TERMODINÁMICA EN LA SALA DE MÁQUINAS

14 de diciembre de 2021

Las aberturas de ventilación demasiado estrechas, las rejillas de ventilación bloqueadas, las temperaturas internas demasiado altas y las esteras filtrantes obstruidas, son cuatro ejemplos de salas de máquinas que aumentan el consumo de energía en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Son los principales responsables de la escasa eficiencia de los generadores de aire comprimido, que llevan el oxígeno a los depósitos de aireación. Desde AERZEN te contamos las buenas noticias: los cuatro pueden eliminarse con poco esfuerzo y una inversión financiera razonable.

«Cada bajada de eficiencia, incluso si es solo de unos pocos puntos porcentuales, se suma al final del día a una pérdida flagrante de eficiencia energética y, por lo tanto, a un aumento de los costos de electricidad”, enfatiza Torsten Lehmann (gerente de ventas del Norte / Este AERZEN Alemania). A menudo ha tenido que experimentar que la ventilación correcta de las salas de instalación de las máquinas, es uno de los «condiscípulos» olvidados en las plantas de tratamiento de aguas residuales. «Cuando se trata de ventilación no se trata directamente del volumen de aire que se transporta, sino de la cantidad de oxígeno necesaria para una nitrificación eficaz en las aguas residuales. Necesita el oxigeno. Esto es lo más importante cuando hablamos de tecnología de soplantes en ventilación de aire comprimido.

El término habitual de la ‘ventilación de aire comprimido’ en realidad no es correcto, ya que no se trata de aire comprimido sino de entrada de oxígeno en la sala de instalación y también de la orientación del edificio en la dirección de la brújula. Una aspiración alternativa de las máquinas a través de una tubería, directamente desde el exterior, también puede tener inconvenientes, ya que el ruido de aspiración se desplaza casi directamente hacia el exterior.

Del 100% de la energía utilizada, se pierde el 15 %, generalmente en una sala de máquinas mal diseñada: se trata de pérdidas térmicas debido a la radiación de calor de las unidades, pérdidas mecánicas debido a la presión negativa en la sala de máquinas y pérdidas de entrada.

Suministro de aire versus sonido.

Es completamente irrelevante de dónde obtienen los ventiladores el aire de admisión, es importante que haya suficiente aire pero a la temperatura adecuada. Esta afirmación aparentemente simple saca a la luz  contextos cruzados o dependencias en la práctica. Si un compresor de émbolos rotativos como el Delta Hybrid de AERZEN, proporciona aire en el tanque de aireación, entonces las emisiones en términos de ruido y temperatura están asociadas con él. Si al diseñar la sala de máquinas, la atención se centró exclusivamente en construir la carcasa exterior lo más insonorizada posible, puede conducir a que la Hybrid se quede sin aire. Antecedentes: debido al aislamiento acústico, fluye muy poco aire exterior al interior.

Como resultado de esta deficiencia, los compresores de desplazamiento positivo (de tornillo) generan una presión negativa dentro del edificio. Esto puede llegar tan lejos que las puertas ya no se puedan abrir. En términos de tecnología de proceso, la caída de la presión del aire tiene como consecuencia, que las unidades tengan que hacer más para impulsar la cantidad necesaria de oxígeno al sistema de activación. En otras palabras: las máquinas tienen que superar más presión diferencial porque la presión de succión negativa, aumenta la presión total.

Sala de instalación: más cálida, menos oxígeno.

Las rutas de suministro y escape de aire de dimensiones inadecuadas, dan a un segundo «depredador» de eficiencia un impulso adicional: la temperatura. Lo que es cierto para la presión del aire es también al revés para la temperatura. Cuanto más caliente se pone en la casa de la máquina, más delgado se vuelve el aire debido a las leyes físicas del gas. De ello se deduce que hay cada vez menos moléculas de oxígeno por metro cúbico, cuanto más caliente está el aire. Esta relación tiene un efecto importante en la biología del proceso de activación, ya que se bombea menos oxígeno al aumentar la temperatura. La cifra de O2 es decisiva para la nitrificación aeróbica.

La conclusión es: la unidad tiene que hacer más o funcionar más tiempo para llevar el oxígeno necesario a la piscina. El resultado: la demanda de energía aumenta. Expresado en números, un aumento de temperatura de 3 Kelvin reduce la eficiencia en aproximadamente un 1%. “Las salas de máquinas se calientan rápidamente 20º en comparación con la sala de máquinas y la temperatura exterior, y eso significa una pérdida de eficiencia del 7%”, explica Torsten Lehmann. Por esta razón, los convertidores de frecuencia que emiten calor, por ejemplo, no deben estar en la sala de instalación de ventiladores en plantas de tratamiento de aguas residuales, sino en una sala de instalación adicional para la instalación eléctrica.

Cualquiera que piense en el funcionamiento diario de ventiladores en plantas de tratamiento de aguas residuales que simplemente abriendo la puerta o ventana de una casa de máquinas para mejorar el clima interior ha realizado el cálculo sin el ruido. Con el objetivo de garantizar que un sistema pueda funcionar de la manera más eficaz cuando se tienen en cuenta todos los aspectos que afectan a dicho sistema, AERZEN ha desarrollado silenciadores deflectores para el suministro y escape de aire. Las unidades aseguran inicialmente una pérdida de inserción efectiva de 30 dB. Los fondos en el interior están diseñados de tal manera que reducen eficazmente el ruido y generan poca resistencia al flujo para que las unidades de la góndola no generen presión negativa. El fondo de suministro de aire se completa con una rejilla de protección contra la intemperie que también evita que los pájaros y las hojas entren en el conducto de entrada.

Aire de escape efectivo: baja la temperatura.

El deflector de aire de escape debe colocarse en el edificio de la máquina en relación con el deflector de aire de suministro de tal manera que «se obtenga un flujo lo más diagonal posible en el interior», explica Torsten Lehmann. La función principal del fondo de aire de escape es llevar el exceso de calor al exterior, lo mismo ocurre con el aire de escape que con el aire de impulsión en términos de emisiones de ruido: el calor tiene que salir, el ruido permanece adentro.

Por lo que AERZEN equipa los deflectores de aire de escape con elementos silenciadores y garantiza que el aire caliente salga rápidamente de la habitación con ventiladores de aire de escape. Torsten Lehmann: «Los extractores de aire se instalan con sensatez a la altura del techo, ya que aquí el aire es más cálido». Con respecto a la distribución de la temperatura, es importante que la casa de máquinas esté colocada correctamente en la dirección de la brújula.

«El aire de suministro está idealmente en el norte, el aire de escape en el sur», dice Torsten Lehmann y recomienda: «Aísle también las líneas de presión en la habitación, eso la hace notablemente más fría». Además, no es suficiente soplar Elimine los filtros obstruidos con aire comprimido. «Los filtros obstruidos crean rápidamente una resistencia a la presión de 25 milibares y más». En una planta de tratamiento de aguas residuales promedio con cuatro ventiladores, cada uno con una potencia de motor de 37 kW, 6900 horas de funcionamiento por año y 20 centavos por kilovatio hora, el filtro de succión obstruido solo funcionaría Quitarse de los ventiladores 5 Exigir por ciento más rendimiento: más de 10.000 euros al año.

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