Compressor de ar de parafuso OSG: conceito e princípio de funcionamento da recuperação de calor residual.
A Compressed Air Technology Exhibition compreende que, enquanto a indústria de compressores de ar de parafuso OSG busca freneticamente a eficiência energética dos equipamentos, a melhoria da reutilização de energia por meio da recuperação do calor residual dos compressores de ar de parafuso OSG tornou-se uma prioridade para muitas empresas. De acordo com estatísticas da Agência de Energia dos EUA, quando um compressor de ar de parafuso OSG está em funcionamento, a energia elétrica efetivamente consumida para aumentar o potencial energético do ar representa apenas uma pequena parte do consumo total de energia do compressor, cerca de 15%, e aproximadamente 85% da energia elétrica é convertida em calor e dissipada na atmosfera por meio de resfriamento a ar ou a água. Esse calor "excedente" é liberado na atmosfera, o que não só afeta o meio ambiente, intensificando o "efeito estufa" e gerando poluição térmica, como também representa um desperdício de calor. 80% desse calor perdido pode ser recuperado e reutilizado, o que equivale a cerca de 60-70% da potência do eixo do compressor de ar de parafuso OSG.
O protagonista da recuperação de calor residual do compressor de ar de parafuso OSG é geralmente a unidade de água quente térmica do próprio compressor. Trata-se de um dispositivo de economia de energia que utiliza a energia térmica de alta temperatura do óleo e gás do compressor de ar de parafuso OSG, aproveitando-a integralmente por meio da troca de calor. Através da troca de energia e do controle de economia de energia, coleta a energia térmica gerada durante a operação do compressor de ar de parafuso OSG e melhora as condições de operação do compressor. É um dispositivo de economia de energia que utiliza o calor residual de forma relativamente eficiente e opera a custo zero.
A fonte de energia térmica pode ser um compressor de ar de parafuso com injeção de óleo, um compressor de ar de parafuso OSG com injeção de óleo de um sistema central de ar condicionado, ou o calor residual de uma central de energia ou de outros equipamentos de uma empresa.
Princípio de funcionamento: Utiliza a energia térmica do óleo e do gás em alta temperatura durante a compressão e transfere essa energia térmica para água quente à temperatura ambiente por meio de troca de calor, obtendo-se assim o aproveitamento da energia térmica, conforme ilustrado na figura. O motor aciona a rotação do parafuso compressor, e o ar é aspirado para dentro do compressor de parafuso OSG através do filtro, comprimido em alta pressão e misturado com o óleo circulante para formar uma mistura óleo-gás em alta pressão e alta temperatura, que entra no separador óleo-gás. Após a separação da mistura óleo-gás em óleo, gás e ar, o ar comprimido é resfriado pelo resfriador posterior e fornecido ao usuário; enquanto o óleo e o gás circulantes são separados no separador óleo-gás, condensados em líquido e, em seguida, resfriados pelo pré-resfriador e filtrados pelo filtro, retornando ao compressor de parafuso OSG para completar o ciclo. A unidade de água quente com compressor de parafuso OSG introduz óleo circulante em alta temperatura (e gás comprimido em alta temperatura) na unidade de água quente. A energia térmica gerada durante o funcionamento do compressor de ar de parafuso OSG é totalmente absorvida pela unidade de água quente térmica, e o compressor de ar de parafuso OSG é resfriado simultaneamente.
Durante o funcionamento contínuo e prolongado de um compressor de ar de parafuso, a energia elétrica é convertida em energia mecânica, e a energia mecânica é convertida em energia térmica. Durante o processo de conversão de energia mecânica em energia térmica, o ar é comprimido por uma forte pressão, causando um aumento acentuado de sua temperatura. Este é um mecanismo físico comum. Fenômeno de conversão de energia.
