Eficiencia y Ecología juntas con el programa KAESER CARBÓN CERO
Definición
Estados de funcionamiento de un compresor
Las consideraciones energéticas para los compresores incluyen el ciclo operativo completo. No sólo la energía de carga y en vacío o sin carga, sino también la energía de arranque, presurización y despresurización del motor.
Los compresores no funcionan como un interruptor de luz. Cuando se enciende, antes de suministrar aire comprimido, es necesario acelerar las masas y generar presión. Esto significa que no sólo tenemos los estados de funcionamiento carga, vacío o sin carga y apagado, sino también los estados de arranque del motor, presurización y despresurización.
A continuación, queremos explicar más detalladamente todos los estados operativos. Esta explicación se hará en base a un compresor de tornillo con inyección de fluido.
Arranque de motores
Las consideraciones energéticas para los compresores incluyen el ciclo operativo completo. No sólo la energía de carga y en vacío o sin carga, sino también la energía de arranque, presurización y despresurización del motor.
Los compresores no funcionan como un interruptor de luz. Cuando se enciende, antes de suministrar aire comprimido, es necesario acelerar las masas y generar presión. Esto significa que no sólo tenemos los estados de funcionamiento carga, vacío o sin carga y apagado, sino también los estados de arranque del motor, presurización y despresurización.
Estado de vacío o sin carga
Estado de vacío o sin carga
En el estado de funcionamiento inactivo, la válvula de entrada y la válvula de retención de presión mínima del compresor están cerradas. Sólo a través de una pequeña abertura en la válvula de entrada entra algo de aire dentro del compresor. Este aire circula en el compresor, mientras que la presión interna no sube por encima de 1 hasta 1,5 bar(g). La baja presión también da como resultado un menor consumo de energía, solo alrededor del 20-30% del consumo de energía en carga.
Los motores eléctricos tienen un número máximo permitido de maniobras por hora. Esto se debe a que un mayor número de conmutaciones podría provocar daños en el motor debido a la tensión térmica del arranque. Ponerlo en vacío o sin carga antes de apagar el compresor asegura que el electromotor se mantenga saludable.
Estado de presurización
Estado de presurización
Antes de que un compresor pueda cambiar de inactivo a carga, la presión debe acumularse dentro del compresor. Para esto, la válvula de entrada se abre y la válvula combinada de control y ventilación se cierra, lo que ya no permite que el aire circule desde el tanque del separador de aceite hacia la válvula de entrada. La presión dentro del tanque separador de aceite aumenta.
Estado de carga
Estado de vacío o sin carga
Cuando la presión dentro del tanque del separador de aceite excede la presión neta, la válvula de retención de presión mínima se abre y permite que el compresor suministre aire comprimido durante el estado de funcionamiento con carga.
Estado de despresurización
Estado de despresurización
Cuando el compresor deja de suministrar aire comprimido, la válvula de entrada se cierra y la válvula combinada de control y ventilación se abre. Esto permite que se ventile el aire del tanque separador de aceite. La válvula de retención de presión mínima se cierra cuando la presión fuera del compresor es mayor que la presión interna.
Para evitar la formación de espuma en el líquido del depósito separador de aceite, la despresurización no debe ser demasiado rápida. Por lo tanto, se necesitan entre 15 y 30 segundos hasta que se alcanza la presión de vacío o sin carga.
Resumen
A modo de resumen, puede ver a continuación qué significan estos estados para el consumo de energía de un compresor.
- • Un pico de consumo de energía cuando el motor arranca.
- • El consumo de energía en vacío o sin carga, que es significativamente menor en comparación con la carga ya que tenemos menos contrapresión.
- • Antes de ir a cargar, la presión debe acumularse. El aumento de la presión significa un aumento del consumo de energía.
- • En carga, el consumo de energía también depende de la presión.
- • En el siguiente gráfico, la presión neta está aumentando, lo que también provoca un aumento en el consumo de energía.
- • Cuando el compresor está desconectado de la carga, la presión vuelve a disminuir. Esta disminución tarda unos segundos. e
- • Durante estos, el compresor aún necesita funcionar contra la contrapresión, lo que genera un consumo de energía adicional, que disminuye junto con la presión.
Estados para el consumo de energía de un compresor
Como se puede ver, los diferentes estados operativos tienen un impacto en el consumo de energía. El arranque del motor, la presurización y la despresurización provocan pérdidas de energía adicionales durante la conexión del compresor. Si solo consideráramos el consumo de energía de carga e inactividad no estaríamos lo suficientemente cerca de la realidad. En nuestro sistema de ahorro de energía KAESER llamado KESS 4.0 no solo consideramos los diferentes estados operativos, sino que también mostramos cuán grandes son las pérdidas de energía de estos estados operativos.
Además, el algoritmo 3Dadaptativo de nuestro controlador maestro del sistema de aire comprimido KAESER llamado Sigma Air Manager 4.0 (SAM 4.0) considera las pérdidas de conmutación al controlar una estación de aire comprimido y al calcular los indicadores de consumo de energía. En la interfaz Sigma Air Manager 4.0, todas estas pérdidas están incluidas en el consumo de energía en reposo.
Conclusiones
Es importante tener en cuenta los siguientes puntos cuando se habla de soluciones de aire comprimido eficientes en energía con nuestros clientes:
- • Considerar la energía cíclica de los compresores significa considerar las pérdidas de conmutación desde el arranque del motor, la presurización y la despresurización.
- • Con el programa de ahorro energético KAESER llamado KESS 4.0 incluimos todos los aspectos de la energía del ciclo en nuestras simulaciones y resultados.
- • Nuestro controlador maestro del sistema de aire comprimido KAESER llamado Sigma Air Manager 4.0 (SAM 4.0) considera las pérdidas de conmutación para el control y la generación de informes que puede visualizar el usuario en el control maestro SAM 4.0.
- • Los compresores de tornillo de funcionamiento en seco u oíl free tienen requisitos de energía de ciclo más bajos (sin aceite, sin tanque separador de aceite para presurizar).
- • Pero esto no significa que sean más eficientes energéticamente en general.
- • Los requisitos de energía de ciclo inferior de los compresores de tornillo de funcionamiento en seco u oíl free también se consideran en los cálculos de programa de ahorro energético KAESER llamado KESS 4.0 y nuestro controlador maestro del sistema de aire comprimido KAESER llamado Sigma Air Manager 4.0 (SAM 4.0).
Para más información del tema, por favor consulte a nuestro correo electrónico: ingenieria.argentina@kaeser.com
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