Guía sobre la recuperación de calor de los sistemas de aire a partir de compresores de aire

El coste de la electricidad parece aumentar cada año, por lo que no es de extrañar que las empresas estén buscando nuevas formas de reducir su consumo energético. ¿Sabías que tu compresor de aire puede ayudarte a ahorrar energía?

Muchas empresas consideran el aire comprimido entre sus servicios más caros. La electricidad para hacer funcionar un compresor de aire puede representar el 76 por ciento del coste total de un compresor.

¿Y si pudieras recuperar parte de ese gasto?

Un sistema de recuperación de calor por aire comprimido puede ayudarte a reducir tu consumo total de energía. Ahorrarás dinero y reducirás tu consumo eléctrico. También tendrás una fuente alternativa estable de calefacción y reducirás tus emisiones de gases de efecto invernadero.

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

Pero la mayor parte de ese calor se desperdicia. De hecho, solo el 4 por ciento del calor producido por un compresor de aire termina en el aire comprimido. ¡El otro 96 por ciento está desperdiciado!

Por ejemplo, aquí tienes un desglose del balance térmico dentro de un compresor rotativo de aire típico:

Potencia de entrada: 100%

Calor Total de los Reclaimables: 94%

Calor del motor eléctrico: 9%

Calor del enfriador de aceite: 72%

Calor recuperable del post-enfriador: 13%

Total de calor perdido: 6%

Pérdida de radiación: 2%

Calor restante en el aire comprimido: 4%

Las industrias han logrado grandes avances en recuperar este calor para otros usos. Hoy en día, más del 90 por ciento del calor generado por un compresor de aire puede recuperarse. Las empresas lo utilizan para calentar agua, cambiar sus calderas, secar pintura y cocinar alimentos.

El calor de los compresores de aire se utiliza principalmente para el calentamiento y secado de procesos. También se está volviendo popular entre fabricantes de productos químicos y empresas alimentarias utilizar su calor recuperado.

El calor recuperado también se utiliza en la calefacción de ambientes. Las empresas pueden conectar su compresor a los conductos de climatización para evitar otros costes de calefacción en el espacio. Algunas empresas incluso utilizan su calor excesivo para calentar alimentos y bebidas.

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

Para muchas empresas, la calefacción y la refrigeración son uno de los costes operativos más costosos. Una oficina típica en el norte de Estados Unidos puede gastar casi el 40 por ciento de su electricidad en calefacción. Y no es solo calefacción de espacio. La mayoría de las empresas consumen otro 6 por ciento de su electricidad para calentar agua.

Para muchas industrias, la demanda de calefacción es aún mayor. El vapor y la calefacción por proceso pueden requerir un mayor consumo energético que la calefacción de espacios.

Con estos costes, es fácil ver cómo recuperar el calor de un compresor de aire puede suponer un ahorro significativo. 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 varían entre ubicaciones. También cambian con el tiempo. En lugar de un precio fijo, piensa en cuánta energía puedes ahorrar. Esto te ayudará a tener la idea más precisa de tus posibles ahorros.

Por ejemplo, un compresor pequeño podría consumir solo 15 kilovatios de electricidad. Pero ese compresor podría generar 24.000 kilovatios-hora útiles de calor cada año.

Si tu electricidad cuesta solo 0,10 dólares por kilovatio hora, ahorrarías más de 2.400 dólares al año. Si los costes de la electricidad suben a 0,15 dólares por kilovatio-hora, el ahorro también aumentaría.

Disponibilidad típica de calor de los compresores

Un estudio reciente en EE. UU. analizó la recuperación de calor de los hornos, que generan menos calor excedente que los compresores de aire. ¿Podría recuperar este calor también ayudar a reducir las facturas de los servicios?

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

Los resultados son claros. Recuperar el calor puede beneficiar tanto al medio ambiente como a tus beneficios.

Cómo calcular tus ahorros de costes al recuperar calor

A nivel nacional, recuperar el calor de los compresores de aire puede ahorrar una cantidad significativa de dinero. ¿Pero qué pasa con tu negocio?

Hablar con un especialista en compresores es la forma más eficaz de aprender sobre la recuperación de calor. Puedes encontrar un especialista local en servicio a través de Quincy Compressor. Podemos ayudarte a entender cuánto calor genera tu compresor y también sugerirte equipos que te permitan recuperar ese calor.

También puedes estimar cuánto calor podrás recuperar. Esto te dará una idea de tus posibles ahorros. Un auditor energético puede ayudarte a perfeccionar tus estimaciones más adelante.

