2935 058 4 10 - Impresso na Bélgica - Sujeito a alterações sem aviso prévio. @ Atlas Copco Airpower nv, Fevereiro 2011
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Reaproveite a sua energia
Transforme o seu compressor em
uma fonte de energia
Combinando forças para
ajudar a salvar o nosso
planeta
Por que a energia é importante?
O ar comprimido é um dos insumos básicos mais importantes da indústria. É também
um dos maiores consumidores de energia. Portanto, qualquer otimização alcançada
em sistemas de ar comprimido exerce efeito considerável sobre os custos e o meio
ambiente.
Apesar de os sistemas de ar comprimido geralmente responderem por cerca de 10% do
consumo total de eletricidade industrial, este índice pode chegar a 40% das contas de
energia em determinadas fábricas. Em vista disso, a Atlas Copco há muitos anos vem
inovando em soluções de baixo consumo para a geração de ar comprimido.
Consumo anual de energia por sistemas de ar comprimido*
País Consumo de sistemas de
ar comprimido, TWh
% do consumo de
eletricidade industrial
França
12
11
Alemanha
14
7
Itália
12
11
Reino Unido
10
10
Restante da UE
32
11
* Blaustein, Edgar; Radgen, Peter (Ed.): Compressed Air Systems na Unidade Européia. Energia, Emissões, Potencial de Economia e
Ações Políticas. Stuttgart 2001
No mundo inteiro, as empresas confiam
em nossa experiência e nas inovações
com que contribuímos para a expansão
dos seus negócios.
Elas contam conosco para reduzir seus
custos sem perder a produtividade.
Levamos a sério as nossas
responsabilidades para com os clientes,
seu futuro e o futuro do nosso planeta.
Nós somos a Atlas Copco.
E energizamos empresas!
As mudanças climáticas estão entre as ameaças mais graves com que se
defronta o meio ambiente do nosso planeta. O Protocolo de Quioto define
padrões para o mundo inteiro, pelos quais os países e ramos de atividade
atuais devem definir metas rigorosas para a redução das emissões de dióxido de carbono. Pressões comerciais e legislativas visando preservar o meio
ambiente têm levado as empresas a buscar eficiência energética.
A concretização dessas metas não apenas confere mais respeito às empresas por suas credenciais ecológicas, como também melhora suas margens de lucro, graças à redução dos gastos com energia.
A economia de energia no ar comprimido traz
vantagens para o resultado financeiro da sua
atividade e para o planeta.
A Atlas Copco busca reduzir a equivalência de CO2 em cada etapa da vida útil de
um compressor, literalmente 'do berço ao túmulo'. Ocorre desde a fase de projeto,
passando pela fabricação do equipamento, sua distribuição, uso pelo cliente, alienação e
reciclagem.
Quando se considera a equivalência de carbono típica de um compressor de ar, a energia
consumida na sua utilização responde por 99% das emissões de CO2. E o consumo de
energia também costuma representar mais de 80% do custo do compressor em sua vida
útil. Assim, a estratégia de economizar energia em sistemas de ar comprimido reveste-se
de grande importância na preservação do meio ambiente e na rentabilidade do usuário.
Equivalência de CO2 típica dos compressores de ar
Emissão de CO2
durante o uso:
Outros
99%
Custo total de propriedade
Energia típica:
80%
Manutenção
Investimento
Inovar é essencial para a
Inovação é um dos valores essenciais da Atlas Copco. Ao longo dos
anos, a companhia tem se mantido na vanguarda da tecnologia para
compressores, com inovações importantes.
Centenas de patentes relativas a compressores e equipamentos
de tratamento de ar contribuíram para a posição da Atlas Copco,
conquistada e desde então mantida, como Primeira na Mente Primeira na Escolha® junto aos seus clientes.
Primeiro
compressor de
parafuso isento de
óleo, o UR4
1952
1904
Atlas Copco
introduz o
primeiro
compressor de
pistão isento de
óleo.
O primeiro
compressor Z com
projeto de parafuso
assimétrico,
resultando
em baixíssimo
Consumo
Específico de
Energia.
Atlas Copco é a
primeira a introduzir
um secador por
adsorção MD
patenteado, hoje
amplamente
instalado e adotado
pelas indústrias
devido à sua enorme
capacidade de
economizar energia.
