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Eficiencia en sistemas de aire comprimido.

De la energía total suministrada a un compresor, tan solo entre un 8% y un 10% puede ser convertida en energía útil que sea capaz de realizar un trabajo en el punto de uso. Esto nos da una idea de la importancia que tiene en estas instalaciones el hecho de tomar medidas que reduzcan el desperdicio, ahorrando energía y dinero.

¿Qué puntos hay que tener en cuenta a la hora de diseñar un sistema de aire comprimido eficiente?

Equipos compresores:

A la hora de adquirir un equipo compresor hay que tener en cuenta en que se va a utilizar el aire que genere y la demanda que se espere de él. La instalación de compresores eficientes que minimicen el gasto energético, como equipos de velocidad variable y gamas sin aceite son una buena opción de eficiencia energética.

Redes de distribución de aire:

Conocer de antemano la situación de los puntos de consumo de aire puede ayudar en la realización de un buen dimensionado de la red de distribución de aire. Además una buena instalación es de por si una buena medida de eficiencia energética.

Control de fugas:

Todos los sistemas de aire comprimido tienen fugas de aire, incluso los nuevos. La reducción de las fugas de aire es, en la mayoría de ocasiones, la acción más importante a tener en cuenta a la hora de generar ahorros energéticos. Hay que programar mantenimientos regulares para prevenir las fugas que se puedan producir en el sistema.

Control de la aspiración del aire:

Para un mejor rendimiento del compresor, el aire aspirado debe estar limpio y frío. El aire aumenta su volumen específico con la temperatura por lo que cuanto más caliente este, menor cantidad de aire se introduce en cada ciclo de compresión. Esto hace que disminuya el rendimiento del compresor. La situación inversa (menor temperatura) produce un efecto contrario, es decir, el aumento del rendimiento.

Recuperación de energía térmica:

La recuperación de calor de un compresor refrigerado por aire es bastante sencilla, el método más común es el empleo directo de la salida del aire de refrigeración para suplementar la calefacción de recintos. En su forma más simplificada significa colocar el compresor dentro de un área que precise calefacción. De esta manera puede recuperarse aire caliente para su posterior reutilización.

Control de los tiempos muertos de trabajo en vacío de los compresores:

Muchos compresores tienen la característica de funcionar alternando ciclos de carga y descarga. Los ciclos de carga son productivos, los de descarga no y en ellos el motor trabaja en vacío sin producir aire comprimido y demandando una potencia de aproximadamente el 20% de su potencia nominal.

Si se tienen en cuenta estos puntos, se podrá optimizar al máximo el sistema de aire comprimido y reducir las pérdidas durante su utilización.

Ejemplo práctico de recuperación energética en Sistemas Compresores

CompAir reduce los costes energéticos de una panadería

Sólo tres meses después de instalar los dos compresores L110S de velocidad fija y el compresor L132RS de velocidad variable, junto con el sistema de recuperación de calor de CompAir, un proveedor destacado de productos de panadería puede conseguir un ahorro de energía anual de aproximadamente 225 000 €, con una recuperación de la inversión en menos de dos años.

La compañía se embarcó recientemente en un periodo de inversión, con el objetivo de mejorar su equipamiento y procesos para asegurar niveles de producción constantes. El aire comprimido se usa a lo largo del proceso de producción, 24 horas al día, para ayudar a producir más de dos millones de productos panaderos cada semana. Los compresores de la planta ya existentes, que tenían más de 20 años, ya no producían una fuente de aire eficiente, así que la compañía optó por revisar su sistema de aire comprimido.

Compresor L132RSAire ineficiente
La panadería había usado con anterioridad cuatro compresores de velocidad fija, tres de ellos eran máquinas CompAir. Debido a su antigüedad y al hecho de que estuvieron funcionando constantemente, los compresores empezaban a ser ineficientes y caros de mantener.

Una inspección completa de aire, incluyendo una prueba de fugas, desveló que, con la instalación de tres nuevos compresores, así como de una unidad de regulación de velocidad, un sistema de recuperación de calor y una controladora SmartAir Master, el cliente podría beneficiarse de un ahorro energético considerable.

Los compresores L132RS, de velocidad variable, y L110, de velocidad fija, producen la cantidad adecuada de aire según las necesidades, lo que significa que los compresores siempre funcionan con una eficiencia óptima. La unidad develocidad fija adicional actúa como un compresor en espera que se utiliza durante trabajos esenciales de mantenimiento.

Además, la controladora SmartAir Master de CompAir ayuda a reducir el consumo de energía haciendo funcionar todos los compresores de la red en la banda de presión más estrecha. La capacidad de monitorización remota de la unidad permite que el operador visualice el funcionamiento del sistema y detecte cualquier error a través de un ordenador. También permite equilibrar las horas de funcionamiento para que ningún compresor se utilice más o menos que los demás.

Recuperación de calor
Normalmente, casi toda la energía que consume un compresor se convierte en calor y se pierde. Los tres compresores vienen de fábrica con intercambiadores de calor de placa deaceite a agua de CompAir, que permite recuperar hasta el 72% de la energía consumida. El sistema de recuperación de calor permite que la fuente de agua de la caldera de la compañía sea precalentada, lo que ayuda a reducir el consumo anual de gas natural de la compañía, ahorrando así aproximadamente 167 000 € al año.

Filtrado
Con el fin de cumplir con los estrictos requisitos de higiene de la industria alimentaria, es importante general aire limpio y seco. Por eso, la compañía decidió instalar un secador desecante con regeneración de vapor de CompAir, así como filtros y aceite adecuados para alimentos. El nuevo sistema proporcionará un ahorro de energía anual de aproximadamente 225 000 €, con una recuperación de la inversión en menos de dos años.

Recuperación de energía térmica en compresores

Para generar aire comprimido partimos de la conversión de energía eléctrica en energía mecánica. Esta energía mecánica es empleada por el compresor para «presionar» el aire. En este proceso no toda la energía mecánica pasa al aire comprimido, sino que una gran cantidad (del orden del 80 al 90%) se convierte en energía térmica. Esta energía térmica provoca que el compresor necesite un sistema de refrigeración, como mínimo para mantener su propia temperatura dentro de unos límites. Además, el aire comprimido obtenido también habrá de ser refrigerado. En total, alrededor del 95% de la energía inicial se transforma en calor.

Es posible instalar un recuperador de calor que recupere hasta el 80% de este calor. Y no sólo en máquinas nuevas. También es posible instalar fácilmente este sistema sobre el terreno  en cualquier compresor.

Se obtiene así agua caliente, que se puede utilizar para:

– procesos industriales,

– lavado,

– agua caliente sanitaria (ACS),

– calefacción,

– secado…

O aire caliente para soplado, etc.

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Si quiere conocer mejor cómo se puede adaptar este sistema a su sistema de producción, puede contactar con Suministros Airpres.