Para determinar tus ahorros individuales, necesitarás la siguiente información:

• • Potencia del compresor:Esta es la potencia del eje del compresor. Normalmente es un poco mayor que la potencia del motor. Consulta las especificaciones de tu equipo para encontrar la potencia de potencia.
  • Horario de funcionamiento del compresor:Este es el tiempo total que tu compresor opera. Puedes calcular las horas de funcionamiento tanto por mes como por año. Utilizar el número anual de horas trabajadas puede ayudarte a ajustar las variaciones estacionales.
  • Unidad de combustible:Necesitarás saber qué considera tu compañía eléctrica como una unidad de combustible. Los kilovatios hora, pies cúbicos, galones y termas son unidades comunes de combustible.
  • Coste de una unidad de combustible:

La mayoría de las compañías eléctricas cobran por la unidad de combustible utilizada. Esto puede ser el precio por kilovatio-hora, pie cúbico o galón. Si el coste del combustible varía según la temporada, el consumo máximo o la hora del día, puede ser útil usar una media.

Estimación del ahorro energético

Necesitarás conocer la potencia del eje del compresor y las horas de funcionamiento para esta fórmula. También tendrás que tener una idea de cuánta calor puedes recuperar.

El porcentaje de calor recuperable para un compresor refrigerado por aire suele ser al menos del 70 por ciento. Para un compresor refrigerado por agua, el 50 a 60 por ciento es más común. Con algunos modelos de compresores, puedes recuperar más del 90 por ciento del calor generado.

Para calcular tu ahorro energético al recuperar calor, utilizarás la siguiente fórmula:

Ahorro energético = (Compresor bhp) * (2.545 Btu/bhp-hora) * (Horas de funcionamiento) * (Porcentaje de calor recuperable)

Por ejemplo, imagina que tienes un compresor de 100 hp que funciona 40 horas a la semana. Está refrigerado por aire, y crees que podrás recuperar alrededor del 70 por ciento del calor que genera.

(100 bhp) * (2.545 Btu) * (2080 horas al año) * (0,70 calor recuperado) = 370,552,000 Btu de calor recuperado al año

Estimación de ahorros de costes

Así que sabes que puedes recuperar hasta 370.552.000 Btu de calor cada año de tu compresor de 100 caballos de potencia. ¿Cuánto puede ahorrarte recuperar este calor?

Para calcular tus ahorros, necesitarás una fórmula más:

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 unidades comunes. También hay muchas calculadoras disponibles para el Btu de diferentes unidades de combustible.

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

(370.552.000 ahorro energético) / (3.412 Btu/kilovatio-hora) * (0,14 por kilovatio-hora) = 15.204,36 dólares de ahorro al año

Así que si recuperas el calor de tu compresor de aire, podrás ahorrar a tu negocio más de 15.000 dólares al año en costes eléctricos.

¿Cuánta calor se puede recuperar de diferentes tipos de compresores?

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

La tecnología de recuperación de calor ha avanzado en los últimos años. Hoy en día, más del 90 por ciento del calor generado por un compresor de aire puede recuperarse.

En la práctica, recuperar el porcentaje máximo puede no ser rentable. El equipo de recuperación de calor necesario puede superar el ahorro potencial. Puede que tu empresa no pueda aprovechar la cantidad de calor recuperada. O el tiempo que generas calor no coincide con los momentos en que necesitas calor.

Los porcentajes más realistas de recuperación de calor están entre el 50 y el 80 por ciento. La cantidad de calor recuperada depende del tipo de compresor y del método de refrigeración.

Compresores refrigerados por aire

Los compresores refrigerados por aire son uno de los más comunes. De media, puedes recuperar el 72 por ciento del calor generado por compresores refrigerados por aire. La mayoría de las veces, el calor de compresores refrigerados por aire se utiliza para la calefacción de espacios. También se utiliza a veces para calentar por procesos.

Compresores refrigerados por agua

Los compresores refrigerados por agua también generan calor que puede recuperarse. El calor de compresores refrigerados por agua es una excelente opción para calentar fluidos. Esto se debe a que el intercambio de calor fluido a fluido es más eficiente. A menudo se utiliza para calentar por procesos. Puedes esperar recuperar entre el 50 y el 60 por ciento del calor generado.

Mejores empresas para un sistema de recuperación de calor por aire comprimido

Más que solo tu equipo afecta a la recuperación de calor. También tendrás que tener en cuenta tus necesidades de calor.

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

Hazte las siguientes preguntas:

• ¿Tu necesidad pica en ciertos momentos del día?
• ¿Es una necesidad estacional?
• ¿Es realista canalizar la calefacción hasta donde se necesita?

