Guía para la recuperación de calor del sistema de aire de los compresores de aire

El coste de la electricidad parece subir cada año, por lo que no es de extrañar que las empresas busquen nuevas formas de reducir su consumo energético. Sabía que su compresor de aire puede ayudarle a ahorrar energía?

Muchas empresas consideran el aire comprimido uno de sus servicios más caros. La electricidad para hacer funcionar un compresor de aire puede suponer el 76% del coste total de un compresor.

¿Y si pudiera recuperar parte de ese gasto?

Un sistema de recuperación de calor del aire comprimido puede ayudarle a reducir su consumo total de energía. Ahorrará dinero y reducirá su consumo de electricidad. También dispondrá de una fuente de calefacción alternativa estable y reducirá sus emisiones de gases de efecto invernadero.

Los compresores de aire pueden generar mucho calor. Por ejemplo, un compresor de aire de 25 caballos puede generar calor suficiente para calentar una casa.

Pero la mayor parte de este calor se desperdicia. De hecho, sólo el 4% del calor producido por un compresor de aire acaba en el aire comprimido. El 96% restante se desperdicia.

A modo de ejemplo, he aquí un desglose del equilibrio térmico dentro de un compresor de aire rotativo típico:

Potencia de entrada: 100%.

Calor total recuperable: 94

Calor del motor eléctrico: 9%

Calor del enfriador de aceite: 72%

Calor recuperable del refrigerador posterior: 13%

Pérdida total de calor: 6%.

Pérdida por radiación: 2%.

Calor remanente en el aire comprimido: 4%

La industria ha avanzado mucho en la recuperación de este calor para otros usos. Hoy en día, más del 90% del calor generado por un compresor de aire puede recuperarse. Las empresas lo utilizan para calentar agua, sustituir sus hornos, secar pintura y cocinar alimentos.

El calor de los compresores de aire se utiliza sobre todo para calentar y secar procesos. Los fabricantes de productos químicos y las empresas alimentarias también lo utilizan cada vez más.

El calor recuperado también se utiliza para calentar espacios. Las empresas pueden conectar su compresor a los conductos de calefacción, ventilación y aire acondicionado para evitar otros costes de calefacción. Algunas empresas incluso utilizan el calor sobrante para calentar alimentos y bebidas.

¿Cuánta energía puede ahorrar con la recuperación de calor del sistema de aire comprimido?

Para muchas empresas, la calefacción y la refrigeración son uno de los costes de funcionamiento más caros. Una oficina típica del norte de EE.UU. puede gastar casi el 40% de su electricidad en calefacción. Y no se trata sólo de calefacción. La mayoría de las empresas emplean otro 6% de su electricidad en calentar agua.

En muchas industrias, la demanda de calefacción es aún mayor. El vapor y la calefacción de procesos pueden consumir más energía que la calefacción de espacios.

Con estos costes, es fácil ver cómo la recuperación de calor de un compresor de aire puede suponer un importante ahorro de costes. Por ejemplo, un compresor de aire con recuperación de calor en el Reino Unido puede ahorrar a las empresas más de 12.000 libras.

Pero los precios de los servicios públicos varían de un lugar a otro. También cambian con el tiempo. En lugar de un precio fijo, considere cuánta energía puede ahorrar. Esto le ayudará a hacerse una idea más precisa de su ahorro potencial.

Por ejemplo, un compresor pequeño puede consumir sólo 15 kilovatios de electricidad. Pero ese compresor podría generar 24.000 kilovatios hora útiles de calor al año.

Si su electricidad cuesta sólo 0,10 $ por kilovatio hora, ahorraría más de 2.400 $ al año. Si el coste de la electricidad subiera a 0,15 dólares por kilovatio hora, el ahorro también aumentaría.

Disponibilidad típica de calor de los compresores

Un estudio reciente realizado en EE.UU. estudió la recuperación del calor de los hornos, que generan menos exceso de calor que los compresores de aire. Recuperar este calor, ¿podría ayudar también a reducir las facturas?

El estudio concluye que la recuperación del calor de los hornos ahorraría a las empresas más de 20 millones de dólares. Las empresas utilizarían 1 millón de MMBtu al año menos de gas natural. También reducirían las emisiones de dióxido de carbono en 182.000 toneladas métricas.

Los resultados están claros. Recuperar calor puede beneficiar tanto al medio ambiente como a su cuenta de resultados.

Cómo calcular el ahorro que supone recuperar calor

A nivel nacional, recuperar el calor de los compresores de aire puede ahorrar una cantidad significativa de dinero. Pero, ¿y en su empresa?

Hablar con un especialista en compresores es la forma más eficaz de aprender sobre la recuperación de calor. Puede encontrar un especialista de servicio local a través de Quincy Compressor. Podemos ayudarle a comprender cuánto calor genera su compresor y también sugerirle equipos que le permitirán recuperar este calor.

También puede calcular cuánto calor podrá recuperar. Esto le dará una idea de su ahorro potencial. Un auditor energético puede ayudarte a afinar tus estimaciones más adelante.

