Compresor de aire

Cada sistema de aire comprimido comienza con un compresor, la fuente de flujo de aire para todos los procesos y equipos posteriores. Los principales parámetros de cualquier compresor de aire son la capacidad, la presión, la potencia y el ciclo de trabajo. Es importante recordar que la capacidad funciona. El estrés afecta la rapidez con la que se realiza el trabajo. Ajustar la presión de descarga de un compresor de aire no cambiará la capacidad del compresor, aunque muchas personas parecen creer que sí lo hará.

Hay muchos diseños básicos de compresores de aire en el mercado hoy en día, y sus variantes. Todos se dividen en dos grandes categorías: desplazamiento positivo y dinámico. Aunque las especificaciones de funcionamiento de dos tipos diferentes de compresores de aire pueden parecer muy similares, otros factores de instalación y rendimiento pueden hacer que un diseño sea superior al otro en aplicaciones prácticas. Revisemos algunos diseños básicos y terminología.

compresor alternativo

Un compresor alternativo es una unidad de desplazamiento positivo que atrapa el aire y luego reduce físicamente el espacio que lo confina, lo que hace que aumente su presión. Las unidades reciprocantes, comúnmente conocidas como compresores de pistón, usan pistones, cilindros y arreglos de válvulas. Funcionan de manera muy similar a los motores de combustión interna familiares, pero simplemente capturan y comprimen el aire sin agregar combustible para que explote. Tenga en cuenta que cada vez que se comprime aire, se genera calor. El enfriamiento adecuado de las partes internas de cualquier compresor de aire es una parte crítica de su diseño.

Con respecto a los compresores alternativos, se deben tomar tres decisiones básicas de selección:

  • funcionamiento de simple o doble efecto,
  • configuraciones de una o varias etapas, y
  • Refrigerado por aire o refrigerado por agua.

En un compresor de pistón de acción simple, el pistón comprime aire en una sola dirección de su carrera. En el modelo de doble acción, el pistón comprime aire en ambas direcciones de su carrera. Obviamente, debido a que ambas carreras están funcionando, un compresor de doble acción es más eficiente (en términos de mover una cierta cantidad de aire por hp de entrada) que un compresor de acción simple del mismo tamaño.

Las unidades de una sola etapa comprimen el aire desde la presión de admisión hasta la presión de escape en una sola operación. Las unidades de etapas múltiples comprimen desde la presión de entrada hasta la presión de salida en dos o más operaciones, generalmente pasando aire a través de un intercooler para eliminar parte del calor de la compresión entre cada etapa. Esto ahorra electricidad y mantiene la temperatura de funcionamiento interna del compresor más fría.

En un compresor enfriado por aire, el aire ambiente circula alrededor del cilindro del compresor y la cabeza de la aleta para brindar enfriamiento. El calor se transfiere al aire a través del metal. Las unidades enfriadas por aire generalmente están diseñadas para un ciclo de trabajo del 50 % al 75 %, según la unidad específica y su aplicación. En un compresor enfriado por agua, una camisa de agua integral rodea el cilindro y la culata. El calor se transfiere al agua a través del metal, de manera más eficiente que a través del metal al aire. Como resultado, las unidades alternativas enfriadas por agua reducen las temperaturas internas de manera más eficiente que las unidades comparables enfriadas por aire.

La mayoría de los fabricantes de compresores de aire consideran que un compresor de dos etapas es la mejor máquina para producir aire de clase 100 psi (el nivel de presión base en la mayoría de las plantas industriales) para brindar la mejor eficiencia de costo por dólar y la confiabilidad adecuada de las piezas de trabajo internas. Para que un compresor alternativo se clasifique como de servicio continuo, generalmente se asume que debe ser de doble efecto y enfriado por agua. Disponibles en una variedad de estilos, los compresores alternativos enfriados por agua de doble acción combinan una compresión de aire de alta eficiencia con durabilidad y confiabilidad. Sin embargo, también son voluminosos y relativamente caros de instalar. Suelen tener fuerzas desequilibradas más pronunciadas que, combinadas con su tamaño, requieren cimentaciones y soportes especiales.

Las unidades reciprocantes de acción simple de una y dos etapas son una buena opción cuando cumplen con criterios de selección como capacidad, peso, tamaño y precio, especialmente en el rango de presión de 50 a 150 psig.(Las unidades recíprocas de tres etapas están disponibles, pero generalmente se usan para presiones superiores a 250 psig).

