Descargar - Atlas Copco

2935 458 4 11 - Impreso en Bélgica - Sujeto a modificaciones sin previo aviso. @ Atlas Copco Airpower nv, febrero de 2011.
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Use dos veces su energía
Convierta su compresor en una
fuente de energía
Combinando fuerzas para
salvar nuestro planeta
¿Por qué es importante la energía?
El aire comprimido es una de las utilidades más importantes para la industria. Pero
también es una de las de mayor consumo de energía. Por lo tanto, cualquier ahorro que
pueda realizarse en los sistemas de aire comprimido tendrá un importante impacto en
los costes y en el medio ambiente.
Aunque los sistemas de aire comprimido consumen alrededor del 10% de toda la
energía eléctrica industrial, pueden representar hasta el 40% de la factura de electricidad
de algunas plantas. Por este motivo, Atlas Copco lleva muchos años innovando en
soluciones de aire comprimido que supongan un ahorro de energía.
Consumo de energía anual por sistema de aire comprimido*
País
Consumo de los sistemas
de aire comprimido en TWh
% del consumo de
electricidad industrial
Francia
12
11
Alemania
14
7
Italia
12
11
Reino Unido
10
10
Resto de la UE
32
11
* Blaustein, Edgar; Radgen, Peter (Ed.): Compressed Air Systems in the European Union. Energy, Emissions, Savings Potential and
Policy Actions. Stuttgart 2001 (Sistemas de aire comprimido en la UE. Energía, emisiones, ahorros potenciales y acciones políticas.
Stuttgart 2001).
Empresas de todo el mundo confían en
nuestra experiencia e innovación para
hacer crecer su negocio.
Cuentan con nosotros para reducir sus
costes sin mermar su productividad.
Nos tomamos nuestra responsabilidad
muy en serio: hacia nuestros clientes,
su futuro y el futuro de nuestro planeta.
Somos Atlas Copco.
Y damos energía a su negocio.
El cambio climático es una de las amenazas medioambientales más graves
a las que se enfrenta nuestro planeta. El protocolo de Kioto establece la
pauta que obliga a países e industrias de todo el mundo a cumplir unos
estrictos objetivos de reducción de las emisiones de dióxido de carbono.
Las presiones, tanto comerciales como legislativas, para conservar el medio
ambiente están impulsando los esfuerzos de la industria en favor de la
eficiencia energética.
Con la consecución de estos objetivos, las empresas no sólo mejoran sus
propias credenciales ecológicas, sino también su cuenta de resultados
reduciendo sus costes energéticos.
Los ahorros de energía en aire comprimido
benefician tanto a sus resultados como al planeta
Atlas Copco persigue reducir la huella de CO2 en todas las etapas de la vida útil de un
compresor, de principio a fin. Desde la fase de diseño hasta la fabricación, distribución,
uso, eliminación y reciclado de los productos.
No obstante, al analizar las emisiones de carbono típicas de un compresor de aire se
observa que la energía consumida durante su uso representa el 99% de las emisiones
de CO2. Como el consumo de energía también representa normalmente más del 80%
del coste del ciclo de vida de un compresor, el ahorro energético en los sistemas de aire
comprimido repercutirá positivamente no sólo en la conservación del medio ambiente
sino también en su cuenta de resultados.
Huella de CO2 típica de los compresores de aire
Emisiones de CO2
durante su utilización:
Otros
99%
Coste de propiedad total
Coste normal
de energía:
80%
Mantenimiento
Inversión
La innovación es clave par
La innovación es uno de los valores clave de Atlas Copco. A lo largo
de los años, la compañía se ha mantenido al frente de la tecnología
de compresores con importantes innovaciones.
Cientos de patentes relacionadas tanto con los compresores como
con los equipos de tratamiento de aire han contribuido a que
Atlas Copco se convierta y se mantenga como First in Mind-First in
Choice® para sus clientes.
El UR4, el primer
compresor de
tornillo exento de
aceite
1952
1904
Atlas Copco
presenta su
primer compresor
de pistón exento
de aceite
El primer
compresor Z con
diseño de tornillo
asimétrico, que dio
como resultado un
requisito de energía
específica muy
bajo.
Atlas Copco fue la
primera compañía
en presentar
un secador de
adsorción MD,
instalado y
adoptado hoy en
día por numerosas
industrias debido
a sus enormes
ahorros de energía.