1966
1969
1964
1967
Primeiro
compressor de
pistão do mundo
com dois estágios,
resfriado a água e
com ganhos de 10 a
15% no rendimento.
Primeiro
compressor de
parafuso lubrificado
da Atlas Copco.
Lançamento do
Elektronikon™,
primeiro sistema
eletrônico do
mundo para
controle e
monitoração com
baixo consumo de
energia.
O primeiro
Acionamento de
Velocidade Variável
(VSD) integrado.
Esta inovação
revolucionária
contribui para até
35% de economia
de energia.
1986
1994
1973
1993
1995
As primeiras
carenagens
silenciadoras
das unidades
GA lubrificadas,
reduzindo as
emissões de ruídos.
Os primeiros
compressores
Full Feature em
todo o mundo
com secadores
incorporados,
reduzindo o
consumo de energia
e as emissões de
CO2.
Lançamento
da linha ZH,
os primeiros
turbocompressores
centrífugos do
mundo com projeto
integrado e prontos
para trabalhar.
alcançar produtividade sustentável
Novas reduções
no consumo de
energia com o
aprimoramento
dos resfriadores
intermediários e
posteriores de ar
dos compressores
ZR.
Lançamento
do sistema/
controlador ES, que
otimiza a operação
em instalações
com vários
compressores.
Desenvolvida
a linha XD de
secadores de
adsorção por calor
de compressão
com alta eficiência
energética.
Atlas Copco é a
primeira fabricante
a receber a
certificação TÜV
na sua linha ZR de
compressores de
parafuso isentos
de óleo com
recuperação de
energia
1995
2002
2005
2009
2002
2003
2006
Introdução dos
compressores
Z Full Feature
com secador
MD integrado,
economizando até
20% de energia.
Com o Airscan™,
os clientes podem
avaliar suas
necessidades de
ar comprimido e
reconfigurar suas
instalações para
economizar mais
energia.
Os compressores
Z são os primeiros
a receber a ISO
8573-1 Classe 0
(sem traços de
óleo no fluxo de ar
conforme medição
da TÜV)
2011
uma nova e
instigante
oportunidade
de usar duas
vezes a sua
energia
Transforme o seu compressor
perdas por radiação
100%
Entrada de energia
elétrica
Resfriador de óleo
Elemento de
baixa pressão
Recuperação direta de calor e
calor de condensação
Elemento de
alta pressão
5% - 20%
Resfriador
intermediário
Calor de condensação no
ar de sucção
Resfriador
posterior
perdas por calor de condensação
De acordo com as leis da termodinâmica,
a energia usada para comprimir o ar é
transformada em calor. A maior parte deste
calor - mais de 90% - permanece no ar
comprimido e no óleo lubrificante. Uma
pequena parte perde-se para o meio ambiente
através de radiação.
Porém, a eletricidade não é a única fonte da
energia que chega ao sistema. O ar na sucção
do compressor contém vapor de água. O calor
retido no vapor é liberado por condensação
nos resfriadores intermediário e posterior.
Geralmente, o calor de condensação contido
no ar da sucção equivale a 5 - 20% da energia
elétrica recebida.
O projeto exclusivo do sistema de resfriamento
do compressor de parafuso isento de óleo ZR
com recuperação de energia permite a plena
captura de todo este calor do ar comprimido e
do sistema de óleo. Como resultado, a energia
total recuperada como água quente chega
a 80 - 105% da energia elétrica recebida,
dependendo das condições da instalação. Na
maioria das condições industriais, ela fica entre
90 e 95%.
Esta característica coloca o compressor de
parafuso isento de óleo ZR com recuperação
de energia em destaque sobre qualquer outra
tecnologia para compressores.
80% - 105%
total de energia
recuperada como
água quente
(dependendo das
condições da instalação)
em uma fonte de energia
Energia do calor recuperável
110%
105%
100%RH
70%RH
100%
elétrica)
Energia como água quente (% da alimentação
10 bar(e) de pressão de ar, 20°C na entrada de água, 90°C na saída de água
40%RH
95%
90%
85%
80%
15
20
25
30
35
40
45
Temperatura na sucção do ar [°C]
A energia do calor recuperável depende das condições reais da
instalação e da pressão do sistema de ar comprimido.