Compresor de tornillo refrigerado por aceite

Los compresores de tornillo son otro tipo de máquina de desplazamiento positivo. En una analogía con un compresor alternativo, Figura 1, el rotor macho actúa como un pistón, empujando aire a lo largo del rotor hembra, que actúa como un cilindro. La tira de sellado es como un anillo de pistón y el aire se comprime en la placa final estacionaria como la parte inferior del cilindro. Este diseño existe desde hace unos 50 años. Sin embargo, hasta mediados de la década de 1970, se consideró adecuado solo para unidades de motor eléctrico portátiles y de pequeña potencia impulsadas por motor debido a su baja eficiencia (la relación entre el suministro de aire comprimido y el costo de la electricidad).

En la década de 1970, comenzó el desarrollo de compresores de tornillo rotativo de dos etapas para presiones de hasta 250 psi. El desarrollo de perfiles de rotor en las décadas de 1970, 1980 y principios de la de 1990 hizo que los diseños de tornillo rotativo refrigerado por aceite fueran una opción importante para los compresores de aire industriales, eléctricos y lubricados, especialmente en el rango de tamaño de 20 a 300 hp.

Como resultado, hubo un gran avance en el diseño de la nariz. La introducción de un perfil asimétrico aumenta la eficiencia en aproximadamente un 15%. Esta mejora es suficiente para hacer que los compresores de tornillo enfriados por aceite sean competitivos en servicio continuo de mayor potencia. Su eficiencia es casi la misma que la de las unidades de doble efecto de una sola etapa y los compresores centrífugos más pequeños.

Los compresores de tornillo de dos etapas pueden acercarse y, a veces, igualar el rendimiento a plena carga de las unidades alternativas de dos etapas en un servicio de clase de 100 psig. Hoy en día, los compresores de tornillo enfriados por aceite de dos etapas se usan a menudo en el rango de presión de 150 a 400 psia. También se utilizan para servicio de 100 psi, lo que proporciona un ahorro de energía significativo. Dos etapas brindan ventajas asociadas con relaciones de compresión más bajas por etapa. La presión diferencial reducida entre los rotores minimiza los escapes y reduce significativamente las cargas de los cojinetes de empuje.(Obviamente, una unidad de dos etapas requiere dos extremos de aire, lo que aumenta el costo inicial).

La característica única de este compresor es que está refrigerado por aceite. El aceite inyectado en la corriente de aire absorbe el calor de la compresión a medida que se produce. Luego, el aceite calentado se lleva a un intercambiador de calor enfriado por aire o agua para su enfriamiento. Debido a que el enfriamiento se produce dentro del compresor, las piezas de trabajo nunca se ven afectadas por las temperaturas de funcionamiento extremas. El aceite refrigerante nunca se agrieta ni se quema. No hay puntos calientes dentro de la unidad principal, independientemente de la carga del compresor. La falta de desgaste resultante da como resultado un servicio sin problemas y una alta eficiencia. En otras palabras, los compresores de tornillo refrigerados por aceite pueden funcionar a plena carga y presión las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

trabajando continuamente

La disponibilidad de compresores refrigerados por aire de funcionamiento continuo (especialmente en tamaños grandes) ofrece una gran flexibilidad en su instalación. Este compresor se puede montar en cualquier superficie capaz de soportar su peso estático. También hay ahorros significativos en costos de plomería en muchas instalaciones en comparación con otros tipos de sistemas. Estos compresores son adecuados para conceptos de sistemas de compresores centrales o departamentales. Las unidades pueden equiparse con motores eléctricos y accionamientos de motor: en la base, en toboganes, sobre ruedas, etc.

