Compresión Mecánica de Vapor (MVC), sistema eficiente en la evaporación de agua

La Compresión Mecánica de Vapor (MVC) es conocida desde hace años y aplicada en diversos procesos industriales. Particularmente se utiliza en los sectores donde se necesita evaporar agua; ya sean industriales de cualquier tipo, salmueras o residuales. Con la crisis energética actual es común que se busquen alternativas eficientes y de bajo consumo para satisfacer las necesidades de la industria.

La compresión mecánica de vapor (MVC), es una alternativa eficiente para la evaporación de agua o la destilación. Para la puesta en marcha de estos sistemas se es necesario suministrar energía de una fuente externa en forma de vapor. La cantidad de energía suministrada tiene que ser suficiente para evaporar el agua inicial y que permita que se genere vapor en cantidades que permita poner en marcha el compresor. De esta forma se repetirá el ciclo una y otra vez, el vapor obtenido de la evaporación se comprimirá y se reutilizará para continuar el ciclo de evaporación.

Estos sistemas tienen algunas particularidades de funcionamiento y puesta en marcha que se deben conocer antes de implementar esta tecnología. Primeramente, necesitas una fuente externa (Caldera, Resistencia Eléctrica, Vapor, etc) que tenga la capacidad energética suficiente como para evaporar el agua inicial.

Después de poner en marcha el compresor de vapor, podrás desconectar la fuente externa y el compresor será quien aporte toda la energía al sistema. Por supuesto, necesitarás tener energía disponible para cuando existan pérdidas en el sistema poder compensar y que el compresor siempre tenga vapor suficiente para su funcionamiento. Es muy importante tener el sistema aislado al máximo posible para evitar pérdidas de energía.

Estrategia de arranque en la Compresión Mecánica de Vapor

La puesta en marcha puede suponer tener que suministrar una enorme cantidad de energía al comienzo. El compresor no puede hacer su trabajo hasta que no exista dentro de la cámara de evaporación un volumen de vapor suficiente como para alimentar el compresor. Aunque existen alternativas…

Para equilibrar el sistema ahorrando tiempo y energía, se puede proceder de la siguiente forma; se pone en marcha la fuente externa de energía para que el agua comience a calentarse y llegue al punto de evaporación. Justo antes de que se comience a formar vapor, se pone en marcha el compresor.

Por supuesto que no existirá vapor aún en la cámara, así que se necesita que la cámara de evaporación tenga una válvula de venteo por la que entre aire desde el exterior. El compresor comenzará a mover el aire, y así se mezclará con el vapor que se irá creando. Esto provocará que el sistema aumente la velocidad de calentamiento y este operativo más rápido.

Como el aire es más denso que el vapor, el compresor lo verá reflejado en la curva de consumo, es decir, en ese momento consumirá un poco más que cuando solo mueva el vapor. Cuando la curva de consumo del compresor se estabilice a los parámetros esperados y la temperatura de la cámara se encuentre donde deseamos, se puede cerrar la válvula de venteo y desconectar la fuente externa de energía (Resistencia, Caldera, etc). Desde este momento seguirá el compresor unicamente como fuente de energía.

Funcionamiento del Compresor de Vapor

Los compresores volumétricos pueden trabajar en rangos de presiones por debajo de la atmosférica, es decir en vacío, lo que haría que el punto de ebullición del agua sea menor y se necesite menos temperatura para llegar a la temperatura de evaporación del agua. Ojo, implicaría que se puede evaporar a menos temperatura, pero no implica que se necesite menos energía. El vapor cuando se encuentra en vacío aumenta enormemente su volumen y esto hace que el compresor haga un sobreesfuerzo, así que realiza un análisis profundo, porque puede que termine siendo mayor el consumo.

Partiendo de las necesidades de cada proyecto es preciso contactar con el fabricante y que nos aporte los parámetros de trabajo del compresor (Presión, Temperatura, Eficiencia, etc.) y ajustarlos a lo que necesitemos. Tengamos presente que cuanto mayor sea el diferencial de entrada y salida en las presiones, o si por cualquier circunstancia se necesita trabajar en vacío, etc, el costo de la instalación y todos sus gastos derivados se multiplicarán.

Los Compresores de Vapor funcionan con un motor para su accionamiento, puede ser eléctrico, diésel, etc y tienen una unidad compresora del vapor. (Si no lo has visto, se puede decir que es un mecanismo similar al del turbo de un coche, pero más grande).

Características de los Compresores de Vapor

Los sistemas de compresión mecánica de vapor están fabricados con materiales ultrarresistentes o superaleaciones que garantizan que el compresor resista sus altos regímenes de trabajo. Los compresores son de muy fácil instalación y solo necesitan un mantenimiento preventivo mínimo. Son máquinas muy duraderas y fiables y sobre todo, el costo de energía de operación en muy reducido en comparación con otras tecnologías.

La eficiencia de estos sistemas se ve mejorada cuando se utilizan intercambiadores de calor que precalientan el fluido de entrada. De esta forma el salto de energía al entrar a la cámara de evaporación no es tan grande y rápidamente el agua se transforma en vapor. De esta forma comienza el ciclo ya antes explicado, donde el vapor generado es comprimido, aumentándole su energía y empleado como caloportador. En el diagrama se muestra brevemente el sistema de Compresión Mecánica de Vapor (MVC).

Compresores más utilizados en la Compresión Mecánica del Vapor

En principio, todos los tipos de compresores comunes son adecuados como compresor mecánico de vapor, es decir, cualquier máquina que funcione de acuerdo con el principio de desplazamiento positivo y funcione dinámicamente. Máquinas de flujo continuo. En las plantas de evaporación, sin embargo, se utilizan realmente los siguientes tres tipos:

• Compresores centrífugos
• Compresores de lóbulo

Para capacidades medias y altas, el tipo más frecuente de compresor es el centrífugo. Actualmente, se prefieren dos o más compresores en serie. Los de lóbulos rotativos solo se utilizan en aplicaciones con bajas tasas de evaporación.

Gráficos comparativos de investigaciones externadas.