Hoy en día, las empresas buscan prácticas de fabricación sostenibles y adoptan procesos y técnicas que reduzcan al mínimo el impacto ambiental negativo y ahorren energía. Las empresas manufactureras de sectores como el farmacéutico, la automoción, la alimentación y las bebidas o el textil, entre otros, optan por soluciones eficientes desde el punto de vista energético y con bajos costes de explotación, lo que se traduce en una mayor productividad.
Las distintas industrias cuentan con diversas aplicaciones neumáticas que exigen un caudal de aire específico (m3/min). La selección de un sistema de aire comprimido adecuado es crucial para garantizar que el compresor de aire satisfaga las demandas de caudal y presión de las aplicaciones neumáticas, garantizando al mismo tiempo un rendimiento óptimo.
Los clientes pueden elegir entre la amplia gama de compresores de aire de ELGi equipados con o sin variador de frecuencia en función de la variación de la demanda de caudal de aire, para sus requisitos industriales. En el caso de un compresor de aire de velocidad fija, el compresor funciona al mismo ritmo, consumiendo la potencia fija para la demanda de aire. El motor eléctrico funciona a la velocidad máxima constante independientemente de la necesidad de aire comprimido. Por otro lado, el compresor de aire con variador de frecuencia puede ajustar automáticamente la velocidad entre su rango mínimo y máximo, lo que garantiza que la generación de aire comprimido coincida con la demanda de aire comprimido y, por consiguiente, consuma mucha menos energía cuando la demanda es baja.
Resumen de las tecnologías de velocidad fija y variable
Existen dos tipos principales de control de velocidad para motores eléctricos: velocidad fija y velocidad variable. Velocidad fija significa que el motor funcionará a una velocidad constante, independientemente de la carga o la demanda. Este es el tipo más común de control de velocidad utilizado en aplicaciones que exigen un consumo constante. Velocidad variable significa que el motor ajustará su velocidad en función de la carga o la demanda. Los VFD son útiles en aplicaciones en las que la eficiencia energética es una prioridad, al tiempo que garantizan que el aire comprimido generado se ajuste a la demanda de la aplicación final. La tecnología de variador se utiliza en compresores de tornillo, tanto en equipos lubricados como en exentos de aceite.
Hay varias formas de gestionar un control de velocidad fijo. Uno de ellos es el control de arranque y paro. En este caso, un presostato envía una señal para que el compresor se ponga en marcha cuando la presión descienda por debajo del valor requerido y se detenga cuando el valor alcance el valor máximo establecido. De este modo, el compresor funciona a plena carga o no funciona en absoluto.
Otra opción es el control de carga/descarga. El control de carga/descarga se utiliza a menudo en aplicaciones de aire comprimido de tamaño medio con un mayor número de horas de funcionamiento. En lugar de parar el motor del compresor, éste se pone en descarga, lo que significa que no se suministra caudal de aire, sino sólo una pequeña cantidad de aire para mantenerlo operativo. En el modo de descarga, el compresor consume alrededor del 30% del consumo a plena carga mientras no proporciona ningún caudal de aire. Así se garantiza que el compresor pueda utilizarse en cualquier momento a plena carga sin necesidad de arrancar el motor, porque ya está girando
La última opción es la modulación, ideal para una variación limitada del caudal de aire comprimido. La válvula de entrada puede modular el caudal en función de la presión del sistema de aire comprimido. Al estrangular o cerrar la válvula de admisión se reduce el caudal de aire comprimido del compresor. Por tanto, el compresor puede ajustar el caudal desde el 100% hasta aproximadamente el 50% de la capacidad nominal. En caso de una demanda menor, el compresor pasará al control de carga/descarga.
Ventajas e inconvenientes de los compresores de aire de velocidad fija y de frecuencia variable
Los compresores de aire de velocidad fija suministran un caudal de aire máximo constante. Por lo tanto, benefician a las aplicaciones que tienen requisitos de flujo de aire fijo continuo para las operaciones. Los compresores fijos suelen ser más fiables y fáciles de mantener, ya que requieren menos refrigeración. Sin embargo, los compresores de aire de velocidad fija son menos eficientes cuando la demanda de aire comprimido es menor, ya que no pueden ajustar la velocidad como los compresores de aire de accionamiento de frecuencia variable.
