2024-12-12
No campo da produção industrial, o sistema de recuperação de calor residual de compressores de ar está a desempenhar um papel cada vez mais importante. Ele não apenas utiliza a energia de forma eficaz e reduz os custos operacionais das empresas, mas também atende aos requisitos de proteção ambiental e conservação de energia na era atual. E o cálculo da capacidade de produção de água na recuperação de calor residual de compressores de ar é um indicador chave para medir a eficiência deste sistema. Este artigo explorará em profundidade os padrões de algoritmo para a capacidade de produção de água na recuperação de calor residual de compressores de ar para ajudá-lo a entender e aplicar melhor esta tecnologia.
Durante a operação de um compressor de ar, a maior parte da energia elétrica é convertida em energia mecânica para comprimir o ar, e uma parte da energia é dissipada na forma de calor, fazendo com que a temperatura do ar comprimido aumente significativamente. O sistema de recuperação de calor residual do compressor de ar é baseado neste princípio. Através de um dispositivo de troca de calor, o calor no ar comprimido de alta temperatura ou no óleo lubrificante é transferido para água fria, de modo que a água fria é aquecida e água quente é gerada. Esta água quente pode ser amplamente utilizada em cenários como aquecimento de água doméstica e água de processo em fábricas, realizando a utilização secundária de energia.
(I) Potência e Tempo de Operação do Compressor de Ar
Quanto maior a potência do compressor de ar, mais calor ele gerará por unidade de tempo. Quanto maior o tempo de operação, maior será o calor total acumulado. Por exemplo, o calor recuperável gerado por um compressor de ar de 55kW funcionando continuamente por 8 horas é certamente maior do que o de um compressor de ar de 37kW funcionando por 4 horas, e a correspondente capacidade potencial de produção de água também será maior.
(II) Taxa de Recuperação de Calor
Mesmo que o compressor de ar gere uma grande quantidade de calor, se a eficiência do dispositivo de recuperação de calor for baixa, o calor real recuperado será muito reduzido. Trocadores de calor de alta eficiência e projetos de sistema razoáveis podem melhorar a taxa de recuperação de calor, permitindo que mais calor seja transferido para água fria e, assim, aumentando a capacidade de produção de água. De modo geral, a taxa de recuperação de calor de um sistema de recuperação de calor residual de alta qualidade pode atingir 70% - 90%.
(III) Temperatura da Água de Entrada e Temperatura da Água Alvo
Quanto menor a temperatura da água de entrada, maior a diferença de temperatura com a fonte de calor de alta temperatura, maior a força motriz para a transferência de calor, mais calor pode ser absorvido e maior será a capacidade de produção de água. Enquanto isso, a configuração da temperatura da água alvo também afetará a capacidade de produção de água. Se uma temperatura da água alvo mais alta for necessária, mais calor precisa ser absorvido. Sob outras condições inalteradas, a capacidade de produção de água pode diminuir relativamente. Por exemplo, quando a temperatura da água de entrada é de 15°C e a temperatura da água alvo é definida em 55°C, em comparação com quando a temperatura da água alvo é definida em 45°C, mais calor precisa ser absorvido para atingir a primeira, e a capacidade de produção de água diminuirá em conformidade.
Com base na lei da conservação de energia, podemos derivar a fórmula de cálculo para a capacidade de produção de água na recuperação de calor residual de compressores de ar.
O calor gerado pelo compressor de ar Q₁ = P * t * η₁ (onde P é a potência do compressor de ar, t é o tempo de operação e η₁ é a eficiência de conversão de calor do compressor de ar, geralmente variando de 0,7 a 0,9).
Seja o calor específico da água c, a massa de água m e o aumento da temperatura da água ΔT. Então, o calor absorvido pela água Q₂ = c * m * ΔT.
Em condições ideais, Q₁ = Q₂, então podemos obter m = P * t * η₁ / (c * ΔT).
E a capacidade de produção de água V = m / ρ (onde ρ é a densidade da água).
Depois, podemos obter a fórmula para a capacidade de produção de água: V = P * t * η₁ / (c * ρ * ΔT).
Tomemos como exemplo uma fábrica em Guangzhou. A fábrica instalou um compressor de ar de 75kW que opera por 10 horas por dia. A eficiência de conversão de calor do compressor de ar é considerada 0,8, a temperatura da água de entrada é 20°C e a temperatura da água alvo é 60°C. O calor específico da água c = 4,2*10³ J/(kg·°C) e a densidade da água ρ = 1000kg/m³.
De acordo com a fórmula, ΔT = 60 - 20 = 40°C.
V = 75*10*0.8 / (4.2*10³*1000*40) * 3600 (convertendo horas em segundos) ≈ 1.29m³.
Através da medição real, a capacidade média diária de produção de água do sistema de recuperação de calor residual do compressor de ar nesta fábrica é de cerca de 1,25m³, o que é relativamente próximo do valor de cálculo teórico. Isso mostra que, através do cálculo preciso com base nos padrões do algoritmo, ele pode fornecer uma base confiável para as empresas estimarem a capacidade de produção de água e ajudar as empresas a planejar razoavelmente o uso de água quente e estratégias de gerenciamento de energia.
Compreender com precisão os padrões do algoritmo para a capacidade de produção de água na recuperação de calor residual de compressores de ar é de grande importância para as empresas otimizarem a utilização de energia e melhorarem os benefícios econômicos. Ao analisar profundamente os fatores que afetam a capacidade de produção de água, derivando fórmulas de algoritmo razoáveis e combinando com casos práticos para verificação, podemos projetar, operar e avaliar melhor os sistemas de recuperação de calor residual de compressores de ar. No futuro, com o progresso contínuo da tecnologia, os padrões do algoritmo podem ser otimizados e aprimorados ainda mais. Enquanto isso, a tecnologia de recuperação de calor residual de compressores de ar também será amplamente aplicada em mais indústrias, contribuindo com maior força para o desenvolvimento verde e sustentável do campo industrial.
Guangzhou Cleanroom Construction Co., Ltd. tem se dedicado à pesquisa e desenvolvimento e aplicação da tecnologia de recuperação de calor residual de compressores de ar. Continuaremos a prestar atenção às tendências da indústria e fornecer aos clientes soluções de recuperação de calor residual mais precisas e eficientes. Se você tiver alguma dúvida ou necessidade em relação aos sistemas de recuperação de calor residual de compressores de ar, entre em contato conosco a qualquer momento.