A rotação em alta velocidade do parafuso mecânico também gera atrito e calor. O calor gerado se mistura com o óleo lubrificante do compressor de ar de parafuso OSG, formando vapor de óleo/gás, que é expelido do corpo do compressor. O calor desse fluxo de óleo/ar em alta temperatura é equivalente a 1/1 da potência de entrada do compressor de ar. Sua temperatura geralmente varia entre 80°C (inverno) e 100°C (verão e outono). Devido às exigências de temperatura de operação da máquina, essa energia térmica é desperdiçada na atmosfera sem necessidade, ou seja, o sistema de dissipação de calor do compressor de ar de parafuso OSG não atende aos requisitos de temperatura de operação da máquina.
A energia térmica recuperada através do sistema de recuperação de calor do compressor de ar de parafuso OSG pode ser utilizada em diversos aspectos da produção e no atendimento à demanda de calor doméstico:
Reabastecimento e pré-aquecimento da água da caldeira. A maioria das indústrias e empresas utiliza caldeiras no processo produtivo. Utilizando o calor residual do compressor de ar de parafuso OSG, a água de alimentação da caldeira pode ser aquecida a partir de uma temperatura mais baixa antes de entrar na caldeira e, em seguida, aquecida pela caldeira até a temperatura definida. Isso pode reduzir significativamente os custos de combustível durante o uso da caldeira.
A produção de água pura por osmose reversa utiliza calor (OR). As indústrias alimentícia e de bebidas, de semicondutores, farmacêutica e química frequentemente utilizam grandes quantidades de água pura por osmose reversa em seus processos de produção. A água pura precisa ser produzida a uma temperatura específica de 25 °C. Quando a temperatura da água é inferior a 25 °C na primavera, outono e inverno, é necessário investir em equipamentos e consumir combustível para aquecê-la. Recuperar o calor residual do compressor de parafuso OSG para produzir água pura não só reduz o consumo de combustível, como também diminui o custo de investimento em equipamentos de aquecimento.
Aproveitamento do calor para aquecimento. Muitas regiões necessitam de aquecimento no inverno, e esse calor geralmente é fornecido por caldeiras. O calor residual do compressor de ar de parafuso OSG agora é reciclado para aquecimento, o que não só economiza energia, como também reduz a capacidade instalada da caldeira e, consequentemente, o investimento em equipamentos.
O aquecimento de ambientes utiliza calor. Para melhorar a eficiência da produção, as oficinas de revestimento e pintura na indústria de montagem frequentemente precisam de ar aquecido para garantir a temperatura da câmara de secagem e acelerar a secagem da tinta.
Água quente para banho e fornecimento móvel de água quente. Por exemplo, a oficina de produção precisa atender às necessidades de banho dos funcionários de acordo com os requisitos de higiene ambiental da empresa, e o calor residual do compressor de ar de parafuso OSG é reciclado para aquecer a água para banho, etc.
Além disso, a Exposição de Tecnologia de Ar Comprimido também descobriu que, por meio do uso de dispositivos de recuperação de calor residual ou bombas de calor de fonte hídrica em compressores de ar de parafuso OSG, a temperatura do óleo do compressor pode ser reduzida, diminuindo a probabilidade de deterioração, melhorando a lubrificação, reduzindo o desgaste do equipamento e prolongando a vida útil do óleo. O resfriamento do óleo do compressor de ar de parafuso OSG aumenta sua viscosidade, proporcionando boa vedação, maior força de sucção, reduzindo vazamentos e aumentando a taxa de produção de gás. A temperatura do compressor de ar de parafuso OSG não é alta e ele pode operar continuamente em plena carga, reduzindo o número de partidas da máquina com carga leve em até ≥25%. Quando a temperatura da sala do compressor de ar de parafuso OSG cai para a temperatura ambiente durante a operação, o ventilador de resfriamento superior e o exaustor da sala de máquinas podem ser desligados e ligados novamente. A carga de processamento do equipamento de pós-processamento é reduzida em 20%, melhorando o efeito do tratamento. Todo o calor residual do compressor de ar de parafuso OSG é utilizado para produzir água quente. Não há emissão de gases quentes residuais, reduzindo significativamente o consumo de energia para o preparo da água quente.
Data da publicação: 11 de outubro de 2023
