaz para lograr una mayor eficiencia.
Aprovechar el calor residual en los procesos
Además del control inteligente de la planta y el uso de compresores y soplantes de alta eficiencia, la atención se centra en los sistemas de recuperación de calor. Una parte considerable de la energía utilizada para generar aire comprimido se convierte naturalmente en calor. Sin embargo, las empresas pueden recuperar grandes cantidades de energía térmica del aire para su uso posterior con solo inversiones de capital reducidas. Las empresas alimentarias utilizan el calor para la calefacción y la preparación de agua caliente, pero también de forma inmediata para la producción.
Con las soluciones de AERZEN conseguirá un aumento máximo de la eficiencia aplicando un concepto térmico integral a su planta de aire comprimido. Esto funciona para las nuevas plantas, pero también puede realizarse para los sistemas existentes con un esfuerzo y un gasto mínimos.
Generación de aire comprimido desarrollo de calor inevitable
La eficiencia energética es decisiva para la rentabilidad de los generadores de aire comprimido. El especialista en aire de proceso AERZEN supera este reto con una eficiente gama de asesoramiento y servicios, garantizando el funcionamiento económico de sus productos a lo largo de todo su ciclo de vida. Las medidas para aumentar la eficiencia del aire de proceso exploran diversas posibilidades. Están orientados a la optimización del uso de la energía para la compresión, la reducción de las pérdidas de presión y el uso de conceptos de mantenimiento económicos. Los sistemas inteligentes también desempeñan un papel importante en la supervisión continua del rendimiento de la planta. No obstante, la recuperación de calor sigue ofreciendo, lejos, el mayor potencial para aumentar la eficiencia.
Fuentes de calor en la compresión del aire de proceso
Una parte considerable de la energía utilizada en la etapa de compresión se convierte en energía térmica. La compresión del aire genera temperaturas muy elevadas en el lado de descarga, que alcanzan hasta 280 °C cuando se utiliza un compresor de tornillo, por ejemplo. Sin recuperación de calor, los ventiladores descargan el calor innecesario en el entorno. Una parte de la energía también pasa del aire de proceso al entorno a través del sistema de tuberías.
En función de la planta, usted, como operador, puede recuperar hasta el 85 % de esta valiosa energía y abrirle un abanico de otras aplicaciones operativas. La transferencia de calor del aire al medio de transporte, el agua, garantiza la flexibilidad necesaria. Esto se realiza mediante intercambiadores de calor especiales, directamente después de la etapa del compresor en el circuito de aire de proceso. Enfrían el aire y transfieren el calor al medio de transporte, el agua. Una parte menor de la energía utilizada se acumula bajo la campana acústica del compresor, en forma de calor. El motor, el silenciador y el compresor emiten calor al aire debido, por ejemplo, a las pérdidas por fricción. El aire de escape alcanza temperaturas de entre 30 y 60 °C. Puede utilizarse sin más transformación para calentar locales de oficinas o zonas de producción cercanas. Para ello, AERZEN equipa sus soplantes y compresores con conductos de escape. Juntan el calor, que entra en las habitaciones conectadas a través de aletas controladas.
Soluciones técnicas para la recuperación de calor
El propio aire de proceso encierra el mayor potencial de recuperación de calor. En muchas aplicaciones, el aire pasa por varias etapas de tratamiento después del compresor. Los filtros, enfriadores posteriores y secadores adaptan las propiedades del aire a los requisitos de cada proceso. Los componentes clave para la recuperación de calor son los refrigeradores posteriores. El aire caliente del proceso fluye a su alrededor. Las variantes de diseño agua-aire son adecuadas para rangos de temperatura muy elevados. Transfieren la energía térmica del aire al agua más fría. Los operadores pueden utilizar directamente esta agua calentada para sus procesos o transferir la energía a otro medio.
La calefacción de locales, el tratamiento de agua caliente y el calor de proceso son los campos de aplicación más comunes en las empresas alimentarias. AERZEN apuesta por intercambiadores de calor de haz de tubos compactos para sus refrigeradores posteriores con recuperación de calor. El medio comprimido fluye a través de los tubos refrigeradores. Estas, a su vez, están rodeadas de agua de refrigeración que fluye en sentido contrario. Este diseño optimiza el caudal y provoca una caída de presión mínima en el sistema de aire de proceso. Esto, a su vez, contribuye a la eficiencia global, ya que los soplantes o compresores deben compensar la pérdida de presión, con el consiguiente consumo adicional de energía. Los potentes circuitos de aire de proceso proporcionan de forma fiable aire comprimido de la calidad requerida. Con recuperación de calor integrada, también obtienen las mejores notas en términos de eficiencia energética y sostenibilidad. Un requisito previo para ello es el ajuste preciso de los componentes individuales a un sistema global. Por ello, AERZEN no deja nada al azar cuando se trata de intercambiadores de calor, utilizando una herramienta de diseño para el asesoramiento. Selecciona el dispositivo adecuado para plantas nuevas y antiguas de muchos tamaños.