Los compresores de tornillo enfriados por aceite ofrecen muchas ventajas sobre otros tipos de compresores de aire de servicio continuo:

  • El enfriamiento del aceite mantiene la temperatura interna en un nivel óptimo. Como resultado, el aire de escape es relativamente frío, no más de 180 °F por encima de la temperatura ambiente.
  • El aire de escape está limpio, sin aceite quemado ni carbón.
  • El diseño giratorio permite velocidades más altas, especialmente en tamaños más grandes. Como resultado, los compresores con carcasas más pequeñas brindan un mayor flujo, lo que se traduce en ahorros significativos en el espacio del piso y en los requisitos de cimentación.
  • La supresión del ruido es relativamente fácil debido a su tamaño compacto y sus características inherentes de funcionamiento silencioso. De acuerdo con la especificación de prueba CAGI Pneurop, los modelos impulsados ​​por motores eléctricos tienen una clasificación en el mercado de 75 a 85 dB a un metro.
  • La mayoría de los modelos tienen menos piezas móviles y funcionan en condiciones más ideales, lo que da como resultado temperaturas más bajas y menos vibraciones.
  • Menos piezas facilitan el almacenamiento del diseño rotativo y la máquina es más fácil de operar.

En general, los compresores de tornillo enfriados por aceite brindan a los usuarios una fuente de aire comprimido en funcionamiento continuo en un paquete compacto con un costo inicial bajo, máxima flexibilidad de instalación y facilidad de mantenimiento.

Tornillo rotativo y leva no lubricados

Además de los compresores alternativos no lubricados que se han vuelto tan comunes a lo largo de los años, existen varias versiones de compresores rotativos de tornillo o de leva de desplazamiento positivo no lubricados. Estas unidades se denominan compresores gap porque las partes internas no se tocan entre sí, por lo que no requieren lubricación en la cámara de compresión. El enfriamiento se logra a través de una camisa de agua a través de las paredes del cilindro.

Ni las cuchillas ni los tornillos se accionan entre sí;Son impulsados ​​por algún tipo de engranaje. El sistema de transmisión también actúa como un engranaje de sincronización para mantener con precisión la relación del perfil del rotor o la pala. Los lubricantes de la transmisión deben limitarse al área de los cojinetes y engranajes, y no deben ingresar a las cámaras de compresión.

En este diseño básico, existe una tasa de fuga constante para cualquier conjunto de condiciones fijas. Las holguras internas críticas se encuentran entre la cubierta del extremo y el rotor, entre las palas del rotor y entre el diámetro exterior del rotor y el diámetro interior del cilindro. Estos espacios, combinados con la ausencia de inyección de aceite para ayudar a sellar, son la razón principal por la que estas unidades requieren dos etapas para producir eficiencias aceptables en aplicaciones de clase de 100 psi.

Debido a que se trata de unidades rotativas, tienen todas las ventajas de las unidades rotativas sobre las unidades recíprocas no lubricadas de tamaño similar:

  • tamaño compacto,
  • Entrega suave de aire frío,
  • fácil de instalar, y
  • Mantenimiento simple (pero crítico)

También tienen algunas desventajas, según el tipo específico de compresor y su ciclo de trabajo:

  • más sensible a la ingesta sucia,
  • menor eficiencia, lo que resulta en mayores costos de electricidad, y
  • Cualquier reparación es más compleja y requiere una formación especializada que el usuario puede no tener ni querría tener. Esto significa que es posible que el distribuidor o el fabricante deba realizar los trabajos de reparación.

Compresor rotativo de paletas deslizantes

Los compresores de paletas enfriados por aceite (Figura 2) funcionan como otros compresores de desplazamiento positivo al capturar el aire de admisión (en este caso, entre las paletas). A medida que gira el rotor excéntrico, las paletas se introducen a la fuerza en las ranuras del rotor, lo que reduce el tamaño de las celdas que contienen el aire atrapado. Cuando el aire llega a la salida, el aire se comprime a la presión de descarga total. El calor de la compresión se elimina inyectando aceite refrigerante directamente en el aire durante la compresión. El mismo aceite ayuda a sellar las puntas de las cuchillas.

Los compresores rotativos de paletas deslizantes enfriados por aceite han sido populares en aplicaciones de servicio continuo durante décadas. Sus diseños tienen muchas características únicas:

  • Ligero, pero clasificado continuamente,
  • configuración integrada y compacta,
  • Producción eficiente de aire comprimido a velocidades de rotación relativamente bajas,
  • Funcionamiento suave, baja vibración,
  • operación extremadamente silenciosa,
  • el aire de escape más frío, y
  • Menos piezas de desgaste, mantenimiento conveniente y económico.

