Răcirea eficientă a compresoarelor industriale

apr. 30, 2020 | Aer comprimat

Acasă » Articole » Aer comprimat » Răcirea eficientă a compresoarelor industriale

Compresoarele convertesc 100% din energia electrică consumată în căldură. Chiar și un compresor relativ mic, de 7,5 kW, generează un surplus de energie termică suficient pentru încălzirea unei locuințe obișnuite. De aceea răcirea compresoarelor este esențială pentru funcționarea fiabilă a sistemului de aer comprimat.

Căldura generată de compresoare este o sursă ideală de economie de energie. Cu ajutorul unui sistem adecvat căldura poate fi recuperată în proporție de până la 94% din energia consumată și dacă aceasta este judicios folosită, costurile producției de aer comprimat sunt semnificativ reduse (vezi articolul “Economii de energie prin recuperare de căldură generată de compresoare“).

Oricum, chiar dacă căldura este recuperată, compresorul tot are nevoie de un sistem de răcire propriu. Costurile răcirii cu aer a compresoarelor pot fi cu peste 30% mai mici decât cele pentru sistemele răcite a compresoarelor cu apă. De aceea, ori de câte ori este posibil, trebuie preferate sistemele răcite cu aer.

1. Mediul de lucru al compresorului

1.1 Curat și răcoros este cel mai bine

Una din cerințele principale ale reglementărilor pentru prevenirea accidentelor se referă la instalarea compresoarele astfel încât să se asigure un acces corespunzător și o răcire suficientă. Reglementările referitoare la instalarea compresoarelor cer ca temperaturile mediului în care funcționează compresoarele răcite cu aer și cu ulei nu pot depăși +40 °C.

Reglementările prevăd, de-asemenea, faptul că substanțele periculoase nu pot fi niciodată eliberate în vecinătatea admisiei compresoarelor. Aceste reglementări reprezintă doar cerințele minime. Scopul lor este de a minimaliza riscul accidentelor cât mai mult posibil. Funcționarea și întreținerea economică a compresorului implică, oricum, mult mai mult.

1.2 Camera compresorului nu este un spațiu de depozitare

Camera compresorului nu este un spațiu de depozitare. Aceasta înseamnă că trebuie să fie în permanență curățată de praf și alte substanțe contaminante, nu trebuie să conțină echipamente fără legătură cu producția de aer comprimat iar podeaua nu trebuie să fie friabilă.

În nici un caz nu este permis ca aerul pe care îl aspiră compresorul să conțină praf sau alte substanțe contaminante din atmosferă fără o filtrare intensivă suplimentară. Dar chiar și în condiții obișnuite de funcționare, aerul aspirat și aerul de răcire trebuie curățat cu ajutorul unor filtre corespunzătoare pentru compresoare.

1.3 O temperatură corespunzătoare și constantă

Temperatura are o influență considerabilă asupra fiabilității și a cerințelor legate de întreținerea compresoarelor; aerul aspirat și aerul de răcire nu trebuie să fie nici prea rece (< +3 °C) nici prea cald (> +40° C). Acest lucru trebuie luat în considerare în etapele de planificare și instalare a stației de aer comprimat. De exemplu, pe timpul verii soarele care bate pe pereții sudici sau vestici ai unei clădiri poate crește considerabil temperatura din cameră.

Chiar și în cazul unui climat blând, se poate întâmpla ca temperatura să crească peste +40 °C. Din acest motiv deschiderile pentru aerul aspirat și aerul de răcire trebuie amplasate pe pereții umbriți care nu sunt direct expuși la soare. Dimensiunea deschiderilor este legată de capacitatea compresoarelor instalate și de metoda de ventilație utilizată.

2. Ventilația camerei compresorului

Indiferent de mediul de răcire al compresoarelor, cu aer sau cu apă, ventilația adecvată a camerei compresorului este esențială. În oricare din cazuri, căldura radiată de compresor de la blocul de compresie și motorul electric trebuie evacuată din încăpere. Aceasta înseamnă aproximativ 10% din puterea motorului compresorului.