1966
1969
1964
1967
El primer compresor
de pistón de dos
etapas refrigerado
por agua del mundo,
con una mejora de
eficiencia de un
10-15%
Primer compresor
de tornillo con
inyección de aceite
de Atlas Copco
Lanzamiento del
Elektronikon™,
el primer sistema
electrónico de
monitorización,
control y ahorro de
energía del mundo.
El primer VSD
(accionamiento de
velocidad variable)
integrado. Esta
revolucionaria
innovación permite
unos ahorros de
energía de hasta
un 35%
1986
1994
1973
1993
1995
Las primeras
carrocerías
insonorizadas en
unidades GA con
inyección de aceite,
reduciendo las
emisiones de ruido.
Los primeros
compresores Full
Feature del mundo
con secadores
integrados,
reduciendo así el
consumo de energía
y las emisiones
de CO2
Lanzamiento
de la gama ZH,
los primeros
turbocompresores
del mundo
integrales y listos
para funcionar
ara lograr una productividad responsable
Ahorros de energía
adicionales gracias
a la mejor de la
refrigeración
intermedia y
posterior de los
refrigeradores ZR.
Lanzamiento del
controlador/sistema
ES, que optimiza
el funcionamiento
de instalaciones
de múltiples
compresores.
Desarrollo de
la gama XD
de secadores
de adsorción
regenerados
por el calor de
la compresión
sumamente
eficientes
en términos
energéticos.
1995
2002
2005
2002
Introducción de
los compresores
Z Full Feature
con secador MD
integrado, ahorro
de energía de hasta
un 20%.
Atlas Copco es el
primer fabricante
en recibir la
certificación TÜV
para su gama ZR
de compresores
de tornillo exentos
de aceite con
recuperación de
energía.
2009
2003
2006
AirscanTM permite a
los clientes evaluar
sus necesidades
de aire comprimido
y adaptar sus
instalaciones
para ahorrar más
energía.
Los compresores
Z fueron los
primeros en recibir
la certificación
ISO 8573-1 Clase 0
(las pruebas del
TÜV determinaron
que no existía
rastro alguno de
aceite en el flujo de
aire)
2011
una nueva y
estimulante
oportunidad
de usar dos
veces la
energía
Convierta su compresor en
pérdidas en radiación
100%
Energía eléctrica absorbida
Refrigerador de
aceite
Elemento de
baja presión
Elemento de
alta presión
5% - 20%
Calor de condensación en
el aire de aspiración
Recuperación directa
de energía y del calor
de condensación
80% - 105%
RefriRefrigerador
gerador
intermedio posterior
(dependiendo de las
condiciones de trabajo)
pérdidas en calor de condensación
Según las leyes de la termodinámica, la energía
utilizada para comprimir el aire se transforma
en calor. La mayor parte de este calor (más del
90%) permanece en el aire comprimido y en el
aceite lubricante. Una pequeña parte se pierde
en el ambiente por radiación.
Sin embargo, la energía eléctrica no es la única
fuente energética que entra en el sistema.
El aire aspirado por el compresor contiene
vapor de agua. El calor almacenado en el
vapor se libera a través de la condensación
en el refrigerador intermedio y posterior
del compresor. Normalmente, el calor de
condensación que contiene el aire aspirado
equivale al 5 - 20% de la energía eléctrica
absorbida.
El exclusivo diseño del sistema de refrigeración
del compresor de tornillo exento de aceite ZR
con recuperación de energía permite capturar
todo el calor del sistema de aire comprimido
y de aceite. Como resultado, la energía total
recuperada en forma de agua caliente asciende
al 80-105% de la energía eléctrica absorbida,
en función de las condiciones de trabajo. En
la mayoría de los entornos industriales, este
porcentaje será del 90 al 95%.
Esta característica marca la diferencia entre
un compresor de tornillo exento de aceite ZR
con recuperación de energía y cualquier otra
tecnología de compresión.
del total de la
energía recuperada en forma de
agua caliente
una fuente de energía
Energía térmica recuperable
Presión de trabajo 10 bar(e), entrada de agua 20°C, salida de agua 90°C
Energía en forma de agua caliente
(% de la potencia eléctrica absorbida)
110%
105%
HR 100%
HR 70%
100%
HR 40%
95%
90%
85%
80%
15 20 2530 35 4045
Temperatura de entrada del aire [°C]
La energía térmica recuperable dependerá de las condiciones
reales de trabajo y de la presión del sistema de aire comprimido.
