Como é possível recuperar 105% da energia de um compressor?

No post de número 12, vimos uma introdução para um assunto de extremo interesse para as indústrias – a utilização do calor gerado por um compressor de ar, para diversas aplicações industriais onde se economiza energia elétrica e gás. A principal aplicação desta tecnologia é o aquecimento de água. E os sistemas mais avançados de recuperação, conseguem não apenas reaproveitar 100% da energia para aquecimento, como em certos casos o índice é superior a 100%. Como isso é possível?

De acordo com as leis da termodinâmica, a energia utilizada para compressão do ar, é necessariamente transformada em calor. A maior parte deste calor, mais de 90%, é absorvida pelo próprio ar comprimido e pelo óleo de lubrificação. Um pequeno percentual disto é irradiado para o meio ambiente.

Entretanto, a energia elétrica não é a única fonte de energia que entra no sistema. O ar admitido no sistema contém vapor de água, que contém energia molecular armazenada. Quando o vapor é condensado, esta energia molecular é transferida para o sistema de refrigeração do compressor. Esta quantidade de energia equivale de 5 a 20% do total de energia elétrica.

É por isso que dependendo da configuração do sistema, o índice de aproveitamento de energia pode exceder os 100%.

Os sistemas mais modernos de recuperação de energia, em compressores de parafuso, permitem transferir esta energia oriunda da condensação, para um sistema de captação que irá aquecer a água.

O índice de reaproveitamento da energia para aquecimento de água depende de vários fatores:

Tipo de equipamento que está sendo alimentado pelo ar comprimido

Temperatura do ar comprimido na entrada: quanto maior a temperatura, mais fácil a recuperação de energia.

Umidade relativa do ar: quanto maior a umidade, maior a recuperação de energia.

Pressão do sistema: depende dos outros fatores acima, não necessariamente quanto maior, melhor.

Veja no gráfico abaixo, algumas simulações. É interessante notar que em determinadas condições, a “recuperação” de energia acaba sendo superior a 100% (por isso as aspas, pois o sistema num determinado ponto chega a ter um ganho energético, não apenas recuperação).

Exemplo de análise das variáveis de recuperação de energia para aquecimento da água. Em uma pressão na rede de ar comprimido de 10 bar; a 30 oC na admissão do ar e uma umidade relativa de 70%, a recuperação chega a 90 / 95%.

Os fabricantes de compressores que já possuem esta tecnologia, possuem serviços especializados de consultoria que permitem avaliar as condições de uso do ar comprimido em sua empresa e projetar a solução mais adequada.

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