Octubre 12, 2020
David Andrews“¡Cierra el grifo del agua mientras te cepillas los dientes! Estás desperdiciando agua“.
Al crecer, escuché estas palabras a menudo.
Resulta que la misma lección de mi madre hace muchos años también se aplica al aire comprimido. Producir más aire comprimido del que usted necesita significa que está desperdiciando dinero. Los compresores son, con frecuencia, uno de los mayores consumidores de electricidad en un entorno industrial. Pero si bien la producción de aire comprimido no es gratuita, existen formas de ayudar a equilibrar el aire comprimido que demanda su operación con el suministro disponible.
Primero, algunos conceptos de alto nivel para comprender las opciones. Para simplificar, nos centraremos principalmente en los compresores de tornillo rotativo lubricados.
Carga completa: – esto se puede comparar con la “máxima velocidad” en un automóvil. Básicamente, el compresor utiliza toda su potencia y produce la máxima cantidad de aire que puede. En un estado de carga completa, el sumidero está completamente presurizado.
Carga parcial: – cuando un compresor está funcionando a menos de su capacidad de carga completa, esto se considera carga parcial. Para la mayoría de los clientes, el desempeño de carga parcial es mucho más importante que el de carga completa. Rara vez una operación utiliza continuamente toda la capacidad disponible de un compresor. Muchos factores afectan la eficiencia de carga parcial. Para comprender completamente las eficiencias de carga parcial, se pueden elaborar curvas de desempeño (o potencia) que muestren el uso de energía a varias velocidades de flujo.
Ralentización: – la relación de ralentización se refiere al intervalo operativo efectivo de un compresor. El diseño de un compresor de tornillo rotativo se basa en la presión y las temperaturas para operar en intervalos específicos. Mantener estos intervalos es fundamental para administrar las fuerzas de la física en competencia, incluyendo tanto la expansión del rotor y la carcasa como las cargas de los rodamientos.
Como se señaló anteriormente, las operaciones que utilizan continuamente un compresor completamente cargado son raras, especialmente a medida que aumenta el tamaño del compresor. Por esta razón, es importante comprender las opciones disponibles para adaptar mejor el suministro de aire comprimido disponible a la demanda de aire comprimido de su instalación. Y dado que la carga completa no es común, es fundamental comprender cómo administrar la carga parcial con una ralentización efectiva. Cuanto más se acerque la oferta disponible a la demanda, más rentables serán las operaciones de su compresor.
El método de control más básico disponible es arranque/parada. En pocas palabras, cuando no se necesita aire adicional, se detiene la energía del motor. Cuando vuelve la necesidad de aire, se reinicia la energía. Una forma sencilla de imaginarse este concepto es un interruptor de luz. Actívelo: la energía pasa por las líneas y tenemos luz. Desactívelo: se corta la energía y las luces se apagan. El ciclo de arranque/parada es apropiado solo para operaciones sin ciclos frecuentes de encendido/apagado y, por lo general, operaciones de compresores de menor tamaño. Si consideramos nuestra analogía del interruptor de luz, activar y desactivar repetidamente conducirá a una falla prematura del interruptor.
Con la modulación de admisión, se aborda una reducción de la demanda ajustando la admisión para disminuir el flujo de aire entrante y, por lo tanto, la presión. Este método proporciona un control de capacidad limitado debido a los requisitos del sistema necesarios para mantener las presiones operativas adecuadas.
El control de desplazamiento variable permite que la longitud efectiva de la cámara de compresión crezca y se contraiga según los cambios en la demanda de aire. Esto se logra a través de unidades de compresión especialmente diseñados que incluyen puertos de derivación. La apertura de los puertos de derivación contrae el tamaño de la cámara de compresión, lo que reduce la cantidad de aire comprimido y el consumo de energía. Los medios para abrir y cerrar estos puertos varían según el fabricante del compresor, pero el principio funciona de manera similar.
Para imaginar cómo funciona el alargamiento o el acortamiento de la cámara de compresión, considere una bomba de bicicleta. Cuando tira de la bomba a toda su longitud y la empuja hasta el fondo, está utilizando la cámara completa. Sin embargo, usar carreras cortas en esa misma bomba significa que está acortando la cámara de compresión.
Hay varios medios diferentes para accionar los elementos de compresión de desplazamiento variable. Dos de los más comunes son las válvulas rotativas y las válvulas de asiento. Una válvula rotativa funciona abriendo y cerrando de manera gradual los puertos de derivación, proporcionando una curva de potencia generalmente suave hasta alcanzar la máxima ralentización. Las unidades que utilizan una válvula de asiento crean una curva de potencia “escalonada” a medida que cambia la capacidad.
Debido a que el control de desplazamiento variable se centra principalmente en acortar y alargar la cámara de compresión efectiva, estas opciones generalmente no se ven afectadas por las condiciones atmosféricas como la altitud y los entornos sucios.
Con un mando de velocidad variable (VSD, por sus siglas en inglés), la velocidad del motor se ajusta automáticamente para aumentar o disminuir la producción de aire comprimido según los cambios en la demanda. Esta conexión directa al motor del compresor implica la correlación más precisa entre la producción y la demanda entre los métodos de control disponibles. Utilizando nuestra anterior analogía con el automóvil, el mando de velocidad variable actúa como una operación suave del pedal del acelerador: aumenta y disminuye gradualmente la velocidad.
Los mandos de velocidad variable son componentes eléctricos y requieren un cuidado regular para funcionar de manera óptima, incluyendo la limpieza regular de ventiladores de enfriamiento y disipadores térmicos. Además, el desempeño del mando de velocidad variable puede verse afectado por entornos sucios y la altitud.
Hay opciones de control adicionales disponibles cuando se utilizan varios compresores en una instalación. De manera similar al control de un compresor individual, los controles del sistema pueden ayudar a administrar varios compresores de una manera que optimice la eficiencia energética.
Con tantas opciones, ¿cómo decide la mejor opción para su instalación? El mejor lugar para comenzar es una auditoría integral de aire comprimido. Estas auditorías pueden ayudarle a identificar las soluciones que optimizarán mejor sus operaciones de aire comprimido. Un resultado de la mayoría de las auditorías es la oportunidad de modelar diferentes opciones en términos del tamaño del compresor y métodos de control. Esto le permite tomar la mejor decisión para su instalación.
Entonces, tal vez usted también pueda decir: “Mira, mamá… ¡estoy ahorrando dinero!”
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