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Pérdidas de Aire de Purga (Secadores Desecantes)

Entendiendo la Pérdida de Purga​

Los secadores desecantes requieren aire de purga para regenerar la torre saturada. Este aire se pierde a la atmósfera.

Operación de doble torre:

    Torre A (Secado)              Torre B (Regeneración)
    ┌─────────────┐               ┌─────────────┐
    │ ░░░░░░░░░░░ │               │ ░░░░░░░░░░░ │
    │ ░ Seco ░░░░░ │               │ ░ Húmedo ░░░░░ │
    │ ░ Desecante │               │ ░ Desecante │
    │ ░░░░░░░░░░░ │               │ ░░░░░░░░░░░ │
    └──────┬──────┘               └──────┬──────┘
           │                             │
    Húmedo ───┴──→ Seco              Purga ──┴──→ Atmósfera
    aire entra     aire sale           aire entra      (PERDIDO)

Tasas de Purga por Tipo de Secador​

Tipo de SecadorTasa de PurgaComentarios
Sin calor15-18%Al flujo nominal, mayor a carga parcial
Calentado (interno)7-10%Más energía del calentador
Calentado (externo)2-5%Soplador + calentador
Purga con soplador0%Utiliza aire ambiente
HOC (calor de compresión)0%Utiliza el calor del compresor

Calculando el Costo de la Purga​

Ejemplo: Secador desecante sin calor de 500 CFM

Pérdida de purga = 15% de la capacidad nominal

Flujo de purga=500×0.15=75 CFM\text{Flujo de purga} = 500 \times 0.15 = 75 \text{ CFM}

Costo anual de purga:

Costo=Purga CFM×kW por CFM×Horas×$/kWh1\text{Costo} = \text{Purga CFM} \times \frac{\text{kW por CFM} \times \text{Horas} \times \text{\$/kWh}}{1}

Asumiendo:

  • 0.25 kW por CFM (eficiencia típica del compresor)
  • 8,760 horas/año
  • $0.10/kWh
Costo anual de purga=75×0.25×8760×0.10=$16,425\text{Costo anual de purga} = 75 \times 0.25 \times 8760 \times 0.10 = \$16,425
Part-Load Purge Loss

Los secadores sin calor purgan a una tasa fija independientemente del flujo real. ¡Con una carga del 50%, la pérdida de purga efectiva se duplica al 30% del flujo real!

Estrategias de Reducción de Purga​

EstrategiaAhorrosNotas
Control de demanda del punto de rocío30-50%Ajusta el ciclo según la carga real
Regeneración calentada50%Intercambia electricidad por aire
Purga con soplador100%No se utiliza aire comprimido
Calor de compresión (HOC)100%Utiliza calor residual

Control de Demanda del Punto de Rocío​

Sin control de demanda:     Con control de demanda:
(Tiempo de ciclo fijo)        (Tiempo de ciclo variable)

Punto de Rocío                   Punto de Rocío
    │    ╱╲   ╱╲   ╱╲          │    ╱╲        ╱╲
-40°├───╱──╲─╱──╲─╱──╲───      ├───╱──╲──────╱──╲──
    │  ╱    ╲    ╲    ╲        │  ╱    ╲    ╱    ╲
    │ ╱      ╲    ╲    ╲       │ ╱      ╲──╱      ╲
    └────────────────────      └────────────────────
       Tiempo                       Tiempo

Ciclos cuando no es necesario      Ciclos solo cuando es necesario