A una presión de 10 bar(e) en la red de aire comprimido, con una
temperatura del aire de entrada de 30°C y una humedad relativa
del 70%, la energía recuperable asciende al 90-95%.
Consulte con Atlas Copco cualquier condición de diseño
específica.
No ponga límites a la recu
Certificación TÜV
El TÜV supervisó la prueba tipo y certificó la gama de
compresores Atlas Copco de tornillo exentos de aceite y
refrigerados por agua ZR 55-750 con sistemas de recuperación
de energía integrados.
El proceso de prueba incluyó una medición en tiempo real de la
potencia absorbida y de la potencia de salida en forma de agua
caliente.
Se demostró que, con una presión de 10 bar(e) / 145 psig en
las condiciones de diseño especificas de 40°C de temperatura
ambiente, 70% de humedad relativa y una temperatura del agua
de refrigeración de 20°C, era posible recuperar el 100% de la
potencia absorbida en forma de agua caliente.
¿Qué es el TüV?
El TÜV, Technischer ÜberwachungsVerein
(Asociación para la Inspección Técnica de
Alemania), es un organismo internacional e
independiente especializado en evaluar la
seguridad y la calidad de la tecnología. El
TÜV está reconocido en todo el mundo por
su independencia, neutralidad, experiencia
profesional y estrictas normas.
uperación de energía
Las aplicaciones para recuperar energía
El agua caliente recuperada del sistema
de aire comprimido se puede usar para
fines sanitarios o para calefacción y
resulta particularmente adecuada para
aplicaciones de proceso. La utilización del
agua caliente como agua de alimentación
de calderas precalentada o directamente
en procesos que requieran agua a una
temperatura de 70 a 90°C puede suponer
un ahorro de costosas fuentes de energía,
como el gas natural o el gasóleo.
Las enfriadoras por absorción de
calor son otra aplicación potencial del
calor recuperado del sistema de aire
comprimido, ofreciendo a la industria más
oportunidades de ahorrar energía
Solicite el asesoramiento experto de Atlas
Copco para elegir la solución más eficiente
de aire comprimido.
Aire comprimido
Electricidad
Agua caliente
Agua fría
Unidad de control para
recuperación de energía
Agua caliente de 70° a 90° C
Ducha
Calefacción
Calderas de vapor
Proceso
Enfriadoras por
absorción de calor
Intercambiadores
de calor
Aplicaciones de calentamiento
de procesos: algunos ejemplos
El vapor es uno de los medios preferidos debido a su gran capacidad de
transporte del calor. También es intrínsecamente seguro (no inflamable).
Algunas aplicaciones de alto nivel requieren grandes cantidades de agua
caliente, ya sea agua caliente para procesos o para alimentación de calderas.
El uso del agua caliente del compresor puede reducir drásticamente o incluso
eliminar el consumo de gasóleo para este propósito.
Alimentos y bebidas
El agua caliente y el vapor se utilizan en
numerosos procesos lácteos. El vapor se
emplea habitualmente para pasteurización,
escaldado, limpieza y esterilización de
ollas, productos de secado, etc.
En las grandes centrales lecheras
necesitan cantidades ingentes de
agua caliente y vapor en sus procesos
continuos. Aquí, el sistema de
recuperación de energía de agua caliente
del compresor puede proporcionar
importantes ahorros de energía.
Productos químicos
Industria farmacéutica
La industria química y las refinerías son
grandes consumidores de vapor. Algunas
aplicaciones son:
El sector farmacéutico y los procesos de
fabricación requieren grandes cantidades
de vapor.
• Los craqueadores térmicos a vapor
necesitan vapor altamente recalentado,
normalmente a 40 bar.
Los procesos de esterilización, secado y
control de la temperatura de fermentación
forman parte de la rutina diaria del sector
farmacéutico.
• Para los reboilers y la eliminación
de contaminantes se emplea
vapor recalentado a media presión,
normalmente 10 bar.
• El calorifugado y otras aplicaciones
requieren vapor recalentado a presión
baja, normalmente 2 bar.
En algunos procesos, se recupera una gran
cantidad de agua caliente después de que
el vapor se condense. El agua caliente de
los compresores se utiliza como agua de
relleno para complementar las pérdidas.
