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Diseño de instalaciones de compresores a gran altitud

Dimensioning Compressor Installations Compressed Air Wiki Compressors

Tanto la presión ambiental como la temperatura disminuyen con la altitud sobre el nivel del mar. Este descenso de la presión de entrada afecta a la relación de presiones, tanto para los compresores como para los equipos conectados, lo cual, en la práctica, implica un impacto en el consumo de energía y en el consumo de aire. Al mismo tiempo, los cambios debidos a una mayor altitud también afectarán a la potencia nominal disponible de los motores eléctricos y de los motores de combustión.

¿Cómo influye la altitud en las instalaciones de compresores?

Compresor a gran altitud, en la montaña

La forma en que las condiciones ambientales influyen en la aplicación del consumidor final también debe tenerse en cuenta. ¿Se necesita una masa específica del flujo (en un proceso) o una tasa de caudal volumétrico? ¿Se utilizó la relación de presiones, la presión absoluta o la presión manométrica para el dimensionamiento? ¿Es significativa la temperatura del aire comprimido? Todas estas consideraciones crean condiciones distintas para dimensionar una instalación de aire comprimido instalada a gran altitud y pueden ser bastante complejas de calcular.

¿Qué efecto tiene la altitud en la elección del compresor?

Para elegir el compresor correcto cuando las condiciones ambientales difieren de las indicadas en la hoja de datos, se deben tener en cuenta los siguientes factores:

- altura sobre el nivel del mar o presión ambiental
- temperatura ambiente
- humedad
- temperatura del refrigerante
- tipo de compresor
- fuente de alimentación

Estos factores afectan principalmente a lo siguiente:

- presión máxima de trabajo
- capacidad
- consumo de energía
- requisito de refrigeración

El factor más importante son las variaciones de la presión de entrada en altitud. Un compresor con una relación de presiones de 8,0 a nivel del mar tendrá una relación de presiones de 11,1 a una altitud de 3000 metros (siempre que la presión de funcionamiento de la aplicación no haya cambiado). Esto afecta a la eficiencia y, por consiguiente, a los requisitos de potencia. El nivel de cambio depende del tipo de compresor y del diseño. La temperatura ambiente, la humedad y la temperatura del refrigerante interactúan y afectan al rendimiento del compresor en diferentes grados en compresores de una etapa o multietapa, compresores dinámicos o compresores de desplazamiento.

¿Cómo afecta la altitud a los motores eléctricos?

¿Cómo afecta la altura al motor eléctrico?

El enfriamiento de los motores eléctricos se ve afectado por la menor densidad de aire a gran altitud. Los motores estándar deben poder trabajar hasta a 1000 m y con una temperatura ambiente de 40 °C sin ningún impacto en los datos nominales. A mayor altitud, la siguiente tabla se puede utilizar como guía para la reducción de potencia del rendimiento del motor estándar. Tenga en cuenta que, para algunos tipos de compresores, el rendimiento del motor eléctrico se ve más afectado que la potencia al eje necesaria del compresor a gran altitud. Por lo tanto, el funcionamiento de un compresor estándar a gran altitud requiere bajar la presión de trabajo o bien instalar un motor de gran tamaño.

¿Cómo afecta la altitud a los motores de combustión interna?

La reducción en la presión ambiental, el aumento de la temperatura o la reducción de la humedad reducen el contenido de oxígeno en el aire utilizado para la combustión y, en consecuencia, la potencia extraíble del motor de combustión interna (CI). El grado de reducción de potencia al eje depende del tipo de motor y su método de respiración (aspiración natural o turboalimentada), como se establece en la siguiente tabla. La humedad tiene una función menor (potencia reducida < 1 % por 1000 m) cuando la temperatura desciende por debajo de 30 °C.

Tenga en cuenta que la potencia del motor disminuye más rápidamente que la potencia al eje necesaria del compresor. Esto implica que, para cada combinación de compresor/motor, hay una altura máxima de trabajo que utilizará todo el margen de potencia del motor sobre el compresor para su uso a nivel del mar. En general, se debe encargar a los proveedores que calculen y establezcan los datos específicos que se aplican al compresor, el motor y el equipo de consumo de aire en cuestión. Si algo no está claro o si tiene alguna duda, el instalador debe estar siempre en contacto con el fabricante del equipo.

A continuación, consulte más información sobre los diferentes aspectos del diseño de instalaciones de compresores.

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