3. Diverse metode de ventilație

3.1 Ventilație naturală

Aerul de răcire este aspirat în încăpere e către ventilatorul compresorului, aerul se încălzește pe măsură ce trece prin compresor și se ridică, părăsind camera compresorului printr-o deschidere plasată în apropierea tavanului (fig. 1).

racire cu aer compresor
Fig. 1: Ventilație naturală pentru compresoare până la 5,5 kW

Totuși, acest tip de ventilație (convecție) se recomandă numai în cazuri excepționale și pentru compresoare cu putere sub 5,5 kW, deoarece chiar și soarele sau vântul pot cauza probleme.

3.2 Ventilație forțată

Această metodă folosește un flux dirijat de aer de răcire. Ventilația este controlată cu ajutorul unui termostat pentru a evita scăderea temperaturii din stația de compresoare sub +3 °C iarna. Temperaturile joase nu sunt propice pentru funcționarea compresoarelor, a purjoarelor de condens și a echipamentelor de tratare a aerului comprimat.

Controlul cu ajutorul termostatului este necesar deoarece în cazul ventilației forțate camera compresorului este supusă unui anumit vacuum care preîntâmpină întoarcerea aerului fierbinte în cameră. Există două metode de ventilație forțată:

3.2.1 Ventilație cu ventilator exhaustor

Se instalează un ventilator extractor comandat prin termostat, în deschiderea pentru evacuarea aerului cald din stația de compresoare (fig. 2).

racire cu apa compresor
Fig. 2: Ventilație forțată cu ventilator extractor pentru compresoare între 5,5 şi 11 kW

O cerință importantă pentru acest tip de ventilație este aceea că deschiderea pentru admisia aerului de răcire trebuie să aibă dimensiuni corespunzătoare. Dacă este prea mică, ar putea determina o vidare pronunțată a încăperii ce ar duce la creșterea nivelului zgomotului cauzat de viteza excesivă a curentului de aer.

În plus, ar fi pusă în pericol răcirea stației de compresoare. Ventilația trebuie proiectată în așa fel încât să limiteze creșterea temperaturii în încăpere datorită căldurii degajate de compresor cu 7K peste temperatura aerului de răcire admis. Altfel, căldura se acumulează și cauzează defectarea compresorului.

3.2 Ventilație cu tubulatură

Compresoarele cu șurub moderne, complet închise oferă o metodă de ventilație aproape ideală, cu ajutorul tubulaturii de evacuare. Ventilatorul compresorului aspiră aerul de răcire printr-o fereastră de dimensiuni corespunzătoare și îl refulează printr-o tubulatură care îl scoate în afara stației de compresoare (fig. 3).

racire compresor
Fig. 3: Ventilație forțată cu tubulatură de evacuare pentru echipamente de peste 11 kW

Avantajul principal al acestei metode este acela că este permis ca temperatura aerului de răcire să crească mult mai mult, până la aproximativ 20 K peste cea a mediului. Aceasta reduce volumul aerului de răcire necesar. În mod normal, ventilatoarele de răcire ale compresorului au suficientă rezervă de presiune pentru a împinge aerul de răcire prin tubulatură și afară din cameră.

Aceasta înseamnă că spre deosebire de ventilația cu ventilator exhaustor, această variantă nu necesită un consum suplimentar de energie. Oricum, aceasta se aplică numai în cazul în care rezerva de presiune a ventilatoarelor este suficientă pentru tubulatura utilizată. Ideal este ca tubulatura de evacuare să fie dotată cu o clapetă controlată termostatic (fig. 4) pentru a redirecționa aerul cald în camera compresorului pe timp de iarnă pentru a menține temperatura de funcționare adecvată.

sistem de racire compresoare
Fig. 4: O clapetă controlată termostatic redirecționează aerul cald în camera compresorului pe timp de iarnă

Dacă în camera compresorului sunt instalate și uscătoare răcite cu aer, compresorul (compresoarele) și uscătorul (uscătoarele) nu trebuie să-și influențeze reciproc fluxurile de aer de răcire. La temperaturi de peste + 25 °C se recomandă creșterea debitului de aer de răcire cu ajutorul unui ventilator suplimentar cu control termostatic, montat special pentru uscătoarele cu refrigerare.

Postări asemănătoare…

Share This