Para determinar su ahorro individual, necesitará los siguientes datos:

• • CV del compresor:es la potencia en el eje del compresor. Suele ser ligeramente superior a la potencia del motor. Compruebe las especificaciones de su equipo para encontrar los CV.
  • Horas de funcionamiento del compresor:Es el tiempo total de funcionamiento del compresor. Puede calcular las horas de funcionamiento por mes o por año. Utilizar el número anual de horas de funcionamiento puede ayudarle a ajustar las variaciones estacionales.
  • Unidad de combustible:Necesitarás saber qué unidad de combustible considera tu compañía eléctrica. Los kilovatios hora, los pies cúbicos, los galones y las termias son unidades comunes de combustible.
  • Coste de una unidad de combustible:

La mayoría de las compañías cobran por unidad de combustible utilizado. Puede ser el precio por kilovatio hora, pie cúbico o galón. Si el coste del combustible varía en función de la estación, el pico de consumo o la hora del día, puede ser útil utilizar una media.

Estimación del ahorro energético

Para esta fórmula, deberá conocer la potencia del eje de su compresor y las horas de funcionamiento. También necesitarás tener una idea de cuánto calor puedes recuperar.

El porcentaje de calor recuperable de un compresor refrigerado por aire suele ser como mínimo del 70%. En el caso de un compresor refrigerado por agua, es más habitual entre el 50% y el 60%. Con algunos modelos de compresor, se puede recuperar más del 90 por ciento del calor generado.

Para calcular el ahorro de energía derivado de la recuperación de calor, utiliza la siguiente fórmula:

Ahorro energético = (CV del compresor) * (2.545 Btu/CV-hora) * (Horas de funcionamiento) * (Porcentaje de calor recuperable)

Por ejemplo, supongamos que tiene un compresor de 100 CV que funciona 40 horas a la semana. Está refrigerado por aire y crees que podrás recuperar alrededor del 70% del calor que genera.

(100 CV) * (2.545 Btu) * (2080 horas al año) * (,70 de calor recuperado) = 370.552.000 Btu de calor recuperado al año

Estimación del ahorro

Ya sabe que puede recuperar hasta 370.552.000 BTU de calor al año de su compresor de 100 CV. Entonces, ¿cuánto le puede ahorrar la recuperación de este calor?

Para calcular el ahorro de costes, necesitarás otra fórmula:

Ahorro de costes ($/año) = (Btu/año de ahorro energético) / (Btu/unidad de combustible) * (coste de la unidad de combustible)

Si no estás seguro de cuál es el Btu de una unidad de combustible, Think Energy tiene una lista de conversiones para las unidades más comunes. También hay muchas calculadoras disponibles para el Btu de diferentes unidades de combustible.

Supongamos que su principal fuente de energía es la electricidad. La electricidad cuesta 0,14 céntimos por kilovatio hora. Para nuestro ejemplo anterior de un compresor de 100 caballos de potencia, la ecuación será:

(370.552.000 de ahorro energético) / (3.412 Btu/kilovatio hora) * (,14 por kilovatio hora) = 15.204,36 dólares de ahorro al año

Así, si recupera el calor de su compresor de aire, podrá ahorrar a su empresa más de 15.000 dólares al año en costes de electricidad.

¿Cuánto calor se puede recuperar de los distintos tipos de compresores?

Todos los compresores transforman la energía en calor y la mayoría pueden adaptarse para recuperar este calor. Pero algunos compresores son más eficientes que otros.

La tecnología de recuperación de calor ha avanzado en los últimos años. Hoy se puede recuperar más del 90% del calor generado por un compresor de aire.

En la práctica, recuperar el porcentaje máximo puede no ser rentable. El equipo de recuperación de calor necesario puede superar el ahorro potencial. Es posible que su empresa no pueda utilizar la cantidad de calor recuperado. O el tiempo en que genera calor no coincide con el tiempo en que lo necesita.

Los porcentajes más realistas de recuperación de calor se sitúan entre el 50% y el 80%. La cantidad de calor recuperado depende del tipo de compresor y del método de refrigeración.

Compresores refrigerados por aire

Los compresores refrigerados por aire son uno de los compresores de aire más comunes. Por término medio, se puede recuperar el 72% del calor generado por los compresores refrigerados por aire. La mayoría de las veces, el calor de un compresor refrigerado por aire se utiliza para calefacción. A veces también se utiliza para el calentamiento de procesos.

Compresores refrigerados por agua

Los compresores refrigerados por agua también generan calor que puede recuperarse. El calor de los compresores refrigerados por agua es una opción excelente para calentar fluidos. Esto se debe a que el intercambio de calor entre fluidos es más eficaz. Suele utilizarse para el calentamiento de procesos. Se puede recuperar entre el 50% y el 60% del calor generado.

Las mejores empresas para un sistema de recuperación de calor del aire comprimido

La recuperación de calor no sólo depende del equipo. También tendrás que tener en cuenta tus necesidades de calor.

