Recuperar calor de la compresión de aire

El siguiente es un extracto del artículo Recuperar el calor de la compresión del aire por Deepak Vetal, gerente de marketing de productos, tornillo sin aceite, centrífugo y aire a alta presión, Atlas Copco Compressors. La versión completa se puede leer en línea o en la edición de septiembre de Procesamiento químico .

Los fabricantes enfrentan mandatos más estrictos para restringir las emisiones de dióxido de carbono. La recuperación del subproducto de calor del aire comprimido es un proceso que las plantas pueden tomar para ayudar a reducir las emisiones de CO2 y el riesgo de sanciones por no cumplir con los estándares ambientales emergentes. Si lo hace, también disminuirá el costo total del ciclo de vida.

En la compresión de aire, la energía eléctrica utilizada para comprimir el aire se transforma en calor. Sin embargo, no es la única fuente de energía durante la compresión de aire. Otra fuente importante es la humedad contenida en el aire que ingresa a la entrada del compresor. Después de la compresión, esta humedad se condensa en líquido a medida que el aire se enfría en el interenfriador y el posenfriador. En el proceso de enfriamiento de este aire, el calor latente de la condensación se libera en el agua de enfriamiento. (La cantidad de calor latente de condensación depende de la temperatura y la humedad relativa del aire de admisión).

El proceso de comprimir el aire incluye varios casos en los que se genera calor y se transfiere al sistema de agua de refrigeración. Parte del calor de la compresión pasa al agua de refrigeración alrededor de los elementos de compresión a través de las camisas de refrigeración de los elementos; una cantidad significativa de calor se libera al sistema de agua de enfriamiento de los enfriadores. Además, el calor extraído del aceite caliente en el enfriador de aceite se descarga en el sistema de agua de refrigeración.

El porcentaje de energía eléctrica recuperable depende de las condiciones de funcionamiento del compresor. La temperatura del aire de admisión, la humedad relativa, la temperatura y la presión del agua juegan un papel importante.

Parte de la energía se pierde debido a las ineficiencias del motor, a través de la radiación de componentes como el elemento y el enfriador, y en el calor residual y el calor de condensación que queda en el aire de salida.

Si combinamos todos estos factores en una vista general (Figura 1), el resultado neto es que, para condiciones industriales típicas, podemos recuperar el 90-95% de la energía eléctrica de entrada. Y en condiciones específicas, es posible recuperar más del 95%. Un sistema de recuperación de energía utiliza esta energía para producir agua caliente.

Conceptos básicos de recuperación de energía

Los compresores equipados con tecnología de recuperación de energía cuentan con un circuito de agua de refrigeración modificado para garantizar la recuperación de la mayor cantidad de energía posible a la temperatura más alta posible. El circuito de enfriamiento fluye a través del enfriador de aceite, luego a través de las camisas de los elementos de compresión y finalmente a través de los enfriadores. El agua que sale de un compresor con recuperación de energía puede estar tan caliente como 194°F; la temperatura se puede regular para cumplir con los requisitos del proceso.

Una unidad de control diseñada específicamente para sistemas de recuperación de energía (Figura 2) puede transferir la energía recuperada mientras ofrece una protección óptima del compresor. La unidad de control se instala entre el compresor de aire y el circuito separado de agua de refrigeración, creando un circuito de recuperación de energía completamente independiente y cerrado.

La unidad de control de recuperación de energía puede gestionar la energía recuperable y el flujo de agua de varios compresores, hasta su límite máximo de energía suministrada. La unidad a menudo viene con varias características de seguridad, un sistema de desaireación, una válvula de alivio de presión y una válvula de expansión que controla la presión en el sistema de agua.

Sigue leyendo...

Puede leer el artículo completo sobre el proceso y los beneficios de recuperar calor de los compresores aquí. Para obtener más información sobre la línea de compresores de Atlas Copco y los ahorros de energía que ofrecen, comuníquese con nuestros expertos hoy o deje un comentario a continuación.