Poupança de água e energia em sistemas de arrefecimento - FReE Technology

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A escassez de água na Europa é uma questão complexa que exige atenção e ação imediatas. Sustentável sistemas de arrefecimento oferecem uma via para realizar poupanças de energia e de água, contribuindo simultaneamente para o cumprimento do objetivo de Objectivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. Ao integrar estas tecnologias e práticas em vários sectores, a Europa pode dar passos significativos no sentido de alcançar a segurança da água e construir um futuro mais sustentável para todos.

Apesar de ser conhecida pelo seu clima temperado e pelos seus abundantes recursos hídricos, a Europa não está imune aos impactos da escassez de água. Dado que a região enfrenta uma procura crescente de sistemas de arrefecimento para atender a várias indústrias, é crucial desenvolver soluções sustentáveis que promovam a poupança de energia e água, ao mesmo tempo que se alinham com os Objectivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) das Nações Unidas. Este artigo explora a interligação entre escassez de água, sistemas de arrefecimento, eficiência energética, conservação da água, corrosão, transferência de calor e sua relevância para os ODS.

Otimização dos sistemas de refrigeração através de estratégias abrangentes de tratamento de água

O tratamento da água desempenha um papel vital no aumento da eficiência e sustentabilidade dos sistemas de refrigeração. Ao controlar eficazmente a corrosão, a formação de incrustações e o crescimento microbiológico, as indústrias podem garantir que os seus sistemas de refrigeração funcionam com o máximo desempenho, poupando energia e água. O aumento dos ciclos de concentração e a implementação de métodos de limpeza em linha contribuem ainda mais para melhorar os coeficientes de transferência de calor, reduzir o consumo de água e minimizar os custos operacionais. À medida que continuamos a dar prioridade à sustentabilidade ambiental, investir no tratamento adequado da água para sistemas de refrigeração é um passo crucial para alcançar a eficiência energética e a gestão responsável da água em várias indústrias.

Quais são os principais problemas dos sistemas de arrefecimento?

  1. Corrosão:

A corrosão ocorre quando as superfícies metálicas dos sistemas de refrigeração reagem com a água, levando à degradação do equipamento e ao aumento dos custos de manutenção. Também prejudica a eficiência da transferência de calor, resultando num maior consumo de energia. Para combater a corrosão, as técnicas de tratamento da água, como a adição de inibidores de corrosão, podem criar uma camada protetora nas superfícies metálicas, impedindo o contacto direto com agentes corrosivos. Uma análise química adequada da água e uma monitorização regular são essenciais para garantir a eficácia das medidas de controlo da corrosão.

  1. Controlo de incrustações - Prevenção de depósitos que diminuem a eficiência:

A formação de incrustações é outro problema crítico nos sistemas de arrefecimento. Quando a água é aquecida, os minerais dissolvidos podem precipitar e formar depósitos de incrustações nas superfícies de permuta de calor. Estes depósitos actuam como barreiras isolantes, reduzindo os coeficientes de transferência de calor e exigindo energia adicional para manter as temperaturas ideais. Os métodos de tratamento da água, como o amaciamento da água e os inibidores de incrustações, ajudam a evitar a formação de incrustações, permitindo que os sistemas de arrefecimento funcionem com níveis de eficiência mais elevados.

  1. Crescimento microbiológico:

O crescimento microbiológico, incluindo bactérias, algas e fungos, pode desenvolver-se em sistemas de água de refrigeração. O crescimento microbiano não controlado não só afecta a eficiência da transferência de calor, como também conduz a bioincrustações e riscos para a saúde. O tratamento adequado da água com biocidas e biodispersantes ajuda a controlar a atividade microbiológica, garantindo que os sistemas de arrefecimento permanecem livres de complicações relacionadas com micróbios.

  1. Elevados consumos de água:

Uma das estratégias eficazes para conservar a água nos sistemas de refrigeração é aumentar os ciclos de concentração. Os ciclos de concentração representam o rácio de sólidos dissolvidos na água de arrefecimento em relação à água de reposição. Ao otimizar o tratamento da água e monitorizar a sua qualidade, os sistemas de arrefecimento podem funcionar com ciclos de concentração mais elevados, reduzindo o volume de água necessário para o arrefecimento. Esta abordagem conserva a água e minimiza a descarga de águas residuais e os custos de tratamento associados.

