La gestión eficiente de la energía es una preocupación constante en la industria. La recuperación de calor se ha convertido en una estrategia esencial para reducir el gasto energético y mejorar la sostenibilidad. En este artículo, exploraremos a fondo los aspectos técnicos detrás de la recuperación de calor en estas instalaciones y cómo Atlas Copco ofrece soluciones avanzadas para optimizar este proceso.
Aprovechar la energía
Cuando los compresores de aire realizan su labor, se genera una cantidad sustancial de calor como resultado de la compresión adiabática del aire. De hecho, alrededor del 94% de la energía eléctrica consumida por las instalaciones de aire comprimido se convierte en calor, que normalmente se disipa al ambiente o se elimina mediante sistemas de refrigeración. Este calor no debe pasarse por alto y desaprovecharse, especialmente en un entorno industrial donde la eficiencia energética es esencial.
Comprender el sistema de enfriamiento de su compresor
Antes de decidirse a invertir en un sistema de recuperación de energía residual, es importante diferenciar entre compresores refrigerados por aire y compresores refrigerados por agua.
Compresores refrigerados por aire
La recuperación de energía en compresores refrigerados por aire es relativamente sencilla y económica, lo que lo hace adecuado incluso para compresores pequeños.
Compresores refrigerados por agua
Por otro lado, la recuperación de energía térmica en el caso de los compresores refrigerados por agua es un poco más complicada. Puede implicar componentes adicionales, como bombas, un intercambiador de calor (que es opcional en la mayoría de los compresores de Atlas Copco) y válvulas de control. Es por eso que solo tiene sentido económico para compresores de más de 22 kW. Sin embargo, el agua de refrigeración resultante puede generar agua caliente con una temperatura de hasta 90 °C, que puede utilizarse para una variedad de procesos.
Usos para el calor recuperado
Esto nos lleva al siguiente tema importante: ¿Qué puede hacer una empresa con el calor recuperado? En realidad, mucho. El ejemplo más obvio es utilizar el calor de un compresor refrigerado por aire para calentar una nave de producción u otro edificio. Sin embargo, esto está limitado por el tiempo requerido para la calefacción de espacios, es decir, durante el clima frío. Otros usos pueden ser el calentamiento de agua para lavanderías, limpieza industrial e instalaciones sanitarias.
El agua caliente o el vapor de un compresor refrigerado por agua tiene muchos usos versátiles en una amplia gama de industrias. Estos incluyen los siguientes sectores y aplicaciones:
Automoción (diversos procesos de producción),
Industria farmacéutica (secado y esterilización),
Alimentos y bebidas (pasteurización, secado y limpieza),
Textiles (colorantes),
Productos químicos (diversos procesos de refinería),
Electrónica (esterilización en sala blanca)
Y muchos más.
¿Cuánto puede ahorrar un sistema de recuperación de energía?
Es complejo predecir el porcentaje de ahorro de energía sin realizar una auditoría, ya que el ahorro de un sistema de recuperación de energía depende de una amplia gama de factores. Entre ellas se encuentran:
Los tipos y tamaños de compresores.
El uso de los compresores, dependiendo del proceso productivo, carga de trabajo, etc.
Qué tipo de refrigeración utilizan, aire, agua.
Sin embargo, en la mayoría de los casos, los ahorros son sustanciales y algunos sistemas de recuperación de energía incluso se amortizan después de solo un año.
Un beneficio adicional es que un sistema de este tipo no solo reduce los costos de producción e incluso el consumo eléctrico de las naves industriales, con sistemas de calefacción o agua caliente sanitaria, por ejemplo. Además, puede reducir significativamente la huella de CO2 de una empresa. Esto, a su vez, podría hacer que dicha inversión sea elegible para los incentivos gubernamentales ofrecidos para la compra de tecnologías verdes.
Hay muchas razones para cambiar a un sistema de recuperación de energía residual.
Sistemas de recuperación de calor: Detalles técnicos
La recuperación de calor implica la captura y reutilización de este calor, que desperdiciamos por defcto, como una valiosa fuente de energía térmica. Atlas Copco, líder en soluciones de compresores de aire, ha desarrollado productos avanzados para optimizar este proceso:
Energy Recovery Systems: Los sistemas de recuperación de calor de Atlas Copco están diseñados para capturar eficazmente el calor generado por los compresores de aire. Esto se logra mediante intercambiadores de calor altamente eficientes que transfieren el calor del sistema de aire comprimido a un fluido de trabajo.
Alta Eficiencia Térmica: Los sistemas de Atlas Copco ofrecen una alta eficiencia térmica, lo que garantiza que la energía térmica capturada se utilice de manera efectiva en otros procesos, como calefacción de agua o aire.
Control Avanzado: Los productos de Atlas Copco incluyen un control avanzado que permite una monitorización precisa y una gestión eficiente de la energía térmica recuperada.
Ejemplo caso práctico de recuperación de calor
En una planta de procesamiento de alimentos de tamaño medio, que abarca aproximadamente 5.000 metros cuadrados, se implementó un sistema de recuperación de calor en sus instalaciones de aire comprimido. La planta opera durante todo el año y utiliza compresores de aire para una variedad de procesos, incluyendo el envasado y la producción de alimentos congelados.
Cálculo del ahorro energético
Para calcular el ahorro energético, se llevaron a cabo mediciones detalladas antes y después de la instalación del sistema de recuperación de calor. Se midieron los siguientes parámetros:
Consumo de Energía Eléctrica: Se registró el consumo de energía eléctrica de los compresores de aire antes de la implementación del sistema de recuperación de calor.
Cantidad de Calor Generada: Se midió la cantidad de calor generada por los compresores de aire durante su funcionamiento normal.
Uso de Calor Recuperado: Se registró la cantidad de calor recuperado y su uso en la planta, que incluyó la calefacción de agua utilizada en los procesos de limpieza y pasteurización.
Costo de Energía: Se calculó el costo de la energía eléctrica antes de la implementación del sistema de recuperación de calor, considerando las tarifas eléctricas vigentes.
Después de la instalación del sistema de recuperación de calor, se continuaron registrando estos parámetros durante un año completo.
Resultados del ahorro
Al final del año de monitoreo, los resultados fueron notables:
El sistema de recuperación de calor permitió recuperar aproximadamente el 30% del calor generado por los compresores de aire, que antes se desperdiciaba.
Esto se tradujo en un ahorro anual de 150,000 euros en costos de energía eléctrica.
La planta redujo su huella de carbono en aproximadamente 400 toneladas de CO2 al año debido a la reducción de su consumo de energía.
Además, la inversión en el sistema de recuperación de calor se amortizó en tan solo 8 meses, lo que demostró la rápida rentabilidad de la inversión.
Ventajas de la recuperación de calor
Ahorro Energético Sostenible: La recuperación de calor en las instalaciones de aire comprimido permite reducir significativamente el consumo de energía. En el ejemplo anterior, se logró un ahorro del 30% en el consumo energético total.
Mayor Eficiencia Operativa: La eficiencia energética mejorada se traduce en un rendimiento operativo optimizado y una vida útil más larga de los equipos.
Rápida Rentabilidad: La inversión en sistemas de recuperación de calor se rentabiliza en la mayoría de los casos en menos de un año.
Novedades técnicas de Atlas Copco
Atlas Copco sigue innovando en el campo de la recuperación de calor con productos avanzados como los Energy Recovery Systems, que pueden recuperar hasta más del 90% de la energía disponible. Además, la empresa está comprometida con la eficiencia energética y desarrolla constantemente productos más eficientes y soluciones para optimizar el rendimiento energético de las instalaciones de aire comprimido.
