Recuperação térmica para transporte pneumático
Tornar o calor residual utilizável em processos
As empresas dão cada vez mais importância à otimização energética da sua produção. Estão a examinar as suas instalações e processos técnicos. O objetivo: reduzir os custos e aumentar a sustentabilidade das operações através de uma utilização mais racional dos recursos. Os operadores com elevado consumo de energia dispõem de uma alavanca particularmente eficaz para uma maior eficiência.
Tornar o calor residual utilizável em processos
Para além do comando inteligente das instalações e da utilização de compressores e sobrepressores altamente eficientes, a atenção é colocada nos sistemas de recuperação térmica. Uma parte considerável da energia utilizada para a produção de ar comprimido é naturalmente convertida em calor. No entanto, as empresas podem recuperar grandes quantidades de energia térmica do ar para utilização posterior, apenas com baixos investimentos de capital. As empresas alimentares utilizam o calor para aquecimento e preparação de água quente, mas também imediatamente para a produção.
Com as soluções da AERZEN, pode obter aumentos de eficiência máximos através da implementação de um conceito de aquecimento abrangente para a sua instalação de ar comprimido. Isto funciona para novas instalações, mas também pode ser realizado para sistemas existentes com um mínimo de esforço e despesa.
Geração de ar comprimido desenvolvimento de calor inevitável
A eficiência energética é decisiva para a rentabilidade dos geradores de ar comprimido. O especialista em ar de processo AERZEN enfrenta este desafio com uma gama eficiente de consultoria e serviços, garantindo a operação económica dos seus produtos ao longo de todo o ciclo de vida. As medidas para aumentar a eficiência do ar de processo exploram diversas potencialidades. São orientadas para a otimização da utilização de energia para a compressão, para a redução das perdas de pressão e para a utilização de conceitos de manutenção económica. Os sistemas inteligentes também desempenham um papel importante na monitorização contínua do desempenho das instalações. No entanto, a recuperação de calor continua a oferecer, de longe, o maior potencial para aumentar a eficiência.
Fontes de calor na compressão do ar de processo
Uma parte considerável da energia utilizada na fase de compressão é convertida em energia térmica. A compressão do ar gera temperaturas muito elevadas no lado da descarga - atingindo temperaturas de até 280 °C quando é utilizado um compressor de parafuso, por exemplo. Sem recuperação térmica, os ventiladores descarregam o calor desnecessário para o ambiente. Uma parte da energia também passa do ar de processo através do sistema de tubagem para o ambiente.
Dependendo da instalação, pode, enquanto entidade exploradora, recuperar até 85% desta valiosa energia e abrir uma gama de outras aplicações operacionais para ela. A transferência de calor do ar para o meio de transporte, a água, assegura a flexibilidade necessária. Isto é realizado por permutadores de calor especiais, diretamente a jusante do estágio do compressor no circuito de ar de processo. Arrefecem o ar e transferem o calor para o meio de transporte, a água. Uma parte menor da energia utilizada acumula-se sob a canópia do compressor, na forma de calor. O motor, o silenciador e o compressor emitem calor, por exemplo, devido a perdas por fricção, para o ar. O ar de exaustão atinge temperaturas entre 30 e 60 °C. Pode ser utilizado sem conversão adicional para aquecer instalações de escritórios ou áreas de produção próximas. Para o efeito, a AERZEN equipa os seus sobrepressores e compressores com condutas de exaustão. Estes reúnem o calor, que depois entra nas divisões ligadas através de abas controladas.
Soluções técnicas para a recuperação térmica
O próprio ar de processo tem o maior potencial de recuperação térmica. Em muitas aplicações, o ar passa por várias fases de tratamento após o compressor. Filtros, pós-refrigeradores e secadores alinham as propriedades do ar com os requisitos do respetivo processo. Os componentes-chave para a recuperação térmica são os pós-refrigeradores. O ar quente do processo flui à sua volta. As variantes de conceção água-ar são adequadas para gamas de temperatura particularmente elevadas. Transferem a energia térmica do ar para a água mais fria. As entidades exploradoras podem utilizar diretamente esta água aquecida nos seus processos ou transferir a energia para outro meio.
O aquecimento ambiente, o tratamento de água quente e o calor de processo são as áreas de aplicação mais comuns nas empresas do setor alimentar. A AERZEN confia em permutadores de calor de feixe de tubos compactos para os seus pós-refrigeradores com recuperação térmica. O fluido comprimido flui através dos tubos de refrigeração. Estes, por sua vez, são rodeados por água de arrefecimento que flui na direção oposta. Esta conceção é otimizada em termos de caudal e provoca apenas uma queda de pressão mínima no sistema de ar de processo. Isto, por sua vez, contribui para a eficiência global, uma vez que os sobrepressores ou compressores têm de compensar a perda de pressão, consumindo energia adicional. Os potentes circuitos de ar de processo fornecem, de forma fiável, ar comprimido com a qualidade necessária. Com a recuperação térmica integrada, também ganham notas máximas em termos de eficiência energética e sustentabilidade. Uma condição prévia para tal é o ajuste preciso dos componentes individuais a um sistema global. Por isso, a AERZEN não deixa nada ao acaso quando se trata de permutadores de calor, utilizando uma ferramenta de conceção para consultoria. Seleciona o aparelho certo para instalações novas e antigas de várias dimensões.