Nesse sentido, a Kurita desenvolveu Tecnologia FReE para ajudar as indústrias a funcionar eficazmente sistemas de arrefecimento com segurança, diminuindo o consumo de água e poupando energia, mantendo limpos todos os dispositivos de transferência de calor, como permutadores de calor, condensadores e torres de arrefecimento.

O que é a tecnologia FReE?

Eficiência de remoção de sujidade da Kurita programa FReE mantém os sistemas de arrefecimento limpos de vários depósitos. Além disso, foi especialmente desenvolvido para os remover em linha, começando pela bioincrustação, mas também incluindo escamas minerais como silicatos de alumínio, carbonato de cálcio e sulfatos. Ao mesmo tempo, utilizando o próprio tecnologias de formação de película FReE protege as superfícies limpas, especialmente as de aço-carbono e cobre ou outros metais amarelos, da corrosão com um produto sem azóis.

Embora seja do conhecimento geral que tanto a prevenção de depósitos como a inibição da corrosão são necessárias para todos os sistemas, a necessidade específica de diferentes sistemas pode variar consoante a indústria em que o sistema de refrigeração é utilizado. A tecnologia de limpeza e proteção FReE da Kurita permite adaptar o programa e ajustá-lo às necessidades das diferentes indústrias e materiais de construção dos permutadores de calor.

Utilizando o vasto know-how da Kurita na aplicação de tecnologias de formação de película em diferentes tipos de aplicações, Turbodispin® 4363 foi desenvolvido para proteger os sistemas de arrefecimento dos biofilmes e para aplicar uma inibição ativa da corrosão do cobre e de outros materiais de metal amarelo.

Pode substituir os tradicionais biodispersantes e inibidores de cobre com tecnologias especiais de filmagem. O tratamento em si é ainda reforçado pela gama especial de polímeros da Kurita para depósitos inorgânicos e sólidos em suspensão, o Turbodispin® série D.

O Turbodispin® 4363 é um produto trifuncional sem azóis que ajuda a manter as superfícies dos permutadores de calor e das torres de arrefecimento limpas de depósitos orgânicos e, ao mesmo tempo, proporciona uma inibição ativa da corrosão das superfícies de metal amarelo.

As aplicações de FReE em sistemas de refrigeração, bem como os dados de laboratório, mostram que a proteção contra a corrosão do cobre e das ligas à base de cobre é eficaz e mesmo superior ao tratamento com azóis. As taxas de corrosão do cobre foram reduzidas até 30%, assegurando um tempo de vida mais longo do permutador de calor em funcionamento.

A tecnologia Turbodspin® 4363 da Kurita baseia-se numa tecnologia de filmagem que apresenta várias vantagens. É utilizada para remover bioincrustações e actua como um agente dispersante, que funciona sem modificar a tensão superficial da água. Os efeitos dispersante e biodispersante são obtidos porque termodinamicamente os grupos activos do agente filtrante têm uma maior afinidade pelas superfícies metálicas do que os produtos de bioincrustação ou corrosão. O Turbodispin® 4363 penetra lentamente nos depósitos e, por conseguinte, dispersa lentamente os próprios depósitos ou partes deles. Os restantes depósitos, devido à sua estrutura porosa, tornam-se frágeis e também são removidos passo a passo através do dispersante de apoio para a matéria inorgânica.

Figura 1 - Peça do Enchimento de uma Torre de Arrefecimento (Central Eléctrica) escalonada com depósitos de Silicato de Alumínio e Carbonato de Cálcio antes e depois do Tratamento com a Tecnologia FReE.

Qual é o impacto no consumo de energia?

Quando as superfícies estão corroídas, escamadas e sujas, a transferência de calor é comprometida e, para atingir a temperatura óptima da água arrefecida, o consumo de energia é mais elevado. Dependendo do tipo de incrustação e da espessura, a quantidade de energia necessária para manter a água arrefecida é maior, por exemplo, 1 mm de carbonato de cálcio significa um aumento de 50% nos custos de combustível. Quando aplicamos a tecnologia FReE ao sistema de arrefecimento, mantemos as superfícies limpas e as temperaturas sob controlo, optimizando o consumo de energia e também as emissões de CO2 emissões.

