Al analizar el coste del aire comprimido, es importante tener en cuenta que la energía eléctrica representa la mayor parte (80 %) de los gastos relacionados con el compresor. Como resultado, muchas instalaciones de aire comprimido ofrecen importantes posibilidades para ahorrar energía, como la recuperación de la energía, la reducción de la presión, la reducción de fugas, los sistemas de regulación y los controles y funciones. También se debe prestar atención al tamaño del compresor.
Los costes de inversión son fijos e incluyen el precio de compra, los gastos de infraestructura, la instalación y el seguro. Los costes de inversión se calculan teniendo en cuenta tanto el nivel de calidad del aire comprimido como el periodo de amortización. Los gastos energéticos incluyen el tiempo de funcionamiento anual, el grado de utilización de carga/descarga y el coste energético de la unidad.
Al invertir en equipos nuevos, tenga en cuenta tanto las necesidades actuales como el crecimiento futuro. No pase por alto factores como las normativas medioambientales, la eficiencia energética y las demandas de producción.
En las industrias que dependen en gran medida del aire comprimido, las operaciones optimizadas son esenciales, especialmente a medida que evolucionan las condiciones de producción. Un análisis imparcial de sus necesidades puede ayudarle a reducir costes y garantizar que su suministro de aire se adapte a la demanda, lo cual permite una escalabilidad eficiente.
A continuación se incluye una lista de los diversos componentes que encontrará y cómo afectan al coste total de los sistemas de aire comprimido.
| Componente | Descripción |
| Compresores de aire | La máquina central. El coste inicial es mínimo en comparación con el coste total de propiedad. Dado que la energía es el gasto principal, es crucial elegir el modelo más eficiente. |
| Secadores y filtros | Esencial para la calidad del aire en sectores sensibles como el alimentario y el farmacéutico. Deben adaptarse a los estándares de la industria. |
| Purgadores | Los purgadores inteligentes de pérdida cero ahorran energía al descargar el condensado solo cuando es necesario, a diferencia de los purgadores temporizados que desperdician energía. |
| Tuberías | Unas tuberías adecuadas evitan restricciones, caídas de presión y minimizan las fugas de aire. |
| Depósitos receptores de aire | Los depósitos del tamaño adecuado reducen las falsas demandas, los cambios de presión y limitan la necesidad de compresores adicionales. |
| Fugas de aire | La supervisión continua y la detección de fugas son vitales para mantener la eficiencia y reducir pérdidas costosas. |
| Controlador central | En los sistemas de varios compresores, los controladores centrales optimizan el rendimiento regulando las bandas de presión, la capacidad y la velocidad. |
| Recuperación de energía | El calor residual de los compresores se puede reutilizar para calentar salas, agua o procesos, lo que aumenta la eficiencia energética. |
Al realizar cálculos, es importante aplicar el concepto del requisito de potencia general. Se deben tener en cuenta todos los componentes implicados en una instalación de compresor, incluidos los filtros de entrada, los ventiladores, los secadores, los separadores y la recuperación de energía. Para comparar las opciones, lo mejor es utilizar las normas de la Organización Internacional de Normalización (ISO).
Es necesario realizar un cálculo correcto de la presión de trabajo ya que afecta directamente a los requisitos de potencia. A mayor presión, mayor consumo eléctrico. De hecho, cada incremento de 1 bar requiere aproximadamente el 8 % de potencia. El aumento de la presión de trabajo para compensar la caída de presión siempre perjudica a la eficiencia.
Por lo general, estas caídas de presión se producen debido a un sistema de tuberías inadecuado o a la obstrucción de los filtros. Se recomienda investigar estos factores antes de aumentar la presión del compresor. Con instalaciones equipadas con varios filtros, la caída de presión puede ser significativa y costosa si no se solucionan estos problemas de mantenimiento.
En muchas instalaciones no es posible lograr grandes reducciones de la presión. Sin embargo, el uso de equipos de regulación modernos permite reducir la presión de forma realista en 0,5 bar. Este método genera un pequeño ahorro de energía. Pero, aunque aparentemente sea insignificante, esa reducción afecta a los gastos anuales.