Tornar o calor residual utilizável
A recuperação térmica através da transferência de energia do ar de processo para a água é um passo importante. Mas o potencial de poupança só se torna financeira e ecologicamente viável quando se faz uma utilização ideal da energia recuperada. Deve ser identificada a necessidade de calor do(s) processo(s) que melhor pode(m) ser fornecido(s) com energia. Para a sua seleção, devem ser observados vários critérios:
- Proximidade espacial entre a fonte e o dissipador de calor
- Fornecimento fiável do processo recetor
- Sincronização da produção e da necessidade de calor
- Diferença de temperatura suficiente entre os meios
Aplicações para calor de processo
Quase todas as instalações podem utilizar o calor recuperado para instalações sanitárias ou para aquecimento. A níveis de temperatura entre 70 e 90°C, a água pode mesmo substituir uma caldeira de aquecimento como fonte de calor. Além disso, muitas aplicações de processo para água quente e vapor podem ser encontradas na indústria de produção de alimentos, entre outras:
- Aquecimento
- Limpeza
- Pasteurização
- Esterilização
Aqui, a energia recuperada da instalação de ar de processo é normalmente utilizada para pré-aquecer o meio. Se o nível de temperatura da água de arrefecimento descer abaixo da temperatura alvo para o meio de processo, a solução não pode substituir completamente o gerador de calor principal. No entanto, a utilização do calor recuperado permite-lhe poupar imediatamente nos custos energéticos. Para transferências eficientes, a diferença de temperatura entre a água do permutador de calor e o meio alvo deve ser de pelo menos 5, ou melhor ainda, 10 kelvin. É importante que a recuperação térmica possa fornecer calor aos processos ligados de forma tão contínua quanto possível. Desta forma, os custos de instalação dos permutadores de calor e das tubagens são compensados de forma particularmente rápida. Isto torna o sistema uma opção atrativa, mesmo para pequenas instalações em funcionamento contínuo.
O fluxo de calor de recuperação contínua oferece um potencial adicional no novo planeamento e investimento de substituição do gerador de calor principal para o processo alvo. O fornecimento estável de calor permite-lhe reduzir as reservas de capacidade para picos de necessidade de calor em conformidade. Se, por outro lado, o calor da instalação de ar de processo não for fornecido de forma estável, necessitará, enquanto entidade exploradora, de um gerador de vapor mais eficiente. Os intervalos de tempo entre a produção de calor e a sua utilização exigem um armazenamento intermédio dispendioso, associado a grandes perdas. As condições estruturais são outro critério para selecionar o dissipador de calor. Os longos percursos de transporte entre a recuperação térmica e o processo provocam custos de linha mais elevados e perdas de energia no percurso de transporte.
São necessárias soluções integradas
Os circuitos de ar de processo sustentáveis têm agora um sistema integrado de recuperação térmica. As vantagens económicas e ecológicas consideráveis compensam o investimento gerível num prazo muito curto. Isto permite que as entidades exploradoras continuem a fazer uma utilização económica a longo prazo das suas instalações mais antigas. As possibilidades de subvenção, como as oferecidas pelo BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Arbeit) com o seu programa de financiamento para uma maior eficiência energética, podem contribuir para uma amortização ainda mais rápida. O âmbito das medidas elegíveis vai desde a adaptação dos controlos do sistema principal e dos permutadores de calor até às novas instalações concebidas. A utilização de permutadores de calor de alta qualidade e de comandos na fonte de calor não é suficiente para conceber um sistema eficaz de recuperação de calor. A integração dos processos do utilizador é, pelo menos, igualmente importante. Apenas a interligação eficiente de fontes e dissipadores de calor terá um efeito decisivo na eficiência de todo o sistema.
A AERZEN oferece consultoria, acessórios e manutenção a partir de uma única fonte, utilizando como base os próprios dispositivos de recuperação térmica da empresa. Podem ser adaptados de forma flexível, permitindo assim a otimização energética de instalações mais antigas. É assim que a AERZEN cumpre o seu objetivo de criar valor acrescentado a longo prazo para os seus clientes com os seus sistemas de ar de processo. Os especialistas em aplicações internos apoiam os clientes no dimensionamento de componentes. A AERZEN também instala a sua solução de monitorização do sistema a pedido dos clientes. Fornece a informação em tempo real necessária para uma operação e manutenção otimizadas.
