Recuperación de calor en sistemas de vacío

Las bombas de vacío son fundamentales para muchas aplicaciones de fabricación y de proceso, pero también son una fuente de calor. Aunque las bombas de vacío modernas son eficientes y minimizan esta pérdida de calor, una cierta cantidad de generación de calor es un subproducto normal de la generación de vacío que nunca se puede evitar por completo. Generalmente, se permite que gran parte de este calor se disipe en el entorno circundante.

Con el aumento de los precios de la energía y los objetivos de sostenibilidad cada vez más ambiciosos, encontrar formas de recuperar y reutilizar este calor puede reducir considerablemente el consumo energético y proporcionar ahorros sustanciales. La recuperación de calor solo consiste en mejorar la eficiencia energética, sino en convertir un subproducto de su proceso en un recurso valioso.

¿Qué significa recuperación de calor?

La recuperación de calor es el proceso de capturar el calor residual de los equipos industriales para reutilizarlo para otro uso. En el caso de los sistemas de vacío, esto se logra normalmente mediante la integración de un sistema de refrigeración que transfiere el calor de la bomba de vacío a un circuito de agua. Esto suele tener la forma de una camisa de refrigeración que rodea a la cámara de compresión.

A continuación, el agua calentada se puede almacenar o utilizar directamente de varias maneras, tales como:


Al capturarse esta energía antes de que se escape a la atmósfera, puede reducirse la necesidad de sistemas de calefacción independientes, reducirse los costes de los servicios públicos y reducirse la huella de carbono.

Cómo funciona la recuperación de calor

La recuperación de calor transfiere calor de un medio a otro, en este caso, del aire calentado generado por la bomba de vacío a un líquido. Esto comienza con una camisa de refrigeración.

Una camisa de refrigeración es una cámara llena de agua u otro líquido refrigerante, como el glicol, que suministra un medio para la transferencia de calor. Está integrada en la caja de la bomba de vacío y rodea la cámara de compresión. A medida que la bomba de vacío funciona, el calor que genera es absorbido por el líquido de la camisa. Este líquido circula por la camisa, absorbiendo el calor generado por la bomba de vacío. A continuación, el líquido calentado se transporta lejos de la bomba de vacío para usarlo en otras aplicaciones.

El beneficio secundario: retirar el exceso de calor

En los espacios de trabajo en los que las temperaturas deben mantenerse constantes, debe equilibrarse el calor liberado por las bombas de vacío en la sala. Esto suele implicar el uso del aire acondicionado para retirar el calor adicional. Cuanto más frío deba permanecer el entorno, más debe funcionar el sistema de refrigeración. Esto aumenta de forma drástica el consumo de energía y, por lo tanto, las facturas de energía.

Mediante el uso de la recuperación de calor, se reduce la cantidad de calor liberado en la zona de producción. Esto puede provocar:

¿Cuánta energía se puede recuperar?

Aunque las cifras exactas dependen del modelo de bomba de vacío en uso, las horas de funcionamiento y del diseño para la recuperación de calor, el potencial suele ser considerable. Por ejemplo, una COBRA NX 0650 A de Busch (una bomba de vacío seca de tornillo de 650 m³ /h) que funcione a 1 hPa (mbar) consumirá 10 kW de corriente eléctrica, de los cuales 8,5 kW se pueden recuperar a través de su sistema de refrigeración. Si se la aprovecha de forma eficaz, esta energía podría producir miles de litros de agua caliente al día.

Cuando se calcula a lo largo de un año, el ahorro en costes de energía puede producir un retorno de la inversión relativamente rápido, especialmente en operaciones con costes de energía elevados o una demanda de calefacción durante todo el año.

¿La recuperación de calor es adecuada para mi aplicación?

No todos los sistemas de vacío obtendrán los mismos beneficios de la recuperación de calor. El primer paso es evaluar sus necesidades y recursos:

Ejemplos de tipos de bombas de vacío adecuados

Ciertas bombas de vacío, como las bombas de vacío de anillo líquido y algunas bombas de vacío secas de tornillo, son adecuadas en especial para la recuperación de calor porque ya utilizan un sistema de refrigeración por agua, el calor que se puede utilizar en otros lugares de la planta. Sin embargo, también se puede adaptar una gama de otros tipos de bombas de vacío para una recuperación de calor eficaz.

Por ejemplo:

Consideraciones prácticas

A la hora de diseñar un sistema de recuperación de calor hay que tener en cuenta algunos factores clave.

Resumen

La recuperación de calor de los sistemas de vacío convierte los residuos en un recurso. Al capturar y reutilizar la alimentación eléctrica que, de otro modo, se perdería como calor, las empresas pueden reducir las facturas de energía, las emisiones y mejorar el confort en la estación de trabajo.

Ya se utilice para calefacción, limpieza o requisitos del proceso: el calor recuperado puede brindar un rápido retorno de la inversión, especialmente en industrias que consumen mucha energía. Con el equipo y la configuración adecuados, la recuperación de calor puede convertirse en una pieza integral de un sistema de vacío eficiente y sostenible.