Los compresores de aire de velocidad variable son adecuados para demandas variables de caudal de aire. Un compresor de velocidad variable es ideal para demandas de caudal de aire fluctuantes en cualquier punto entre la capacidad de caudal de aire mínima y máxima del compresor. El VFD de los compresores de aire ajustarán la velocidad del motor y garantizarán que el compresor no consuma un exceso de energía al funcionar al máximo de su capacidad debido a los ciclos de carga/vacío Los compresores de aire con VFD pueden ahorrar importantes costes energéticos en comparación con las unidades de velocidad fija.
Por qué la velocidad variable no siempre es la mejor opción
Aunque un compresor de accionamiento de velocidad variable puede ser más eficiente energéticamente que un compresor de aire de velocidad fija, no siempre es la elección correcta. Un compresor con variador de velocidad supondrá una pérdida de eficiencia del 2-4% en aplicaciones en las que la demanda de aire sea constante, debido al consumo del variador. Además, el sistema de accionamiento de velocidad variable puede conllevar mayores costes de mantenimiento. Por estas razones, un compresor de velocidad fija suele ser la mejor opción en aplicaciones en las que la demanda de aire es constante o como base.
¿Cuándo es el variador de velocidad la elección correcta y por qué?
La elección de un compresor de aire con variador de frecuencia depende de la demanda de caudal de aire (m3/min) de la aplicación final. Los compresores de aire de accionamiento de frecuencia variable son más apropiados cuando la aplicación final tiene demandas variables de caudal de aire y un ciclo de trabajo irregular. Los sistemas de aire comprimido ELGi con VFD pueden funcionar variando la velocidad para adaptarse a las demandas de aire de la aplicación, ahorrando importantes costes energéticos. Además, el compresor de aire de accionamiento de frecuencia variable se puede arrancar y parar según sea necesario, lo que reduce aún más el consumo de energía.
Los VFD se utilizan habitualmente tanto en compresores de tornillo rotativo lubricado como en exentos de aceite para controlar la velocidad del motor, que a su vez afecta a la cantidad de aire suministrado por el compresor de aire. La reducción de la velocidad del motor permite a los VFD reducir el derroche de energía en compresores de aire de tornillo .
¿Por qué sigue siendo importante el dimensionamiento de los compresores?
Con tantas tecnologías de compresores de aire en el mercado actual, la selección adecuada para su producción puede resultar complicada. A la hora de elegir un compresor de aire, es fundamental evaluar el perfil de carga. A la hora de seleccionar el compresor de aire para sus instalaciones, algunas consideraciones clave son el ciclo de trabajo, la presión de funcionamiento y la demanda de caudal de aire.
Estos son algunos puntos a tener en cuenta a la hora de elegir un compresor de aire adecuado para su empresa.
Requisitos de caudal de aire: El caudal de aire es el volumen de aire producido por el compresor de aire a una presión determinada en un tiempo dado. Antes de seleccionar el compresor, es fundamental determinar con qué frecuencia deben realizarse las tareas o cuántos trabajos se realizan simultáneamente para calcular el caudal de aire total necesario para todas las aplicaciones neumáticas. Seleccionar un compresor de aire con poca potencia significaría que el compresor de aire no podría suministrar el caudal y la presión necesarios para las aplicaciones neumáticas, lo que podría provocar problemas en la línea de producción.
Requisitos de presión: La presión (barg) es la fuerza necesaria para realizar una tarea en un momento dado. Lo ideal es seleccionar el compresor en función de la presión de trabajo necesaria para el funcionamiento de las aplicaciones neumáticas. Si un compresor de aire funciona a una presión superior a la necesaria, consumirá más energía para alcanzar esa presión adicional.