Sin embargo, los diseños de paletas rotativas enfriadas por aceite en configuraciones de una sola etapa tienen una capacidad limitada. El esfuerzo de flexión ejercido sobre la hoja es el problema. Para que la máquina sea duradera, se debe limitar la velocidad, el tamaño y el peso de las cuchillas. Por lo tanto, los compresores de paletas rotativas enfriados por aceite generalmente solo están disponibles en el rango de tamaño de 2 a 100 hp.


¿Lubricado o Lubricado?

Los dos tipos básicos de compresores son lubricados y no lubricados. Los compresores lubricantes utilizan aceite para reducir la fricción entre las piezas móviles. Como resultado, se arrastra algo de aceite en el aire comprimido. El aceite arrastrado debe ser eliminado o tolerado por los sistemas aguas abajo.

Los compresores sin lubricante no usan aceite en la unidad principal, por lo que no se agrega aceite al aire comprimido que producen.


Potencia y Eficiencia

La potencia de frenado es la potencia de entrada requerida por el eje de entrada del compresor a una velocidad, capacidad y presión específicas.

El motor eléctrico o la potencia del motor es la clasificación nominal del motor principal.

El factor de servicio es la potencia adicional integrada en el motor por encima de su capacidad nominal, expresada como porcentaje. Dentro del factor de servicio, la potencia al freno que acciona el compresor de aire puede ser superior a la potencia nominal del motor.

La eficiencia energética de un compresor es la relación entre el aire suministrado por el compresor y sus requisitos eléctricos de entrada. La eficiencia generalmente se expresa como caballos de fuerza al freno por 100 cfm de aire suministrado.


Tornillo rotativo refrigerado por agua

Otro compresor de tornillo sin aceite es un diseño de etapa única que usa inyección de agua para enfriar y sellar el rotor durante la compresión. Los cojinetes y los engranajes impulsores están lubricados con aceite y sellados con cámaras de compresión. Estas unidades sirven a mercados seleccionados y están especialmente diseñadas. En algunas aplicaciones, se debe tener cuidado para evitar la acumulación de bacterias en el agua.

Compresor de aire dinámico

Los compresores dinámicos o centrífugos (Figura 3) se diferencian de los compresores de desplazamiento positivo ya mencionados en que aumentan la presión del aire al convertir la energía de la velocidad del aire en presión. Primero, un impulsor que gira rápidamente (similar a un ventilador) acelera el aire. El aire que fluye rápidamente pasa luego a través de la sección del difusor, convirtiendo su cabeza de velocidad en presión al dirigirlo hacia la voluta.

Dado que la centrífuga es un compresor de flujo másico, su rango de operación estable es limitado. Esto tiene un gran impacto en la operación económica o en la entrega de bhp/100 cfm a carga parcial. La capacidad mínima de ajuste de la centrífuga puede variar del 20% al 30% de carga completa, dependiendo del diseño del impulsor, número de etapas, etc.

Debido a limitaciones físicas y económicas, el aumento de presión que puede lograr un compresor centrífugo en una sola etapa es limitado, por lo que se construyen unidades de dos a cuatro etapas que contienen de uno a tres refrigeradores intermedios enfriados por agua. El aire entre las etapas de enfriamiento reduce la potencia requerida para comprimir aún más el aire, lo que aumenta la eficiencia operativa. El enfriamiento intermedio en realidad puede permitir que se logre la compresión requerida en menos etapas.

Los compresores centrífugos son definitivamente unidades de servicio continuo ya que su vida útil no se ve afectada por el funcionamiento a plena carga. Sin embargo, también es una máquina relativamente sensible, ya que funciona a altas velocidades, a menudo hasta 50.000 rpm. Los factores ambientales que afectan el flujo son la altitud, la temperatura del aire de entrada y la humedad relativa del aire de entrada. La vida útil de dichos dispositivos depende principalmente de la cantidad de líquidos y sólidos arrastrados que ingresan al dispositivo en la entrada, así como de la calidad del agua de refrigeración. Como con toda maquinaria, la instalación y el mantenimiento adecuados son esenciales para una producción de aire comprimido eficiente y una vida útil satisfactoria.

