Recuperação de calor em sistemas de vácuo

As bombas de vácuo são essenciais para muitas aplicações de produção e processamento, mas também são uma fonte de calor. Embora as bombas de vácuo modernas sejam eficientes e minimizem esta perda de calor, uma determinada quantidade de calor produzido é um subproduto natural da geração de vácuo que nunca pode ser completamente evitada. Tradicionalmente, é permitido que grande parte deste calor seja dissipada para o ambiente circundante.

Com o aumento dos preços da energia e metas de sustentabilidade cada vez mais ambiciosas, encontrar formas de recuperar e reutilizar este calor pode reduzir significativamente o consumo energético e oferecer poupanças substanciais. A recuperação de calor não se refere apenas à melhoria da eficiência energética; trata-se de transformar um subproduto do seu processo num recurso valioso.

O que é a recuperação de calor?

A recuperação de calor é o processo de capturar o calor residual de equipamentos industriais e reutilizá-lo. No caso de sistemas de vácuo, isto é normalmente conseguido através da integração de um sistema de arrefecimento que transfere o calor da bomba de vácuo para um circuito de água. Isto ocorre tipicamente sob a forma de uma camisa de refrigeração, que envolve a câmara de compressão.

A água aquecida pode então ser armazenada ou utilizada diretamente de várias formas, tais como:


Ao capturar esta energia antes de esta escapar para a atmosfera, pode reduzir a necessidade de sistemas de aquecimento separados, cortar custos de serviços públicos e reduzir a sua pegada de carbono.

Como funciona a recuperação de calor

A recuperação de calor transfere de um meio para outro, neste caso do ar aquecido gerado pela bomba de vácuo para um líquido. Isto começa com uma camisa de refrigeração.

Uma camisa de refrigeração é uma câmara cheia de água ou outro líquido refrigerante, como glicol, que fornece um meio para a transferência de calor. Está integrada no corpo da bomba de vácuo e envolve a câmara de compressão. À medida que a bomba de vácuo funciona, o calor gerado é absorvido pelo líquido na camisa. Este líquido circula na camisa, absorvendo o calor gerado pela bomba de vácuo. O líquido aquecido é então transportado para longe da bomba de vácuo para ser utilizado para outras aplicações.

A vantagem secundária: remover o excesso de calor

Em espaços de trabalho onde as temperaturas têm de permanecer constantes, o calor libertado pelas bombas de vácuo para a sala tem de ser equilibrado. Normalmente, isto significa colocar o sistema de ar condicionado em funcionamento para remover o calor adicional. Quanto mais frio for o ambiente, maior será o esforço do sistema de arrefecimento. Isto aumenta drasticamente o consumo de energia e, por conseguinte, as faturas de energia.

Ao utilizar a recuperação de calor, a quantidade de calor libertado para a área de produção é reduzida. Isto pode resultar em:

Quanta energia é possível recuperar?

Embora os valores exatos dependam do modelo de bomba de vácuo em utilização, das horas de funcionamento e do design da recuperação de calor, o potencial é frequentemente significativo. Por exemplo, uma COBRA NX 0650 A da Busch (uma bomba de vácuo de parafuso a seco de 650 m³ /h) a funcionar a 1 hPa (mbar) consumirá 10 kW de potência elétrica, dos quais 8,5 kW podem ser recuperados através do seu sistema de arrefecimento. Se for aproveitada de forma eficaz, esta energia poderia produzir milhares de litros de água quente por dia.

Quando calculadas ao longo de um ano, as poupanças de custos energéticos podem resultar num retorno relativamente rápido do investimento, especialmente em operações com custos energéticos elevados ou exigências de aquecimento durante todo o ano.

A recuperação de calor é adequada para a minha aplicação?

Nem todos os sistemas de vácuo beneficiarão da mesma forma da recuperação de calor. O primeiro passo é avaliar as suas necessidades e os recursos:

Exemplos de tipos de bombas de vácuo adequados

Determinadas bombas de vácuo, como as bombas de vácuo de anel líquido e algumas bombas de vácuo de parafuso a seco, são particularmente adequadas para a recuperação de calor porque já utilizam um sistema de refrigeração por água, do qual o calor pode ser utilizado noutro local das instalações. No entanto, uma gama de outros tipos de bombas de vácuo também pode ser adaptada para uma recuperação de calor eficaz.

Por exemplo:

Considerações práticas

Existem alguns fatores-chave a ter em conta no design de um sistema de recuperação de calor.

Resumo

A recuperação de calor dos sistemas de vácuo transforma os resíduos num recurso. Ao capturar e reutilizar potência que, de outro modo, seria perdida como calor, as empresas podem reduzir as faturas de energia, reduzir as emissões e melhorar o conforto da estação de trabalho.

Quer seja utilizado para aquecimento, limpeza ou requisitos do processo: o calor recuperado pode oferecer um rápido retorno do investimento, especialmente em indústrias intensivas em energia. Com o equipamento e a configuração certos, a recuperação de calor pode tornar-se uma parte integrante de um sistema de vácuo sustentável e com eficiência.