Os sistemas instantâneos de água quente sanitária (AQS) tornaram-se comuns na indústria de processamento, substituindo o tradicional aquecedor de acumulação. Com inúmeros aspectos a considerar para garantir a máxima eficiência e fiabilidade destes sistemas, este artigo explica porque é que olhar para o panorama geral pode ajudar.
Como é que a água quente pode ser gerada instantaneamente, sem necessidade de volumes armazenados?
Nos últimos 20 anos, registou-se uma mudança significativa na produção de água quente, tanto para aplicações industriais como domésticas. A abordagem tradicional era a dos termoacumuladores, que consistiam num grande depósito capaz de gerar calor numa massa de água através de uma serpentina de transferência de calor aquecida a vapor.
No entanto, esta abordagem tem limitações de um ponto de vista técnico. O volume de água armazenado nos aquecedores de acumulação continua a irradiar calor mesmo quando não é necessário, resultando em perdas de eficiência energética. Além disso, este calor residual pode criar um ambiente propício ao crescimento da bactéria Legionella, constituindo assim um risco para a saúde. Poderá estar interessado em LEGIONELLA EM SISTEMAS DE ÁGUA QUENTE: ACTUALIZAÇÃO DO RD 487/2022
A mudança para sistemas de água quente instantânea nos últimos anos tem sido impulsionada pela necessidade de melhorar a eficiência energética e minimizar os riscos para a saúde associados aos termoacumuladores tradicionais. A tecnologia de produção instantânea de água quente sanitária utilizando vapor provou ser uma solução altamente eficaz, permitindo a produção de água quente de forma instantânea e eficiente, sem a necessidade de armazenamento volumoso e as desvantagens associadas.
Qual é a solução moderna para a produção instantânea de água quente sanitária (AQS) utilizando vapor?
Tecnologia de permutador de calor de placas. Os permutadores de calor de placas podem proporcionar elevados níveis de transferência de calor num invólucro muito compacto, normalmente com cerca de um terço do tamanho de um esquentador equivalente. A sua rápida transferência de calor permite que a água quente seja produzida instantaneamente, eliminando a necessidade de grandes tanques de armazenamento de água quente, eliminando as perdas inerentes ao armazenamento e reduzindo o risco de legionela.
Sabendo que a água quente pode ser produzida a um ritmo adequado à procura, como é que se distribui grandes quantidades de energia térmica pelo local para aquecer essa água? Bem, o vapor é o meio ideal. O vapor contém grandes quantidades de energia em cada quilograma, aproximadamente 23 vezes mais energia por quilograma do que um sistema de água! O resultado? Tubos mais pequenos e leves e menos espaço necessário nas salas de máquinas e condutas: uma forma compacta e sem bombas de distribuir grandes quantidades de energia no local.
É importante considerar a obtenção de vapor seco ao projectar uma nova instalação ou ao gerir um sistema existente. A distribuição de vapor a alta pressão mantém as dimensões das tubagens reduzidas, resultando numa área de superfície de tubagem baixa e minimizando as perdas por radiação.
Pretendemos que o vapor seco de boa qualidade chegue ao permutador de calor para maximizar a eficiência e minimizar o consumo de vapor. O vapor húmido contém uma proporção de água e, por isso, é importante ter uma boa drenagem do vapor principal para obter vapor de boa qualidade.
É importante remover os gases não condensáveis do sistema de distribuição, uma vez que estes criam uma barreira à transferência de calor. Isto é conseguido através da utilização de saídas de ar instaladas em pontos estratégicos do sistema de tubagem. Os gases também podem ser minimizados através de boas práticas na sala da caldeira. Isto pode ser conseguido através de um tratamento adequado da água e mantendo a temperatura da água de alimentação da caldeira elevada para permitir que o oxigénio dissolvido saia da solução antes de chegar à caldeira, normalmente a pelo menos 85°C num tanque de água quente atmosférica. A desaeração por pressão é a melhor forma de remover o oxigénio da água de alimentação, uma vez que permite que a água atinja temperaturas superiores a 100°C, expulsando os gases não condensáveis da solução.
É por isso que é tão importante ter uma visão geral do sistema. A realização de medições tanto na sala da caldeira como no sistema de distribuição influencia directamente a qualidade do vapor e, consequentemente, a eficiência dos permutadores de calor nas casas das máquinas que são utilizados para gerar água quente.
