En grandes empresas industriales, la consideración al seleccionar un compresor de aire a tornillo rotativo es optar por una versión refrigerada por aire o por agua. En ambos casos tienen sus ventajas y sus desventajas.

Por lo general, la mayoría de las instalaciones de compresores de aire a tornillos rotativos se refrigeran por aire. Los compresores de aire a tornillo rotativo refrigerados por aire son disponibles en stock de producción de los fabricantes y requieren menor costos generales de instalación. Sin embargo, existen algunas aplicaciones en las que los compresores refrigerados por agua podrían resultar ventajosos. La mejor manera de abordar esta decisión es considerar la instalación del sistema de aire comprimido.

Veremos cuatro preguntas a responder a la hora de decidir si opta por un sistema de refrigeración por aire o por agua.

Espacio requerido por los compresores

Es recomendable comenzar a responder este requerimiento pensando primero en la demanda general de la planta.

¿La demanda de aire comprimido es estable o varía a lo largo del día, la semana o del mes?

Si la demanda no es constante, puede tener más sentido tener varios compresores más pequeños que podrían coordinarse para satisfacer las fluctuaciones en la demanda en lugar de un compresor grande para manejar la demanda máxima de caudal. La opción de varios compresores más pequeños puede cumplir de manera más efectiva un punto de equilibrio en el precio con respecto al costo de un compresor de respaldo. Los compresores de tornillo rotativo de menor potencia (30 kW o menor) no suelen estar disponibles a la venta en la versión refrigerados por agua. Al seleccionar compresores enfriados por aire de mayor potencia, la cantidad de caudal de aire de enfriamiento requerido es proporcionalmente mayor y, por lo tanto, se debe considerar las limitaciones de la entrada de aire de enfriamiento y la canalización en la descarga de aire de enfriamiento de la sala.

Se recomienda revisar el diseño de la sala de compresores y ver su ubicación del compresor y las ducterias de aire de entrada y descarga. De esta forma, también podemos plantearnos: ¿Hay suficiente ventilación en la sala de compresores?

Los compresores refrigerados por aire necesitan un suministro de caudal de aire de refrigeración para la admisión y suficiente espacio para la ductería de descarga. Una ventilación inadecuada es la causa de problemas de regulación de la temperatura en la compresión y provoca fallas en el equipo y tiempo de inactividad. Si la sala de compresores está ubicada en una sala de calderas o compresores frigoríficos con circuito de gas amoníaco o también cerca de un proceso donde los humos o gases de amoníaco son aspirados en la entrada, esta ubicación no es la mejor opción para instalar compresores de aire comprimido ya sea versión refrigerados por aire o por agua.

Los compresores refrigerados por agua pueden instalarse en espacios reducidos y son más adecuados para áreas con temperaturas ambientales altas, en tanto que haya suficiente suministro de agua de refrigeración.

¿Necesito comprar una torre de agua de refrigeración para un compresor refrigerado por agua y cuáles son los requisitos de calidad del agua?

Los compresores refrigerados por agua requieren un sistema de agua de refrigeración. La calidad del agua de refrigeración es un problema. Cuanto mejor sea la calidad del agua, mayor será la vida útil de los intercambiadores de calor del compresor. Si no existe un sistema de enfriamiento de circuito cerrado, es posible que no tenga sentido comprar un compresor de aire versión refrigerado por agua. La compra de un sistema de circuito cerrado con una torre de enfriamiento aumentará significativamente el costo de capital de la compra del nuevo compresor.

El costo operativo del sistema debe sumarse al costo operativo de los compresores, aumentando aún más los costos de vida útil del compresor. Generalmente en grandes industrias poseen torres de enfriamiento para otros equipos. La recomendación es consultar con el fabricante de aire comprimido y solicitar especificaciones sobre la calidad del agua de refrigeración requerida. Si la calidad del agua no cumple con las especificaciones, es recomendable seleccionar un compresor enfriado por aire, con esta decisión se ahorra muchos problemas a futuro.

¿Cuáles son los costos de energía de un compresor enfriado por aire versus un compresor enfriado por agua?

Generalmente un compresor enfriado por agua tendrá una potencia específica ligeramente menor (Potencia en Kilowatt por metro cúbico de volumen de aire comprimido generado) en comparación con un compresor enfriado por aire de la misma potencia. Sin embargo, también debe considerar el costo de la energía eléctrica para el sistema de enfriamiento con bomba y torre de enfriamiento, el costo del agua y su tratamiento químico. Cuando se toman en cuenta esos costos, un compresor enfriado por aire es más rentable desde la perspectiva del ahorro energético.

Por otro lado, también podemos considerar el potencial de recuperación de calor utilizando el agua de enfriamiento para precalentar un proceso de planta. Esto puede compensar el costo adicional del agua de refrigeración y cambiar la decisión a favor de los compresores refrigerados por agua.

Incluso un compresor de aire a tornillos lubricado refrigerado por aire, puede utilizar intercambiadores de calor de fluidos del aceite de refrigeración de la compresión y el agua a calentar. Tener presente las oportunidades de calefaccionar de espacios cerrados con compresores enfriados por aire por medio de ducterias de descarga del aire caliente de refrigeración.

Para comprender realmente cómo comparar ahorros entre las dos versiones de refrigeración de compresores como así la opción por un compresor grande o varios más pequeños, consulte nuestra área de Ingeniería KAESER donde podemos realizar una auditoría energética del sistema para mostrar múltiples escenarios y el potencial el ahorro energético, considerando los otros tres elementos principales identificados anteriormente: ubicación, ventilación y si es requerido equipo de respaldo. Una vez auditada la sala de compresores, la ventilación, la calidad del agua de refrigeración, puede analizar los costos de inversión y mantenimiento.

 

Para más información del tema, por favor consulte a nuestro correo electrónico ingenieria.argentina@kaeser.com

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