Como hemos mencionado anteriormente, los gastos energéticos son el factor dominante del coste total del aire comprimido. De hecho, pueden representar hasta el 80 % del coste de propiedad y de uso de un sistema de aire comprimido. Por lo tanto, es importante utilizar las soluciones más eficientes que satisfagan sus necesidades.
Aunque los equipos más avanzados conllevan mayores costes de inversión inicial, normalmente son rentables dado el ahorro que aportan. Lo ideal es que la capacidad del compresor sea idónea para el consumo de aire de la aplicación. Pero también están los equipos con accionamiento de velocidad variable (VSD) para satisfacer las diferentes necesidades de presión.
La mayoría de los compresores están equipados con controles y sistemas de regulación integrados. Si utiliza varias máquinas, también puede añadir un sistema de monitorización inteligente. De esta forma podrá optimizar todo el sistema y garantizar que funcione al máximo rendimiento. En este sentido, la regulación de la velocidad del motor es un método muy popular para ahorrar energía debido a su considerable potencial. Algunas herramientas de monitorización también pueden identificar áreas de ineficiencia.
Esta información es útil para detectar fugas, equipos desgastados, filtración deficiente y componentes mal configurados. Como se ha señalado anteriormente, estos problemas de mantenimiento pueden aumentar el coste total de los sistemas de aire comprimido.
Con frecuencia, las fugas pueden suponer un 20 % de la producción de aire comprimido. Son proporcionales a la presión de trabajo, por lo que un método que se puede aplicar sería reparar el equipo con fugas y reducir la presión de trabajo. Al reducir la presión tan solo 0.3 bar, las fugas se reducen en un 4 %. Si en una instalación de 100 m3/min se pierde un 12 % en fugas, dicha reducción representa un ahorro de aproximadamente 3 kW.
También conviene considerar cuándo se utiliza realmente el equipo. Si se utiliza una pequeña cantidad de aire comprimido por las noches y los fines de semana, es preferible instalar un compresor pequeño para utilizarlo en esos periodos concretos. Esta segmentación se puede lograr con válvulas de cierre.
Si una aplicación concreta necesita una presión de trabajo diferente, tendrá que determinar si en su caso tiene sentido utilizar una producción centralizada o dividida. Seccionar la red de aire comprimido resulta útil para segmentar las horas de máxima y mínima actividad.. Dicha planificación se debe basar en las mediciones del caudal de aire.
Si se utiliza un sistema de control principal moderno, tal y como hemos mencionado anteriormente, la planta central del compresor puede funcionar de forma óptima en diferentes situaciones. La selección del método de regulación adecuado genera ahorros de energía con una presión general del sistema más baja y un uso óptimo. Estos controles también pueden reducir el tiempo de inactividad al distribuir la carga de trabajo de manera uniforme.
Además, el control centralizado permite programar reducciones automáticas de presión durante las horas de menor actividad, como por la noche o los fines de semana. Como el consumo de aire comprimido rara vez es constante, la instalación del compresor debe tener un diseño versátil. Se debe implementar una combinación de compresores con diferentes capacidades y monitores controlados por velocidad.
La energía residual recuperada del compresor de aire se puede utilizar para sustituir, total o parcialmente, la electricidad, el gas o el aceite externos para la calefacción. Entre los factores decisivos se incluyen el coste de la energía en €/kWh, el grado de utilización y la cantidad de inversión adicional necesaria.
Un sistema de recuperación de la energía residual bien planificado suele amortizar la inversión en un plazo de 1 a 3 años. Más del 90 % de la energía suministrada al compresor se puede recuperar como calor valioso. Más del 90 % de la energía suministrada al compresor se puede recuperar como valioso calor. El nivel de temperatura de la energía recuperada determina las posibles áreas de aplicación y, por lo tanto, su valor.
La mayor eficacia se obtiene generalmente de las instalaciones refrigeradas por agua. Se trata de una solución que funciona cuando la salida de agua de refrigeración caliente de la instalación del compresor está conectada a un equipo que requiere calor. Por ejemplo, el circuito de retorno de la caldera de calefacción.
La energía residual recuperada se puede utilizar durante todo el año. Los diferentes diseños de compresores tienen diferentes requisitos previos. En algunas situaciones que requieren calor abundante y con valores máximos, largas distancias de transporte del calor o requisitos variables, la energía recuperada también se puede vender.
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