Com a pressão de 10 bar(e) na rede de ar comprimido, 30°C na
admissão e 70% de umidade relativa (RH), a energia recuperável
chega a 90-95%.
Consulte a Atlas Copco para condições em projetos específicos.
Expande os limites da rec
Certificação TÜV
A TÜV supervisionou os testes da Atlas Copco e certificou os
compressores de parafuso isentos de óleo da linha ZR 55-750,
resfriados a água e equipados com sistemas incorporados de
recuperação de energia.
O processo de teste envolveu a medição em tempo real da
potência elétrica de entrada e da potência de saída como água
quente.
Comprovou-se que, sob pressão de 10 bar(e) / 145 psig, nas
condições específicas de projeto de 40°C de temperatura
ambiente, 70% de umidade relativa e 20°C de temperatura da
água de resfriamento, foi possível recuperar 100% da potência
elétrica de entrada na forma de água quente.
O que é a TüV?
A alemã Technische ÜberwachungsVerein
(Organização de Certificação Técnica)
é uma organização internacional
independente, especializada na avaliação
da segurança e qualidade da tecnologia.
A TÜV é reconhecida mundialmente
pela independência, neutralidade,
profissionalismo e rigor.
cuperação de energia
As aplicações da energia recuperada
A água quente recuperada do sistema
de ar comprimido pode ser usada para
finalidades sanitárias, aquecimento
ambiental e, principalmente, aplicações
de processo. Usar a água quente para
abastecer caldeiras ou diretamente em
processos que demandem água entre 70
e 90 °C pode poupar fontes energéticas
dispendiosas como o gás natural e o óleo
térmico.
Refrigeradores acionados por energia
térmica (chillers) são outra possível
aplicação para o calor recuperado do
sistema de ar comprimido, gerando mais
oportunidades de economizar energia.
Consulte a Atlas Copco para receber
orientação especializada para criar a
solução de ar comprimido que seja mais
eficiente.
Ar comprimido
Eletricidade
Água quente
Água fria
Unidade de controle de recuperação
de energia
Água quente 70° - 90°C
Chuveiros
Aquecimento
ambiental
Caldeiras a
vapor
Processo
Chillers por calor
Trocadores de calor
Aplicações de aquecimento em
processos: alguns exemplos
O vapor é o meio preferido graças à sua elevada capacidade de transporte
de calor, além de ser intrinsecamente seguro (não inflamável). Aplicações
de alto nível demandam grandes quantidades de água quente, como água
quente de processo ou alimentação de caldeiras. O uso da água quente
do compressor pode reduzir bastante ou mesmo eliminar o consumo de
combustível térmico neste particular.
Alimentos e bebidas
Água quente e vapor são usados
em muitos processos com laticínios.
Costuma-se usar vapor na pasteurização,
escaldação, limpeza e esterilização de
recipientes de cozimento, secagem de
produtos etc.
Laticínios de grande porte consomem
vastas quantidades de água quente e
vapor em processos contínuos. Aqui, o
sistema do compressor para a recuperação
da energia da água quente consegue
economizar bastante energia.
Produtos Químicos
Produtos farmacêuticos
A indústria química e as refinarias são
grandes usuárias de vapor em aplicações
como:
Usam-se grandes quantidades de vapor na
indústria farmacêutica e em processos de
manufatura.
• Torres de craqueamento térmico
que demandam vapor bastante
superaquecido, geralmente sob pressão
de 40 bar.
Processos de controle da temperatura
da fermentação, secagem e esterilização
fazem parte da rotina diária da indústria
farmacêutica.
• O refervedor e o restante da coluna
de stripping que empregam vapor
superaquecido sob pressão média,
geralmente 10 bar.
O método de limpeza CIP (Limpeza no
Lugar), o SIP (Esterilização no Lugar),
a esterilização por contato direto em
biorreatores e fermentadores e as
barreiras de vapor contra bactérias são
comumente empregados nessas unidades
de produção.
• O rastreamento térmico em tubulações
e outras aplicações que demandam
vapor superaquecido a baixa pressão,
geralmente 2 bar.