Aprovechamiento del calor residual
La recuperación de calor mediante la transferencia de energía del aire de proceso al agua es un paso importante. Pero el potencial de ahorro sólo resulta viable financiera y ecológicamente cuando se hace un uso óptimo de la energía recuperada. Debe determinarse la demanda de calor del proceso o procesos que mejor pueden abastecerse de energía. A la hora de seleccionarlos, deben observarse varios criterios:
- Proximidad espacial entre la fuente de calor y el sumidero
- Suministro fiable del proceso receptor
- Sincronización de la generación y la demanda de calor
- Diferencia de temperatura suficiente entre los medios
Aplicaciones del calor de proceso
Casi todas las plantas pueden utilizar el calor recuperado para instalaciones sanitarias o calefacción. A temperaturas de entre 70 y 90 °C, el agua puede incluso sustituir a una caldera de calefacción como fuente de calor. Además, existen muchas aplicaciones de proceso para el agua caliente y el vapor en la industria alimentaria, entre otras:
- Calefacción
- Limpieza
- Pasteurización
- Esterilización
En este caso, la energía recuperada de la planta de aire de proceso suele utilizarse para precalentar el medio. Si el nivel de temperatura del agua de refrigeración desciende por debajo de la temperatura objetivo para el medio de proceso, la solución no puede sustituir completamente al generador de calor principal. No obstante, la utilización del calor recuperado permite ahorrar costes energéticos de forma inmediata. Para que las transferencias sean eficaces, la diferencia de temperatura entre el agua del intercambiador y el medio de destino debe ser de al menos 5, o incluso mejor de 10, kelvin. Es importante que la recuperación de calor pueda suministrar calor a los procesos conectados de la forma más continua posible. De este modo, los costes de instalación de intercambiadores y conductos de calor se amortizan con especial rapidez. Esto hace que el sistema sea una opción atractiva, incluso para pequeñas plantas en funcionamiento continuo.
El flujo continuo de calor de recuperación ofrece un mayor potencial en la nueva planificación y la inversión de sustitución del principal generador de calor para el proceso objetivo. El suministro estable de calor permite reducir en consecuencia las reservas de capacidad para los picos de demanda de calor. Si, por el contrario, el calor de la planta de aire de proceso no se suministra de forma estable, usted, como operador, necesita un generador de vapor más eficiente. Los desfases temporales entre la generación de calor y su utilización requieren un costoso almacenamiento intermedio, asociado a grandes pérdidas. Las condiciones estructurales son otro criterio para seleccionar el disipador de calor. Las largas rutas de transporte entre la recuperación de calor y el proceso provocan mayores costes de línea y pérdidas de energía en la ruta de transporte.
Se necesitan soluciones integradas
Los circuitos de aire de proceso sostenibles disponen ahora de un sistema integrado de recuperación de calor. Las considerables ventajas económicas y ecológicas compensan el gasto asumible en muy poco tiempo. Esto permite a los operadores seguir haciendo un uso económico a largo plazo de sus plantas más antiguas. Las oportunidades de subvención, como las que ofrece la Oficina Federal de Economía y Control de las Exportaciones (BAFA) con su programa de financiación para una mayor eficiencia energética, pueden ayudar a conseguir una amortización aún más rápida. El alcance de las medidas subvencionables va desde la modernización de los controles del sistema principal y los intercambiadores de calor hasta las plantas de nuevo diseño. El uso de intercambiadores de calor de alta calidad y sistemas de control en la fuente de calor no es suficiente para diseñar un sistema eficaz de recuperación de calor. La integración de los procesos de los usuarios es, como mínimo, igual de importante. Solo la interconexión eficiente de fuentes y sumideros tendrá un efecto decisivo en la eficiencia de todo el sistema.
AERZEN ofrece asesoramiento, accesorios y mantenimiento de una sola mano, utilizando como base los propios dispositivos de la empresa para la recuperación de calor. Se pueden reequipar de forma flexible, lo que permite optimizar energéticamente las instalaciones más antiguas. Así es como AERZEN cumple su pretensión de crear valor añadido a largo plazo para sus clientes con sus sistemas de aire de proceso. Los especialistas internos en aplicaciones ayudan a los clientes a dimensionar los componentes. AERZEN también instala su solución de supervisión de sistemas a petición de los clientes. Proporciona la información en tiempo real necesaria para un funcionamiento y un mantenimiento óptimos.