Figura 2 - Diferentes espessuras de depósitos e aumento dos custos de combustível (%) - Efeito das incrustações no processo de arrefecimento nos enchimentos do sistema de arrefecimento.

Qual é o impacto no consumo de água?

O funcionamento dos sistemas em ciclos de concentração mais elevados significa poupanças diretas de água de reposição para os sistemas de arrefecimento.

Os programas tradicionais de tratamento de água têm limitações em termos de prevenção de incrustações, teor de cloretos e condutividade. Ao aplicar a tecnologia FReE e fornecer este tratamento extra à água, é-nos permitido exceder os limites em termos de cálcio, magnésio, alcalinidade, teor de cloretos, pH e condutividade, o que é conseguido complementando o tratamento regular com o impulso de agentes dispersantes e substâncias formadoras de película, mantendo as incrustações sob controlo e fornecendo uma proteção extra contra a corrosão.

A aplicação das diferentes ferramentas de projeção da Kurita, o software e a análise adequada da química da água permitem utilizar a tecnologia FReE como um reforço do controlo da corrosão e da limpeza em linha. Nesse sentido, podemos alargar os Ciclos de Concentração e trabalhar em situações de muito maior stress, o que nos permite poupar água até 10%, dependendo da situação.

Figura 2 - Software e Ferramentas de Projeção para Analisar a Química da Água para calcular a poupança de água mantendo o sistema seguro. No exemplo (Indústria de processamento de ar), os ciclos de concentração são aumentados de 4 para 4,7, conduzindo a uma poupança de água de 8,5%.

Aplique a tecnologia FReE e livre-se de qualquer tipo de depósito: poupe água, energia e contribua para a descarbonização.

A Kurita desenvolveu o Eficiência na remoção de incrustações aplicação, onde é efectuada uma limpeza total durante o funcionamento, sem ser corrosivo e sem gerar resíduos.

  • Melhoria significativa da eficiência de arrefecimento, da poupança de energia e das emissões de CO2 redução das emissões
  • Limpeza em linha com a fábrica em funcionamento
  • Proteção excecional contra a corrosão em todo o circuito da água
  • Sem produção de resíduos ou soluções de limpeza. Os depósitos dissolvidos são eliminados por sopro.
  • Solução sustentável e amiga do ambiente

Aplique a tecnologia FReE e livre-se de qualquer tipo de depósito: poupe água, energia e contribua para a descarbonização.

A escassez de água na Europa é uma questão complexa que exige atenção e ação imediatas. Os sistemas de arrefecimento sustentáveis oferecem uma via para conseguir poupanças de energia e de água, contribuindo simultaneamente para o cumprimento do objetivo de Objectivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU.

Ao integrar a tecnologia FReE nas indústrias e nos sistemas de refrigeração, a Europa pode dar passos significativos no sentido de alcançar a segurança da água e construir um futuro mais sustentável para todos.

Os ODS das Nações Unidas fornecem um quadro abrangente para enfrentar os desafios globais, incluindo a escassez de água e o desenvolvimento sustentável. Os seguintes ODS são particularmente relevantes para este tema

  1. ODS 6: Água potável e saneamento - A implementação de tecnologias de refrigeração que poupam água e a redução do consumo de água estão em sintonia com o objetivo de garantir o acesso à água potável e ao saneamento para todos.
  2. ODS 7: Energia acessível e limpa - A transição para sistemas de refrigeração energeticamente eficientes apoia o objetivo de fornecer energia sustentável e acessível para promover o desenvolvimento económico.
  3. ODS 12: Consumo e produção responsáveis - Incentivar o consumo responsável de água e energia nos sistemas de refrigeração contribui para práticas de produção sustentáveis.
  4. ODS 13: Ação climática - Os sistemas de refrigeração energeticamente eficientes reduzem as emissões de gases com efeito de estufa e contribuem para a atenuação das alterações climáticas.
  5. ODS 17: Parcerias para os Objectivos - A colaboração entre governos, indústrias e universidades é essencial para impulsionar a inovação e implementar soluções de arrefecimento sustentáveis.

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