Considera estos elementos de tus necesidades de calefacción:

• Cuánto calor necesita tu empresa
• El tipo de calor que necesitas (calentamiento por procesos, secado, vapor, calefacción de espacio)
• El momento y el lugar del calor generado
• El momento y la ubicación del calor necesarios

La recuperación de calor de un sistema de aire comprimido es más útil para empresas que utilizan calor de proceso. Las empresas que utilizan calefacción por procesos regularmente pueden simplemente redirigir el calor del aire comprimido.

Los fabricantes de productos químicos están en una posición ideal para aprovechar el calor recuperado. Las empresas del sector alimentario también pueden aprovechar fácilmente el calor recuperado. Los galvanochapadores y los talleres de pintura también utilizan con frecuencia el calor recuperado para el secado.

Las empresas que no utilizan calefacción por proceso también pueden recuperar calor de los compresores de aire. Estos negocios suelen utilizar la calefacción para la calefacción de los espacios. Sin embargo, estos negocios deberían tener en cuenta la demanda estacional de calefacción para espacios.

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

Equipos necesarios para recuperar el calor de los compresores de aire

El primer paso para recuperar el calor de tu compresor es contactar con un especialista en compresores.

Estos especialistas evaluarán tu compresor y tus necesidades de calor. Te ayudarán a determinar la forma más eficaz de recuperar el calor de tu compresor.

Muchos auditores también pueden recomendar otras formas de hacer que tu compresor de aire sea más eficiente energéticamente. Estas técnicas pueden incluir:

• Sellado de fugas
• Cambiar la psi de tu máquina
• Cambios programados

La mayoría de las veces, recuperar calor requerirá equipos adicionales o adaptaciones. Algunos compresores más nuevos se venden con opciones de recuperación de calor. Si necesitas adaptar tu compresor, el coste del equipo suele ser menor que el ahorro potencial. Aquí tienes dos de los tipos de cambios más comunes que puedes realizar:

• Calefacción de espacio.Si planeas recuperar calor para calefacción de ambientes, tendrás que conectar tu compresor a un sistema HVAC. Esto suele hacerse conectando la salida del compresor al conducto. La mayoría de las empresas instalan amortiguadores al mismo tiempo. Cuando no se necesita calor, puedes descargar el exceso de calor a través de un escape externo.

Instalar conductos es un proceso relativamente sencillo. Si aún no están instalados, es importante instalar controles de climatización. La calefacción descargada por conductos puede alcanzar hasta 176 °F. Estos controles redirigen el exceso de calor hacia la atmósfera.

• Calentamiento de agua y calefacción por procesos.Calentar agua con calor recuperado es más eficaz con un compresor refrigerado por fluido. Lo mejor es cuando un compresor está refrigerado por fluido. La transferencia de calor fluido a fluido es más eficaz que la transferencia de calor aire-fluido.

Para recuperar calor de un compresor de aire refrigerado por agua, necesitarás un intercambiador de agua. Los intercambiadores de calor fluido a fluido utilizan un fluido de intercambio térmico que circula a través de tuberías. Absorben el calor del enfriador del compresor y luego transfieren ese calor al líquido deseado.

Muchas empresas se preocupan por transferir material entre el compresor y el fluido calentado. Pero hay poco o ningún riesgo de transferir productos químicos o partículas. De hecho, puedes usar tu compresor para calentar agua potable. Esto se debe a que los intercambiadores de calor tienen barreras entre el fluido fuente y el líquido calentado. Estas barreras pueden ser de pared simple o doble.

Uso de calor recuperado para múltiples propósitos

Algunas empresas optan por utilizar el calor recuperado para más de un propósito. Si haces esto, necesitarás equipo para cambiar de usos. Instalar este equipo puede ser una buena opción si tus necesidades de calefacción cambian a lo largo del año.

Por ejemplo, algunas empresas utilizan calor reciclado para calefacción de espacios en invierno. Durante el verano, pasan a usar calor recuperado para calentar agua o secar pintura.

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Da los primeros pasos para recuperar el calor de un compresor de aire

Uno de los primeros pasos es contactar con un especialista en aire comprimido para que te ayude a determinar si un sistema de recuperación de calor para compresor de aire es la opción adecuada para ti.

Para empezar a reducir tu consumo energético, contacta hoy mismo con Quincy Compressor . Nuestros representantes de servicio te ayudarán a evaluar tu sistema y te recomendarán formas de recuperar el calor de él.