Los compresores centrífugos son una de las mejores opciones cuando una instalación requiere una carga continua y un suministro de alto volumen (2000 a 25 000 cfm) de aire no lubricado. De hecho, es la única opción para tamaños de más de 1000 caballos de fuerza. Si es mejor para la instalación es otra pregunta que debe responderse después de analizar las condiciones de trabajo. Independientemente, cuando se aplican, instalan y mantienen correctamente, los compresores centrífugos proporcionan una fuente confiable y continua de aire comprimido.

ventajas y desventajas

Después de revisar esta reseña de compresores de aire, una conclusión es bastante obvia: cada diseño tiene ventajas y desventajas que deben adaptarse a la aplicación específica. La tabla de esta página resume los factores de selección para algunos de los diseños básicos más comunes. Otros factores, como la calidad del aire y los requisitos de instalación, son difíciles de cuantificar. Los factores de costos inevitables (costo inicial, costo operativo y costo de mantenimiento) se explican a continuación.

Alternativo de doble efecto – Ventajas: mayor eficiencia, mayor vida útil, reparable en campo. Desventajas: Alto costo inicial, alto costo de instalación, alto costo de mantenimiento.

Tornillo rotativo de una etapa sumergido en aceite – Ventajas: Bajo costo inicial, bajo costo de mantenimiento, diseño llave en mano. Desventajas: baja eficiencia.

Tornillo rotativo de dos etapas en baño de aceite – Ventajas: mayor eficiencia, diseño de paquete simple, bajos costos de mantenimiento. Desventaja: Mayor costo inicial.

tornillo sin aceite – Ventajas: alta calidad del aire, eficiencia moderada, diseño de empaque simple. Desventaja: Mayor costo inicial.

centrífugo – Pros: El único modelo disponible por encima de 600 hp, alta calidad del aire, eficiencia moderada, vida más larga que otros rotores. Desventajas: alto costo inicial, debe ser enfriado por agua, el flujo de aire es sensible a los cambios en las condiciones ambientales.

La importancia del control de aforo

Muchos programas de protección de aire comprimido del lado de la demanda abordan los siguientes problemas:

  • Identificar y reparar fugas de aire,
  • Eliminar golpes al aire libre,
  • Reparar un drenaje de condensado defectuoso, y
  • Gestionar todos los posibles usos inapropiados.

Cuando estos procedimientos se completan con éxito, a menudo se encuentra que la instalación consume menos aire comprimido para la producción, pero el consumo de energía no se reduce proporcionalmente. Por qué: si el compresor no funciona correctamente con el control de capacidad adecuado, es imposible convertir de manera eficiente el menor uso de aire en una menor entrada de energía eléctrica.

Cuando opere efectivamente, el control de descarga del compresor deberá:

  • Haga coincidir el suministro de aire con la demanda cuando sea necesario,
  • Eliminar o minimizar la sobrepresión del sistema,
  • mantener la presión mínima aceptable necesaria del sistema operativo,
  • reducir el costo de energía de entrada a un punto óptimo proporcional a la demanda de flujo de aire, y
  • Apague los compresores de aire que no necesite y vuelva a encenderlos cuando sea necesario.

Independientemente del tipo de compresor de aire, el funcionamiento del control de capacidad se puede dividir en algunas categorías básicas.(Tenga en cuenta que algunos solo funcionan con ciertos tipos de compresores). A continuación se incluye una descripción de las categorías y las ventajas y desventajas de cada uno.

Control automático de arranque y parada – El control simplemente arranca y detiene el motor o el variador automáticamente. Puede funcionar con cualquier tipo de compresor. Un interruptor de presión generalmente cumple esta función, apagando el motor en el límite de presión superior y reiniciando en la presión más baja del sistema.

Ventajas: Los compresores de aire funcionan en dos de los modos más eficientes, a plena carga y apagados.

Desventaja: la mayoría de los motores de CA solo pueden soportar un número limitado de arranques en un período de tiempo determinado, principalmente debido a la acumulación de calor. Esto limita la aplicación del control automático de arranque y parada, especialmente para motores de más de 10 a 25 hp.

Desventaja: el compresor debe funcionar por encima de la presión mínima del sistema para mantener esa presión.

Contras: El sistema debe tener suficiente capacidad de almacenamiento de aire para operar satisfactoriamente.

Control de funcionamiento continuo (paso a paso) – Con estos controles, la transmisión o el motor funcionan de manera continua mientras el compresor de aire se descarga de alguna manera para igualar la oferta y la demanda. La presión del sistema normalmente controla el descargador. El control de operación continua se puede dividir en tipo de paso o tipo de modulación.