El método de limpieza CIP (Clean In
Place, limpieza en el lugar de trabajo),
SIP (Sterilization In Place, esterilización
en el lugar de trabajo), la esterilización
por contacto directo de biorreactores y
fermentadores, y las barreras de vapor
contra bacterias se emplean de forma
habitual en estas unidades de fabricación.
La energía térmica recuperada del
compresor Atlas Copco contribuye a
mejorar la cuenta de resultados.
Textil
El tinte de tejidos requiere un volumen considerable de agua
caliente a temperaturas de 80° a 90°C. Los sistemas de
recuperación de energía de los compresores Atlas Copco pueden
suministrar agua caliente directamente al proceso.
En el tratamiento de hilos y fibras, se utiliza vapor para que
las fibras artificiales de fijación por calor obtengan estabilidad
dimensional, mayor volumen así como resistencia a las arrugas
y la temperatura.
Pasta y el papel
La industria de la pasta y papel
requiere importantes volúmenes de
aire comprimido. También se necesitan
ingentes cantidades de vapor para los
procesos industriales.
Las aplicaciones típicas son el blanqueo,
digestores, máquinas de desfibrilado y
evaporadores de licor negro.
Control de humedad
El vapor se usa para la humidificación, dado que es limpio y estéril
por naturaleza.
La humidificación de salas limpias es una práctica común en el
montaje de componentes electrónicos, fabricación de chips y en
la industria farmacéutica. Como este vapor se usa como utilidad,
es necesario reponer continuamente el agua. El agua caliente del
compresor de aire puede precalentar el agua de relleno y reducir
en consecuencia el consumo de energía de la caldera de vapor.
Turbinas de vapor
El vapor altamente recalentado
(normalmente 40 bar) se utiliza para
aplicaciones motrices, como las turbinas
de vapor.
Las turbinas se utilizan como unidad
de potencia para generación de energía
cautiva y para diversas máquinas.
El agua de alimentación precalentada
reduce el consumo de combustible de
las calderas, obteniéndose importantes
ahorros.
La gama de compresores ZR con recup
Gama de compresores de tornillo exentos
de aceite de velocidad fija
1060
bar(e) 12
2120
3180
4240
5300
cfm
174
10
145
8
116
6
87
4
58
2
29
0
30
60
90
120
150
psi(g)
ZR 55-90
ZR 110-145
ZR 160-275
ZR 300-425
ZR 450-750
m³/min
Gama de compresores de tornillo exentos
de aceite de velocidad variable
1060
bar(e) 12
2120
3180
4240
5300
cfm
174
10
145
8
116
6
87
4
58
2
29
0
30
60
90
120
150
m³/min
psi(g)
ZR 75-90 VSD
ZR 132-160 VSD
ZR 250-315 VSD
ZR 400-500 VSD
ZR 700-900 VSD
peración de energía
1000
m3/año
toneladas
CO2 /año
1000 €
1000
2207
600
800
1765
480
600
1324
360
400
883
240
200
441
120
0
0
0
110%
100%
90%
80%
Recuperación de energía (1)
Ahorro potencial anual en gas natural (2)
50 100150200250300350400450500550600650700750
Potencia nominal del compresor en kW
Un compresor de 400 kW con una recuperación de energía del 90%, puede ahorrar
anualmente unos 400.000 m³ de gas natural, 883 toneladas de CO2 y 240.000 €.
1000 litros/
año
toneladas
CO2 /año
1000 €
1200
2879
600
1000
2399
500
800
1919
400
600
1439
300
400
960
200
200
480
100
0
0
0
110%
100%
90%
80%
50 100150200250300350400450500550600650700750
Potencia nominal del compresor en kW
Un compresor de 650 kW con una recuperación de energía del 90%, puede ahorrar
anualmente 800.000 litros de gasóleo, 1.919 toneladas de CO2 y 400.000 €.
(1) Recuperación de energía en forma de agua caliente en
función de las condiciones de trabajo.
