Reduzir os custos energéticos através da recuperação de calor

A recuperação de calor é uma excelente oportunidade para as lavandarias melhorarem a eficiência e reduzirem as contas de energia. Muitas lavandarias comerciais estão a recorrer a sistemas de recuperação de calor para capturar a energia térmica do calor desperdiçado e reutilizá-la para pré-aquecer eficientemente a água ou o ar que entra. Os sistemas de permutadores de calor mais comuns que satisfazem os requisitos específicos das lavandarias são os permutadores de calor água-água e ar-água.

Neste artigo, discutiremos a eficiência dos permutadores de calor água-água, os desenhos mais adequados para lavandarias, os benefícios da implementação de tais sistemas, e como mantê-los para terem um desempenho óptimo.

Transferência de calor altamente eficiente

Num típico permutador de calor água-água, a água entra e circula em torno das águas residuais mais quentes que saem. As águas residuais transferem a sua energia térmica para a água através das paredes interiores, aquecendo a água, e arrefecendo as águas residuais à medida que saem da unidade. A gama média de eficiências de tais sistemas varia entre 50% a 80%. A eficiência é o resultado dos ajustes do fluxo.

Existem três configurações de fluxo primário:

• Fluxo paralelo: os dois fluidos entram na mesma extremidade do permutador de calor e fluem na mesma direção, paralelamente um ao outro. Neste desenho, as diferenças de temperatura são grandes na entrada, mas as temperaturas dos fluidos aproximar-se-ão de um valor semelhante nas saídas.

• Contra corrente: os dois fluidos entram em extremidades opostas do permutador de calor e fluem um contra o outro. Neste desenho, as diferenças de temperatura são menores, mas mais constantes ao longo do comprimento do permutador. É possível que o fluido aquecido possa deixar o permutador a uma temperatura mais elevada do que a temperatura de saída do fluido de aquecimento. Este é o desenho mais eficiente devido ao diferencial de temperatura mais elevado ao longo do comprimento do permutador. Tanto o Heat-X Energo da Christeyns, como o Heat-X Rotor são caracterizados por esta contra corrente.

• Corrente cruzada: os dois fluidos fluem perpendicularmente um ao outro.

Como selecionar o permutador de calor de água certo para a sua roupa?

Há vários tipos diferentes de permutadores de calor de água-água disponíveis para a recuperação de calor residual. Estes incluem permutadores de calor de corpo tubular, disco e corpo impresso. No entanto, os principais tipos de permutadores de calor que são aplicados na indústria da lavandaria são os permutadores de calor de corpo tubular.

Os permutadores de calor de corpo tubular são o desenho mais comum nas lavandarias. Consistem num arranjo paralelo de tubos num corpo pressurizado. Isto permite que os tubos conduzam a transferência de calor sob pressão mais elevada do que alguns outros modelos.

Além disso, nas lavandarias, o tamanho e a forma são fatores importantes porque as limitações de espaço podem ditar o posicionamento e os requisitos de pegada ambiental. Isto torna os desenhos de corpo-tubular mais adequados do que outros sistemas de troca de calor.

Heat-X Energo da Christeyns é um bom exemplo de
design compacto. É um permutador de calor plug-and-play de corpo-tubular que é posicionado verticalmente.

Os permutadores de calor rotativo de discos são também uma boa opção para lavandarias. Contêm uma secção de disco oco rotativo colocado num corpo. A água flui dentro dos discos rotativos, enquanto as águas residuais fluem em torno dos discos. Este desenho é adequado para lavandarias onde a água residual é muito suja. A conceção da superfície dos discos assegura que a água que flui à sua volta está sempre em movimento turbulento, o que impede a sedimentação de cálcio e partículas de sujidade. Desta forma, não necessitam de limpeza periódica.

Heat-X Rotor da Christeyns é um exemplo de um permutador de calor rotativo de disco. Este desenho é mais adequado para lavandarias que lavam roupa de trabalho.

Benefícios da implementação de um sistema de troca de calor água-água na sua lavandaria

A principal vantagem de instalar um sistema de recuperação de calor na sua lavandaria é que o ajudará a reduzir o seu consumo de energia e a poupar dinheiro na sua conta de gás.

Por exemplo, o Heat-X Energo da Christeyns permite uma redução de energia de mais de 50% no processo de lavagem. Além disso, como o calor residual é utilizado para pré-aquecer a água da lavagem, as temperaturas têxteis são mais elevadas, levando a uma menor retenção de humidade na roupa. Resultado? Uma poupança adicional até 20% no processo de secagem e acabamento.

O gráfico abaixo mostra os benefícios do enxaguamento a quente. O eixo Y mostra a retenção de humidade na roupa em percentagem, enquanto o eixo X representa os segundos de prensagem, a pressão total. Quando a temperatura do tecido é de 27°C, a humidade residual será de aproximadamente 58%. Contudo, quando a roupa tem uma temperatura de 48°C, a humidade residual será de aproximadamente 52%.

Além disso, a implementação de um sistema de troca de calor pode também ajudar a prolongar a vida útil do seu equipamento, diminuindo a tensão nas peças mecânicas devido à redução da temperatura de funcionamento.

Finalmente, tal sistema pode ajudá-lo a cumprir os regulamentos ambientais relativos à redução de emissões. Especialmente para lavandarias comerciais que utilizam esgotos urbanos para as suas águas residuais, os permutadores de calor água-água podem ser benéficos para arrefecer as águas residuais de modo a cumprir os regulamentos legais.

Requisitos de manutenção para um desempenho ótimo

Uma manutenção cuidadosa dos sistemas de troca de calor pode proporcionar ganhos rápidos, assegurando que o equipamento está a funcionar plenamente. Esta manutenção visa contrariar os efeitos da incrustação. Em geral, as incrustações ocorrem quando as partículas se acumulam nas superfícies do permutador de calor e impedem a transferência de calor e restringem o fluxo de fluidos. Para parar esta precipitação de partículas, podem ser utilizados aditivos químicos.
Além disto, atividades simples de manutenção preventiva, tais como lavagem ou reparações que requerem a remoção do feixe-de-tubos do corpo do permutador para limpeza, podem ajudar a prevenir incrustações.

Por exemplo, o Heat-X Energo da Christeyns tem
backflush automático para evitar bloqueios.

Mantenha o calor em movimento. Contacte-nos!

Há vários tipos de permutadores de calor água-água disponíveis para sistemas de recuperação de calor residual em lavandarias. Cada tipo tem as suas próprias vantagens e desvantagens e devem ser consideradas ao selecionar qual é o mais adequado para as suas operações. Contacte o seu especialista Christeyns para o ajudar a escolher a melhor solução para a sua lavandaria.

Bibliografia

IPIECA – https://www.ipieca.org/resources/energy-efficiency-solutions/efficient-use-of-heat/heat-exchangers-2022/
Consulted on February 3, 2023.

Jiri Jaromir Klemes, Olga Arsenyeva, Petro Kapustenko, Leonid Tovazhnyanskyy. “Compact Heat-exchangers for energy transfer intensification”– CRC Press (2015).