Algunas empresas tienen una demanda constante de calor. Las empresas que utilizan calefacción de procesos entran en esta categoría. Otras tienen una necesidad de calor estacional o variable.

Hágase las siguientes preguntas:

• ¿Sus necesidades aumentan a determinadas horas del día?
• ¿Es una necesidad estacional?
• ¿Es realista canalizar el calor hacia donde se necesita?

Tenga en cuenta estos elementos de su demanda de calefacción:

• Cuánto calor necesita su empresa
• El tipo de calor que necesita (calentamiento de procesos, secado, vapor, calefacción)
• El momento y el lugar en que se genera el calor
• El tiempo y la localización del calor necesario

La recuperación de calor de un sistema de aire comprimido es muy útil para las empresas que utilizan calor de proceso. Las empresas que utilizan calor de proceso con regularidad pueden simplemente redirigir el calor del aire comprimido.

Los fabricantes de productos químicos se encuentran en una posición ideal para aprovechar el calor recuperado. Las empresas de la industria alimentaria también pueden utilizar fácilmente el calor recuperado. Los galvanizadores y los talleres de pintura también utilizan con frecuencia el calor recuperado para el secado.

Las empresas que no utilizan la calefacción de procesos también pueden recuperar el calor de los compresores de aire. Estas empresas suelen utilizar el calor para calefacción. Sin embargo, estas empresas deben tener en cuenta la demanda estacional de calefacción.

Por último, muchas empresas recuperan el calor de los compresores refrigerados por agua para calentar agua. El intercambio de fluidos es una de las formas más eficientes de recuperar calor.

Equipo necesario para recuperar el calor de los compresores de aire

El primer paso para recuperar el calor de su compresor es ponerse en contacto con un especialista en compresores.

Estos especialistas evaluarán su compresor y sus necesidades de calor. Le ayudarán a determinar la forma más eficaz de recuperar calor de su compresor.

Muchos auditores también pueden recomendar otras formas de hacer que su compresor de aire sea eficiente desde el punto de vista energético. Estas técnicas pueden incluir:

• Sellado de fugas
• Cambiar el psi de su máquina
• Cambios programados

En la mayoría de los casos, la recuperación de calor requerirá equipos adicionales o adaptaciones. Algunos compresores nuevos se venden con opciones de recuperación de calor. Si necesita adaptar su compresor, el coste del equipo suele ser inferior al ahorro potencial. A continuación se indican dos de los tipos más comunes de cambios que puede realizar:

• Si desea recuperar calor para calefacción, tendrá que conectar el compresor a un sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Esto suele hacerse conectando la descarga del compresor a los conductos. La mayoría de las empresas instalan amortiguadores al mismo tiempo. Cuando el calor no sea necesario, puede descargar el exceso de calor a través de un tubo de escape externo.

La instalación de conductos es un proceso relativamente sencillo. Si aún no están instalados, es importante instalar controles HVAC. El calor descargado a través de los conductos puede alcanzar hasta 176 F. Estos controles desviarán el exceso de calor a la atmósfera.

• Elcalentamiento de agua con calor recuperado es más eficaz con un compresor refrigerado por fluido. Es más eficaz cuando el compresor está refrigerado por fluido. La transferencia de calor de fluido a fluido es más eficaz que la transferencia de calor de aire a fluido.

Para recuperar el calor de un compresor de aire refrigerado por agua, necesitará un intercambiador de agua. Los intercambiadores de calor de fluido a fluido utilizan un fluido de intercambio de calor que circula por tuberías. Absorben el calor del refrigerador del compresor y lo transfieren al líquido deseado.

A muchas empresas les preocupa la transferencia de material entre el compresor y el fluido calentado. Pero el riesgo de transferencia de productos químicos o partículas es mínimo o nulo. De hecho, puede utilizar su compresor para calentar agua potable. Esto se debe a que los intercambiadores de calor tienen barreras entre el fluido de origen y el líquido calentado. Estas barreras pueden ser de pared simple o doble.

Utilización del calor recuperado para múltiples fines

Algunas empresas deciden utilizar el calor recuperado para más de un fin. Si lo hace, necesitará un equipo para pasar de un uso a otro. Instalar este equipo puede ser una buena opción si sus necesidades de calor cambian a lo largo del año.

Por ejemplo, algunas empresas utilizan el calor recuperado para calefacción en invierno. En verano, utilizan el calor recuperado para calentar agua o secar pintura.

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Primeros pasos para recuperar el calor de un compresor de aire

Uno de los primeros pasos es ponerse en contacto con un especialista en aire comprimido para que le ayude a determinar si un sistema de recuperación de calor para compresores de aire es la opción adecuada para usted.

Para empezar a reducir su consumo de energía, póngase en contacto con Quincy Compressor hoy mismo. Nuestros representantes de servicio le ayudarán a evaluar su sistema y recomendar maneras que usted puede recuperar el calor de ella.