Em alguns processos, recupera-se boa
quantidade de água quente depois que
o vapor condensa. A água quente dos
compressores é usada como reposição
para compensar as perdas.
A energia térmica recuperada do
compressor de ar Atlas Copco contribui
para a rentabilidade da operação.
Produtos têxteis
O tingimento de tecidos utiliza volumes consideráveis de água
quente entre 80 e 90°C. Os sistemas de Recuperação de Energia
dos compressores da Atlas Copco podem suprir diretamente esta
água para o processo.
No caso do tratamento de filamentos e fibras, usa-se vapor
no processo térmico em fibras artificiais, para que atinjam
estabilidade dimensional, maior volume e resistência ao
enrugamento e ao calor.
Papel e celulose
Volumes expressivos de ar comprimido
são aplicados na indústria de papel e
celulose. Os processos industriais também
utilizam vastas quantidades de vapor.
Aplicações típicas são em branqueadores,
digestores, máquinas de celulose e
evaporadores de licor negro.
Controle de umidade
Usa-se vapor na umidificação devido à sua limpeza e esterilidade
intrínseca.
É comum empregar o vapor na umidificação de salas limpas na
montagem de componentes eletrônicos, na produção de pastilhas
cerâmicas e na indústria farmacêutica. Como o vapor é usado
em fluxo contínuo, é requerida uma contínua reposição de água.
A água quente do compressor de ar pode pré-aquecer a água de
reposição e, por consequência, reduzir o consumo de energia da
caldeira.
Turbinas a vapor
Usa-se vapor altamente superaquecido
(normalmente a 40 bar) em aplicações de
acionamento, como turbinas a vapor.
As turbinas são usadas como máquinas
motrizes para geração de energia elétrica
própria e para diversas outras máquinas.
A água quente para pré-aquecimento de
caldeiras reduz o consumo de combustível
e contribui para uma economia
significativa.
Série de compressores ZR com recuper
Compressores de parafuso isentos de óleo com velocidade fixa
1060
bar(e) 12
2120
3180
4240
5300
CFM
174
10
145
8
116
6
87
4
58
2
29
0
30
60
90
120
150
psi(g)
ZR 55-90
ZR 110-145
ZR 160-275
ZR 300-425
ZR 450-750
m³/min
Compressores de parafuso isentos de óleo com velocidade variável
1060
bar(e) 12
2120
3180
4240
5300
CFM
174
10
145
8
116
6
87
4
58
2
29
0
30
60
90
120
150
m³/min
psi(g)
ZR 75-90 VSD
ZR 132-160 VSD
ZR 250-315 VSD
ZR 400-500 VSD
ZR 700-900 VSD
ração de energia
1.000
m3/ano
ton CO2
/ano
1.000 €
1000
2207
600
800
1765
480
600
1324
360
400
883
240
200
441
120
0
0
0
110%
100%
90%
80%
Recuperação de Energia (1)
Possível economia anual de gás natural (2)
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750
kW nominal do compressor
Um compressor de 400 kW com recuperação de energia de 90% pode economizar em
um ano cerca de 400.000 m³ de gás natural, 883 ton de CO2 e € 240.000.
1.000
m3/ano
ton CO2
/ano
1.000 €
1200
2879
600
1000
2399
500
800
1919
400
600
1439
300
400
960
200
200
480
100
0
0
0
110%
100%
90%
80%
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750
kW nominal do compressor
Um compressor de 650 kW com recuperação de energia de 90% pode economizar em
um ano cerca de 800.000 lts de óleo térmico, 1.919 ton de CO2 e € 400.000.
(1) Recuperação de Energia como água quente, dependendo das
condições do local.
(2) De acordo com condições de referência em funcionamento à plena carga
Horas de funcionamento por ano: 8500 - Rendimento da caldeira: 70%
Óleo térmico
Valor calórico 43.000 kJ/kg
Custo 0,5 €/l
CO2 /MWh 0,279 ton
Gás natural
39.000 kJ/m3
0,6 €/m3
0,203 ton
FONTE: http://www.defra.gov.uk/environment/business/reporting/pdf/20090928-guidelines-ghgconversion-factors.pdf
Recuperação de Energia (1)
Possível economia anual de óleo térmico (2)
Unidade de controle de recuperação de energia
Este tipo de unidade é projetado especificamente
para transferir a energia recuperada de
compressores de ar isentos de óleo para o
processo do cliente.