El más común es el control de dos pasos, que mantiene la entrada del compresor completamente abierta o completamente cerrada. El compresor funciona a plena carga (o a pleno caudal) desde una presión mínima preestablecida (o punto de carga) hasta una presión máxima preestablecida (o punto sin carga) en todo el rango operativo. En este último, el control cierra completamente el flujo de aire. Luego, la unidad opera sin flujo y completamente inactiva hasta que la presión del sistema vuelve al punto de carga. El control luego pasa inmediatamente a la capacidad de flujo total. El interruptor de presión generalmente inicia un control de dos pasos y puede ser el control principal en casi todos los tipos de compresores de aire o parte de un sistema de control dual.(Algunos compresores alternativos pueden equiparse con controles de 3 y 5 etapas).

Pros: El compresor funciona en sus dos modos más eficientes: carga completa y ralentí completo, lo que mantiene los costos de energía de entrada lo más bajos posible. El ralentí completo se puede lograr casi de inmediato con una potencia de entrada mínima, excepto en el caso de los compresores de tornillo lubricados o enfriados por lubricante.

Contras: Se necesita una plomería adecuada y un almacenamiento de aire adecuado para permitir suficiente tiempo de inactividad dentro del rango de presión de funcionamiento para producir un ahorro de energía significativo.

Desventaja: no solo hay poco o ningún ahorro en costos de energía cuando el control de dos pasos se usa incorrectamente, sino que los ciclos cortos (es decir, 20 segundos encendido/20 segundos apagado) pueden dañar el equipo y acortar la vida útil de los consumibles normales.

Desventaja: Demasiada contrapresión en el sistema de interconexión puede provocar ciclos cortos o una descarga ineficaz.

Desventaja: Con una carga del 85 % al 95 %, los controles paso a paso consumen algo de energía adicional porque deben comprimirse a presiones más altas a plena carga para mantener las presiones del sistema de diseño más bajas.

Control de funcionamiento continuo (modulación) – Estos controles coinciden con la oferta y la demanda con mucha precisión en todo el rango de presión de la banda de trabajo. La mayoría contiene algún tipo de regulador que realmente convierte la banda de control de presión de trabajo en una banda proporcional. Si la presión del sistema fluctúa tan solo 1 psi, el control de modulación reduce o aumenta el flujo proporcionalmente de inmediato, según la señal.(Este controlador generalmente solo se instala en compresores centrífugos y de tornillo refrigerados por lubricación).

Ventaja: La presión mínima establecida del sistema consume la máxima potencia. A medida que cae la demanda del sistema, aumenta la presión, disminuye el flujo y cae el uso de electricidad. Esto da como resultado ahorros a mayor demanda (a diferencia de la descarga en dos pasos, donde el consumo de energía en realidad aumenta a medida que cae la demanda del sistema).

Ventajas: más eficiente con cargas elevadas.

Pros: Presión relativamente estable cuando la demanda se estabiliza y respuesta rápida a cualquier cambio.

Pros: No depende de la capacidad de almacenamiento para operar de manera eficiente.

Contras: generalmente menos eficiente con cargas más bajas.

Desventaja: Demasiada contrapresión en las tuberías de interconexión puede obligar a varias unidades a operar con carga parcial, y una o más unidades pueden apagarse.

Control del tornillo giratorio

Los compresores de aire de más de 30 hp más utilizados en la industria actual son los compresores de tornillo refrigerados por aceite. Un gran porcentaje (80% a 85%) de estos compresores utilizan alguna forma de control de modulación como la parte superior del control de descarga principal o control dual. Los dos tipos de control para compresores de tornillo con inyección de aceite son entrada estrangulada y desplazamiento variable.

En el control de entrada de estrangulamiento, la válvula de entrada del compresor se abre o se cierra para hacer coincidir el suministro y la demanda con la demanda detectada por el regulador de presión. La válvula de entrada se ajusta continuamente y responde de inmediato a cualquier cambio en la presión detectada del sistema. En efecto, el flujo se controla restringiendo el aire de admisión. En cualquier demanda constante del sistema, el controlador mantiene constante la presión del sistema con un movimiento mínimo de la válvula.

Ventajas: El control suave y acíclico de la presión del sistema es más fácil para el tren motriz y la mayoría de los demás componentes.

Pro: Relativamente eficaz con cargas del 60 % al 100 %.