Ao evitar a dependência do armazenamento de água quente e ao aplicar as melhores práticas em todo o local, os utilizadores, tais como as fábricas e a indústria dos cuidados de saúde, podem melhorar a eficiência energética, reduzir o risco de legionella e fornecer água quente fiável e consistente tanto para os processos como para as pessoas. Mais..:
A presença de gases não condensáveis no sistema de distribuição de vapor pode ter um impacto significativo na eficiência da troca de calor. Estes gases, como o ar e outros vapores, actuam como uma barreira à transferência de calor, diminuindo a capacidade do vapor para aquecer eficazmente a água. Por conseguinte, é essencial remover estes gases para garantir um desempenho óptimo do sistema.
Uma forma comum de remover gases não condensáveis é através da utilização de saídas de ar estrategicamente localizados no sistema de condutas. Estes purgadores permitem a libertação de gases não condensáveis, assegurando assim que o vapor pode transferir eficazmente a sua energia térmica para a água. Ao eliminar estes gases, a capacidade do sistema para fornecer água quente instantânea e fiável é melhorada.
Para além dos colectores, é essencial implementar boas práticas na sala das caldeiras. O tratamento adequado da água é crucial para minimizar a presença de gases não condensáveis. Ao tratar a água de alimentação da caldeira, a quantidade de oxigénio dissolvido pode ser reduzida, o que, por sua vez, reduz a possibilidade de formação de gases não condensáveis. Além disso, a manutenção de uma temperatura elevada da água de alimentação da caldeira ajuda a expulsar o oxigénio dissolvido antes de chegar à caldeira, melhorando assim a qualidade do vapor gerado.
A desaeração por pressão é uma técnica eficaz para remover o oxigénio da água de alimentação da caldeira. Ao submeter a água a pressões e temperaturas elevadas, promove-se a libertação de oxigénio e de outros gases não condensáveis. Este processo de desaeração por pressão ajuda a garantir que a água de alimentação da caldeira está livre de impurezas e gases indesejáveis, o que contribui para a produção de vapor de alta qualidade.
É importante notar que todas estas acções tomadas tanto na casa das caldeiras como no sistema de distribuição têm um impacto directo na qualidade do vapor gerado. O vapor de alta qualidade, isento de gases não condensáveis e com humidade controlada, garante uma eficiente transferência de calor para os permutadores de calor localizados nas casas das máquinas. Estes permutadores de calor são responsáveis pela produção instantânea e fiável de água quente para processos industriais ou necessidades de água quente no sector da saúde.
Ao evitar a dependência de grandes volumes de armazenamento de água quente e ao implementar as melhores práticas em todo o local, as fábricas e o sector da saúde podem alcançar uma maior eficiência energética. Ao reduzir as perdas de calor associadas ao armazenamento de água quente e ao assegurar a remoção de gases não condensáveis, o consumo de energia é optimizado e o risco de legionella ou outros problemas de qualidade da água é minimizado.
Sistema HTG Spirax EasiHeat™
O sistema de geração instantânea de água quente sanitária a vapor Spirax EasiHeat™ incorpora a tecnologia SIMS, que é uma solução completa, compacta e pronta a usar que permite a transferência de calor de vapor para água com um desempenho superior de eficiência energética. Para aplicações com condições de carga estáveis, tais como aplicações de aquecimento em circuito fechado, o Spirax EasiHeat™ HTG pode ajudá-lo a reduzir custos, combater o desperdício e mitigar o seu impacto ambiental, reduzindo as emissões de CO2 e a pegada de carbono, fazendo uma mudança positiva para um futuro mais sustentável.
Principais características e vantagens
- Solução compacta de transferência de calor que incorpora a tecnologia SIMS.
- Monitorização da energia, emissões de CO2, comunicações, monitorização remota e envio de alarmes do sistema por SMS ou correio electrónico.
- Produz água quente para aquecimento e processos.
- Função "Boost" anti-Legionella
- Concebido para subarrefecer o condensado e proporcionar uma elevada eficiência.
- Mantém uma temperatura estável.
- Desempenho garantido.
- Totalmente montado e testado, pronto a instalar.
- Opções disponíveis para todas as aplicações.
O Spirax EasiHeat™ HTG é uma solução completa e compacta de transferência de calor de vapor para água que oferece eficiência energética, controlo preciso, facilidade de utilização e manutenção simples. Com a tecnologia SIMS, assegura um desempenho superior, custos de funcionamento reduzidos e uma abordagem sustentável, contribuindo para um futuro mais eficiente e com menor impacto ambiental.
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