Recuperar calor da compressão do ar

A seguir, um trecho do artigo Recuperar calor da compressão do ar por Deepak Vetal, gerente de marketing de produto, parafuso isento de óleo, centrífuga e ar de alta pressão, Compressores da Atlas Copco. A versão completa pode ser lida online ou na edição de setembro da Processamento químico .

Os fabricantes enfrentam mandatos mais rigorosos para restringir as emissões de dióxido de carbono. Recuperar o subproduto de calor do ar comprimido é uma etapa que as plantas de processo podem tomar para ajudar a reduzir as emissões de CO2 e o risco de penalidades por não atender aos padrões ambientais emergentes. Fazer isso também diminuirá o custo total do ciclo de vida.

Na compressão de ar, a energia elétrica usada para comprimir o ar é transformada em calor. No entanto, não é a única fonte de energia durante a compressão do ar. Outra fonte importante é a umidade contida no ar que entra na entrada do compressor. Após a compressão, essa umidade é condensada em líquido à medida que o ar é resfriado no intercooler e no pós-resfriador. No processo de resfriamento desse ar, o calor latente de condensação é liberado na água de resfriamento. (A quantidade de calor latente de condensação depende da temperatura e umidade relativa do ar de admissão.)

O processo de compressão do ar inclui vários casos em que o calor é gerado e transferido para o sistema de água de resfriamento. Parte do calor da compressão passa para a água de resfriamento ao redor dos elementos de compressão por meio das camisas de resfriamento do elemento; uma quantidade significativa de calor é liberada para o sistema de água de resfriamento dos resfriadores. Além disso, o calor removido do óleo quente no resfriador de óleo é descarregado no sistema de água de resfriamento.

A porcentagem de energia elétrica recuperável depende das condições de operação do compressor. A temperatura do ar de admissão, a umidade relativa, a temperatura e a pressão da água desempenham um papel importante.

Alguma energia é perdida através de ineficiências do motor, através da radiação de componentes como o elemento e o resfriador, e no calor residual e calor de condensação remanescente no ar de saída.

Se combinarmos todos esses fatores em uma visão geral (Figura 1), o resultado líquido é que, para condições industriais típicas, podemos recuperar de 90 a 95% da energia elétrica de entrada. E em condições específicas, é possível recuperar mais de 95%. Um sistema de recuperação de energia utiliza essa energia para produzir água quente.

Noções básicas de recuperação de energia

Os compressores equipados com tecnologia de recuperação de energia apresentam um circuito de água de resfriamento modificado para garantir a recuperação da maior quantidade possível de energia na temperatura mais alta possível. O circuito de resfriamento flui através do resfriador de óleo, depois pelas camisas dos elementos de compressão e, finalmente, pelos resfriadores. A água que sai de um compressor com recuperação de energia pode chegar a 194°F; a temperatura pode ser regulada para atender aos requisitos do processo.

Uma unidade de controle projetada especificamente para sistemas de recuperação de energia (Figura 2) pode transferir a energia recuperada enquanto oferece proteção ideal do compressor. A unidade de controle é instalada entre o compressor de ar e o circuito separado de água de resfriamento, criando um circuito de recuperação de energia completamente independente e fechado.

A unidade de controle de recuperação de energia pode gerenciar a energia recuperável e o fluxo de água de vários compressores — até seu limite máximo de energia fornecida. A unidade geralmente vem com vários recursos de segurança, um sistema de desaeração, uma válvula de alívio de pressão e uma válvula de expansão que controla a pressão no sistema de água.

Continue lendo…

Você pode ler o artigo completo sobre o processo e os benefícios da recuperação de calor dos compressores aqui. Para saber mais sobre a linha de compressores da Atlas Copco e a economia de energia que eles oferecem, entre em contato com nossos especialistas hoje mesmo ou deixe um comentário abaixo.