¿Cómo se controla el caudal en los compresores de aire?

• Sistema de control electrónico: los sensores supervisan la presión del sistema en tiempo real. El controlador compara la presión real con el valor de consigna y determina la velocidad del motor necesaria.
• Funcionamiento del convertidor de frecuencia: el convertidor de frecuencia varía la frecuencia y la tensión suministradas al motor eléctrico, lo que cambia las RPM del motor, lo que afecta a la velocidad del elemento y, por lo tanto, al suministro de aire.
• Ajuste continuo de la velocidad: debido a que la velocidad cambia suavemente en lugar de en pasos, un VSD puede mantener una estabilidad de presión ajustada, a menudo alrededor de ±0,1 bar cuando se dimensiona y ajusta correctamente.
• Eficiencia a carga parcial: cuando la demanda disminuye, el controlador reduce la velocidad y el consumo de energía disminuye porque el compresor solo produce el aire que necesita la red.
• Arranque suave: el convertidor de frecuencia acelera la velocidad gradualmente, reduciendo la corriente de entrada y limitando la tensión eléctrica y mecánica durante el arranque.

Las ventajas de la velocidad VSD se obtienen cuando la demanda de aire fluctúa a lo largo del día. Al ajustar continuamente las RPM, el compresor regula la velocidad sin ciclos frecuentes de carga y descarga, mejorando tanto la eficiencia como la estabilidad.

• Ahorro de energía: normalmente del 30 al 60 % en comparación con el funcionamiento a velocidad fija en instalaciones con demanda variable, gracias a la reducción del consumo eléctrico a carga parcial.
• Control constante de la presión: unas bandas de presión más estrechas favorecen la estabilidad de los procesos y pueden reducir la necesidad de funcionar con un punto de consigna innecesariamente alto.
• Menos mantenimiento: menos arranques y un funcionamiento más suave reducen el desgaste de los componentes y las válvulas.
• Arranque suave: una corriente de entrada más baja y una aceleración más suave reducen la tensión en el suministro eléctrico y el tren de accionamiento.

La tecnología VSDes una opción inteligente cuando la demanda de aire cambia a lo largo del día. Es ideal para instalaciones con una producción variable, operaciones en varios turnos con picos y periodos de menor actividad bien definidos, y plantas en las que un compresor de velocidad fija resulta sobredimensionado y pasa muchas horas funcionando a carga parcial.

El retorno de la inversión depende del precio de la electricidad, las horas de funcionamientoy la variación de la demanda, pero muchas instalaciones se amortizan en cuestión de meses a pocos años. La clave es adaptar el método de control a su perfil de demanda real, de modo que obtenga una presión estable y el mejor ahorro energético posible.

Los sistemas de compresores de velocidad dual son una opción intermedia entre el control de velocidad fija y el VSD. Funcionan a dos velocidades del motor: velocidad máxima para obtener la máxima salida y, a continuación, una velocidad más baja durante la descarga.

El funcionamiento a la velocidad mínima durante la descarga reduce el consumo de energía. Un compresor de velocidad dual también minimizará las pérdidas transitorias, gracias a su velocidad mínima de descarga y al hecho de que puede arrancar (más rápido) en un sistema bajo presión.

La energía constituye aproximadamente el 80 % del coste de propiedad y funcionamiento de un compresor. Esto significa que el ahorro energético del 20 % que puede ofrecer el GA FLX puede sumarse realmente a la reducción de sus costes operativos y al cumplimiento de sus objetivos de sostenibilidad.

La velocidad dual funciona mejor cuando los cambios en la demanda son moderados y predecibles, como:

• centros con varios turnos con picos y valles claros
• plantas con ciclos de producción repetitivos
• empresas que buscan reducir costes y mejorar la eficiencia pero sin VSD

Los compresores de velocidad fija funcionan a unas RPM del motor constantes, por lo que el control de caudal depende del tipo de sistema de control, siendo el más común el control de carga y descarga. En lugar de cambiar la velocidad del motor, el compresor regula el caudal de aire abriendo o cerrando la entrada del compresor.

• Regulación de la válvula de entrada: un método común utilizado para controlar el caudal de salida del compresor simplemente abriendo o cerrando la válvula de entrada
• Ciclo de carga a descarga: en el punto de ajuste de presión superior, el compresor descarga y, cuando la presión cae hasta el punto de ajuste inferior, se vuelve a cargar.
• Funcionamiento de la banda de presión: la diferencia entre el punto de ajuste de descarga y el punto de ajuste de carga se denomina banda de presión, lo que indica cuánto puede fluctuar la presión con respecto al ajuste de presión necesario.

Los sistemas de carga y descarga de velocidad fija funcionan mejor cuando la demanda es constante y alta, por lo que el compresor permanece cargado la mayor parte del tiempo, como en operaciones 24/7.

En comparación con las soluciones de control de velocidad más avanzadas, los sistemas de velocidad fija suelen implicar una menor inversión inicial, pero suelen consumir más energía en comparación con un compresor VSD.

Los compresores de velocidad fija tendrán una corriente de arranque más alta y también tendrán más ciclos de carga/descarga/arranque/parada, lo que puede tener un efecto negativo en el desgaste de ciertos componentes y válvulas.

Cuando la demanda de aire aumenta y disminuye durante el día, el método de control marca una diferencia real. El control de velocidad fija funciona a una velocidad constante, por lo que reacciona principalmente mediante la carga y descarga. 

El control de velocidad dual añade un nivel de baja velocidad, lo que permite que el compresor funcione a alta velocidad en carga y a baja velocidad en descarga, lo que puede reducir el desperdicio de energía en periodos de carga parcial.

La tecnología de control de velocidad puede ofrecer un ahorro energético significativo. Nuestros expertos en aire comprimido pueden evaluar su aplicación, explicar el potencial de ahorro real y recomendar la solución más adecuada, desde VSD hasta sistemas de velocidad dual.