Ciclo de trabajo: El ciclo de trabajo se refiere al ciclo de funcionamiento o al tiempo que el compresor funciona para proporcionar aire comprimido a una presión constante y un caudal específico. Este es uno de los parámetros críticos que ayudan a decidir si se necesita un variador de velocidad fijo o uno de frecuencia variable (VFD).
Además, recomendamos realizar una Auditoría de Aire ELGi con uno de nuestros expertos en aire comprimido para determinar el compresor de aire adecuado para su aplicación y requisitos.
¿Por qué debería optar por los compresores de aire de accionamiento de frecuencia variable ELGI?
He aquí algunas razones para considerar compresores de aire ELGi con variador de frecuencia para sus aplicaciones:
Eficiencia energética: En los compresores de aire ELGi con variador de frecuencia, la velocidad del motor se regula, lo que garantiza que se produzca el caudal de aire necesario y no se desperdicie energía. El compresor de aire VFD beneficia enormemente a las industrias y aplicaciones con demandas variables de caudal de aire (m3/min).
Alto tiempo de actividad: El suministro de aire comprimido regulado ayuda a optimizar el sistema de aire comprimido y reduce las posibilidades de desgaste del equipo, ofreciendo así un mayor tiempo de actividad.
El consumo de energía representa hasta el 75% del coste total del ciclo de vida de un compresor de aire y es un factor importante en la gestión de los costes de explotación. Organizaciones de todo el mundo buscan formas de minimizar los costes operativos para seguir siendo rentables y reducir su impacto en el medio ambiente. Los compresores de aire con accionamiento de frecuencia variable (VFD) ofrecen a las empresas de fabricación y servicios que buscan soluciones de eficiencia energética y alta rentabilidad, la oportunidad de optimizar significativamente su productividad y consumo de energía.
ELGi ofrece a sus clientes una amplia gama de soluciones de aire comprimido, desde compresores de velocidad fija hasta compresores de tornillo rotativo con variador de frecuencia, en función de las exigencias de la aplicación final.
Nuestros expertos en aire comprimido pueden ayudarle a seleccionar el compresor de aire adecuado para su aplicación. Contacte con nosotros en euenquiry@elgi.com.
Preguntas más frecuentes (FAQ)
¿Cómo puedo comprobar el potencial de ahorro energético de un variador de frecuencia (VFD)?
Todos los compresores de aire están equipados con un controlador. Este controlador muestra las horas de funcionamiento, así como las horas de carga y descarga. Si los datos muestran que las horas de descarga suponen entre el 15-20% o más del total de horas de funcionamiento, existe un importante potencial de ahorro de energía gracias a un variador de frecuencia.
How do I identify the air compressor which is required for VFD retrofitting?
¿Cómo identifico el compresor con VFD más adecuado para mi consumo?
Si sólo utiliza un compresor de aire para proporcionar el caudal de aire según la demanda, el VFD puede instalarse posteriormente en el mismo compresor (si se ha identificado el potencial de ahorro). Si su instalación usa varios compresores de aire para soportar la demanda de caudal de aire (m3/min), verifique los requisitos de carga base y de carga de ajuste para elegir el mejor compresor posible para las puntas de caudal. ELGi ofrece asesoramiento técnico para identificar posibles ahorros en su sistema de aire comprimido , póngase en contacto con con nuestros expertos.
¿Cómo se confirman los requisitos de carga base y carga variable de un compresor de aire de tornillo rotativo?
El mejor método para determinar los requisitos de carga base y carga de ajuste de un compresor de aire de tornillo rotativo es realizar una auditoría energética por parte de un experto en aire cualificado de ELGi. Le ayudarán a medir con precisión el perfil de consumo
¿Qué ocurrirá si instalamos un variador de frecuencia para las necesidades de carga base?
La instalación de un variador de frecuencia sólo para la carga base no ofrecerá ningún ahorro de energía, ya que la carga base no pasa a un ciclo de descarga. Una máquina accionada por VFD consumirá en torno al 103% a plena carga (3% de pérdidas VFD). Por lo tanto, no habrá ningún ahorro.