A unidade de controle fica instalada entre o compressor
e o circuito de resfriamento e de aquecimento do cliente.
O projeto modular garante perfeita integração da Unidade
de Recuperação de Energia com a aplicação.
Principais funcionalidades:
•Regulagem da pressão e da temperatura da água de
resfriamento do compressor, mantendo o sistema de ar
comprimido em condições ideais de trabalho
•O compressor opera independente do processo do
cliente
•Excelente qualidade da água de resfriamento do
compressor
•Interface única entre o sistema de ar comprimido - até 4
unidades - e o processo do cliente.
Tabela de opcionais
Modelos
ER 90
ER 275
ER 425
ER 900
 Trocador de calor de aço inoxidável, de apoio ao processo
Existem 4 tamanhos de unidades de controle, capazes de
tratar da energia recuperada de compressores isentos de
óleo com até 900 kW.
A configuração completa padronizada pode ser ampliada
com uma série de opcionais específicos da aplicação.
 Trocador de calor de aço inoxidável para
o circuito de processo do cliente (*)
 Conexões de água de resfriamento para
o secador tipo (I)MD (*)
 Bomba d'água de reserva
Escopo padrão de fornecimento:
 Suportes de chumbadores
• Bomba d'água de velocidade variável
1
 Nº máximo de compressores conectáveis:
4
4
4
• Válvula de bypass de 3 vias com controle eletrônico
• Microprocessador Elektronikon® com tela gráfica para o
sistema de monitoração e controle
(*) Se esta opção for selecionada, o trocador de calor de reserva, incorporado, é automaticamente
selecionado.
• Cubículo elétrico pré-montado
• Ponto único de conexão elétrica (300-500 V 50/60 Hz)
C
• Trocador(es) de calor de placas gaxetadas de aço
inoxidável
• Válvula de alívio de pressão
A
• Vaso de pressão para expansão
B
• Válvula automática de desaeração
Dimensões
A (mm)
B (mm)
C (mm)
ER 90 - 900
1450
1500
1500
Sem trocador de calor opcional para o processo do
cliente
ER 90 - 900
Com trocador de calor opcional para o processo do
cliente
1950
1500
1500
• Aprovação CE ou ASME dependendo dos requisitos
locais
• Conexões unificadas de entrada e saída (flanges DIN ou
ANSI)
• Base comum com todos os tubos e conexões incluídos
• Cabine protetora
Equipamentos opcionais:
 Trocador de calor de apoio ao processo incorporado: garante a manutenção do
ponto de ajuste solicitado para a água de resfriamento fornecida ao compressor. Se
nem toda a energia térmica (água quente fornecida pelo compressor) for consumida
pelo processo do cliente, o circuito de água de resfriamento fria conectado a este
trocador de calor reduzirá ainda mais a temperatura.
 Trocador de calor incorporado para o circuito de processo do cliente: um
trocador de calor de placas gaxetadas de aço inoxidável para a água do processo
 Conexão secundária de água fria para resfriamento: Disponível para abastecer
o secador (I)MD com água de resfriamento
 Bomba d'água de reserva: Uma bomba de circulação de água, com velocidade
variável, entra em ação imediatamente quando a bomba em serviço pára. Válvulas de
isolamento e retenção estão incluídas.
 Chumbadores: Garantem a fixação da unidade às fundações
 Compressores conectáveis: Há unidades de controle disponíveis para tratar da
energia térmica no fluxo de água de resfriamento de vários compressores, com até 4
compressores conectados a uma única unidade de controle.
Controle e monitoração
O controlador Elektronikon®, em sua geração mais recente,
oferece grande variedade de recursos para controle e monitoração
que permitem aumentar a eficiência e a confiabilidade da
máquina:
•Maior facilidade de uso, com monitor colorido de alta definição
de 6 polegadas com pictogramas nítidos e indicadores adicionais
por LEDs.
•Interface de usuário em vários idiomas e teclado durável
•Servidor de internet (website) incorporado para visualização de
todos os parâmetros
•Funções de controle remoto e conectividade através de contatos
digitais e interfaces com barramentos de campo