(2) De acuerdo con las condiciones de referencia funcionando a plena carga
Horas de funcionamiento anuales: 8500 - Eficiencia de la caldera: 70%
Gasóleo
Valor calórico 43000 kJ/kg
Coste 0,5 €/litro
CO2 /MWh 0,279 toneladas
Gas natural
39000 kJ/m3
0,6 €/m3
0,203 toneladas
FUENTE: http://www.defra.gov.uk/environment/business/reporting/pdf/20090928-guidelines-ghgconversion-factors.pdf
Recuperación de energía (1)
Ahorro potencial anual en gasóleo (2)
Unidad de control para recuperación
de energía
Las unidades de control de recuperación de
energía están diseñadas específicamente
para transferir la energía recuperada de los
compresores de aire exentos de aceite al proceso
del cliente.
La unidad de control se instala entre el compresor y el
circuito de refrigeración y calentamiento del cliente. Su
diseño modular garantiza una integración perfecta de la
recuperación de energía en la aplicación.
Funciones principales:
•Regulación de la presión y temperatura del agua
de refrigeración del compresor para mantener un
funcionamiento óptimo del sistema de aire comprimido.
•El compresor funciona independientemente del
proceso del cliente
•Calidad óptima del agua de refrigeración del compresor
•Una sola conexión entre el sistema de aire comprimido
(hasta 4 unidades) y el proceso del cliente.
Tabla de opciones
Modelos
ER 90
ER 275
ER 425
ER 900
 Intercambiador de calor de reserva de acero inoxidable
Hay disponibles 4 tamaños de unidades de control,
que pueden gestionar la energía recuperada de los
compresores exentos de aceite de hasta 900 kW.
La exhaustiva ejecución estándar se puede ampliar con
numerosas opciones específicas para cada aplicación.
 Intercambiador de calor de acero inoxidable para el
circuito de proceso del cliente (*)
 Bomba de agua de reserva
Alcance de suministro estándar:
 Pernos de anclaje
• Bomba de agua de velocidad variable
(*) Si se selecciona esta opción, se seleccionará automáticamente el intercambiador de calor de reserva integrado
• Válvula de derivación de 3 vías controlada
electrónicamente
• Microprocesador Elektronikon® con pantalla gráfica para
el sistema de monitorización y control
• Armario eléctrico premontado
• Punto único de conexión eléctrica (380-500V, 50/60Hz)
C
• Intercambiador(es) de calor de placas de acero
inoxidable
• Válvula de sobrepresión
A
• Depósito de expansión a presión
B
Dimensiones
ER 90 - 900
Sin intercambiador de calor opcional para el proceso del cliente
ER 90 - 900
Con intercambiador de calor opcional para el proceso del cliente
• Válvula de desaireación automática
A (mm)
B (mm)
C (mm)
1450
1500
1500
1950
1500
1500
• La homologación CE o ASME depende de los requisitos
del emplazamiento
• Conexiones de entrada y salida en un único punto
(bridas DIN o ANSI)
• Se incluye un bastidor común con todas las tuberías
y conexiones
• Carrocería protectora
Equipo opcional:
 Intercambiador de calor de reserva integrado: garantiza que se mantenga
el punto de ajuste requerido del agua de refrigeración suministrada al compresor.
Si el proceso del cliente no consume toda la energía térmica (el agua caliente
suministrada por el compresor), el circuito de agua de refrigeración conectado
a este intercambiador reducirá aún más la temperatura.
 Intercambiador de calor integrado para el circuito del proceso del cliente:
un intercambiador de calor de placas de acero inoxidable para el agua de proceso.
 Bomba de agua de reserva: una bomba redundante de circulación de agua con
accionamiento de velocidad variable que se pondrá en marcha automáticamente
cuando si se detiene la bomba principal. Se incluyen las válvulas de aislamiento y
antirretorno.
 Pernos de anclaje: garantizan la fijación de la unidad a la fundación.
 Compresores conectables: hay disponibles unidades de control para gestionar la
energía térmica del flujo de agua de refrigeración de varios compresores (hasta un
máximo de 4 compresores conectados a una sola unidad de control).
Control y monitorización
La última generación del controlador Elektronikon® ofrece una gran
variedad de funciones de control y monitorización que permiten
mejorar la eficiencia y la fiabilidad de la máquina.
•Sencillez de uso mejorada con una pantalla a color de alta
definición de 6 pulgadas con pictogramas claros e indicadores
LED adicionales.
•Interfaz de usuario multilingüe y teclado duradero
•Servidor web integrado para la visualización de todos los
parámetros
•Funciones de control remoto y conectividad a través de
contactos digitales e interfaces de bus de campo