Ventajas: Sin acortamiento de ciclo, independientemente de la capacidad de almacenamiento y/o tubería.

Ventajas: Operación y mantenimiento simples.

Beneficio: Generalmente reduce los residuos de lubricante en las unidades de lubricación.

Desventaja: Eficiencia relativamente baja con cargas por debajo del 60%.

Desventaja: se debe superar la contrapresión para alcanzar la carga completa.

Desventaja: las respuestas inmediatas pueden respaldar y descargar máquinas, incluso cuando la carga base requiere tráfico.

Desventajas: La sensibilidad y la respuesta rápida hacen que las tuberías y el control de la contrapresión sean necesarios para un funcionamiento óptimo.(Nota: esto se aplica a todos los tipos de controles de descarga).

Control de desplazamiento variable

Estos compresores de tornillo rotativo se controlan modificando o controlando la longitud efectiva del volumen de compresión del rotor para adaptar la salida a la demanda. La presión de admisión permanece igual a lo largo de la reducción y la relación de compresión permanece relativamente estable. Este método de reducir el flujo sin aumentar la relación de compresión tiene ventajas de potencia sobre la modulación y/o el control de dos pasos sobre el rango operativo desde el 50 % hasta la carga completa.

Dos de los controles de descarga más comunes son las válvulas de paso alto de corte helicoidal y las válvulas de asiento. Ambos métodos abren o cierran puertos seleccionados en el cilindro del compresor, cambiando así el punto de sellado. Estos puertos están ubicados al comienzo del ciclo de compresión donde la presión es muy baja. Abrirlos, aunque sea un poco, evita que se produzca compresión hasta que la punta del rotor pase a través de la carcasa del orificio del cilindro que separa los puertos. Esto reduce efectivamente la cantidad de aire atrapado que se comprime, reduciendo así la potencia requerida para comprimir el aire.

Pros: rendimiento de carga parcial muy eficiente del 50% al 100%.
Pro: mantenga la presión establecida en la presión mínima del sistema. Ventajas: Sensible.
Contras: con cargas más altas, algunas unidades pierden eficiencia debido al aumento de las fugas.
Desventaja: El mecanismo es complicado.
Desventaja: todavía tiene que ejecutar 2 pasos o modulación en un rango de trabajo más bajo.

accionamiento de velocidad variable

Un variador de velocidad (VSD) controla la velocidad del motor primario. En teoría, la curva de descarga de rendimiento de un compresor accionado por inversor es muy atractiva. Según el tipo de compresor, el modelo, las condiciones, etc., la descarga es casi óptima en el rango de carga del 50 % o del 60 % al 90 %, es decir, el 75 % de la potencia puede producir casi el 75 % del caudal. A lo largo de los años, las turbinas y motores de velocidad variable han demostrado su eficacia con todo tipo de compresores. Estos actuadores mantienen la presión del sistema en el punto de ajuste mínimo y se ajustan tan pronto como se detecta un aumento en la presión del sistema.

En el campo de los motores eléctricos, los VSD que se utilizan con mayor frecuencia son los variadores de frecuencia (VFD), generalmente como parte de una actualización o un paquete especial. El VFD convierte la corriente alterna de 60 Hz en corriente continua y luego la vuelve a convertir en corriente alterna a la frecuencia deseada para hacer girar el motor a la velocidad deseada. Esta conversión generalmente consume alrededor del 2% al 4% de la energía, por lo que el VFD es menos eficiente a plena carga que otros tipos de controles.

Muchos VFD se han instalado con éxito en trenes de compresores de tornillo enfriados por aceite a lo largo de los años, pero existen áreas de preocupación que limitan su economía en relación con el costo y el rendimiento general, especialmente cuando se trata de modificaciones. Primero, algunos diseños de compresores de tornillo dan como resultado una caída en la eficiencia por debajo de la velocidad de carga completa. En segundo lugar, cambiar la velocidad crea problemas de amplificación armónica que no se tuvieron en cuenta en la velocidad de diseño original. En tercer lugar, el propio motor puede tener problemas de eficiencia en el extremo inferior del rango de velocidad, posiblemente debido a una disipación de calor y una capacidad de enfriamiento insuficientes. Los compresores con extremos de aire diseñados para VFD eliminarán o reducirán muchos de estos problemas potenciales.

VSD de reluctancia conmutada

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