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Secador frigorífico de aire con accionamiento de velocidad variable

Air compressors Refrigerant dryers Air and gas treatment

En la mayoría de operaciones de producción la demanda de aire comprimido es variable, pero los compresores de aire tradicionales tienen una única velocidad: la de máxima capacidad. Esto significa que si se necesita una cantidad menor de aire, se consume y desperdicia una gran cantidad de energía. No obstante, los compresores de aire con accionamiento de velocidad variable (VSD) regulan la velocidad del motor automáticamente para adaptarla a la demanda de aire y ofrecer así un ahorro energético significativo. Ahora, una tecnología complementaria ha permitido incorporar el accionamiento de velocidad variable y su ahorro energético a los secadores frigoríficos de aire para proporcionar un secado del aire de gran calidad a un punto de rocío bajo y estable al tiempo que se ahorra energía.

Funcionamiento de los secadores frigoríficos de aire

Dryer
Un secador frigorífico de aire es un componente esencial del sistema de aire para las operaciones que requieren aire comprimido seco a un punto de rocío bajo. En la primera etapa, el aire comprimido entra en el secador y pasa por un intercambiador de calor aire-aire, donde se efectúa una refrigeración previa.
En la segunda etapa, el aire comprimido pasa por un intercambiador de calor aire-refrigerante para reducir el punto de rocío del aire comprimido a +3 °C (+37 °F). El vapor de agua presente en el aire se condensa, y el líquido obtenido se recoge y elimina.
A continuación, el aire seco se calienta en el intercambiador de calor aire-aire para reducir su humedad relativa y evitar la formación de condensado en los tubos aguas abajo.

Funcionamiento de los secadores frigoríficos de aire VSD

Los secadores frigoríficos de aire cuentan con su propio compresor que comprime el gas refrigerante y lo condensa. Los secadores frigoríficos convencionales suelen emplear un compresor alternativo (de pistón) con una única velocidad fija. En términos de eficiencia energética, esto supone el mismo problema que presenta un compresor de aire de velocidad fija: solo puede estar encendido o apagado. Por el contrario, los secadores frigoríficos de aire VSD emplean un compresor scroll con un elemento en espiral que orbita alrededor de un segundo elemento fijo. Este es compacto y silencioso, además, el inversor que acciona el elemento scroll puede modificar la velocidad para adaptarla a la demanda.

Sincronización del sistema VSD

Al igual que ocurre con los compresores de aire VSD, los secadores frigorífico de aire VSD ajustan automáticamente la salida para adaptarla a las fluctuaciones de demanda de aire comprimido seco. Es posible hacerlo gracias a que el sistema de control del secador funciona de la misma manera que el del compresor, regulando la velocidad mediante un inversor. A medida que cambia la demanda de aire, la velocidad del motor de accionamiento del compresor de aire aumenta o disminuye para adaptarse a la demanda y el compresor de refrigerante del secador de aire frigorífico aumenta o reduce la velocidad de manera sincronizada con el compresor de aire.

Más eficiente que las unidades de masa térmica (cíclicas)

Una tecnología más antigua, denominada "de masa térmica" o "cíclica", ofrece cierto grado de eficiencia energética para los secadores de aire frigoríficos. Un secador de aire de masa térmica alterna cíclicamente entre el funcionamiento a plena carga y el uso de una masa térmica para la refrigeración. Esto supone una mejora con respecto a los secadores que solamente funcionan a velocidad fija (máxima capacidad o apagados). No obstante, los secadores cíclicos necesitan consumir energía para refrigerar su masa térmica, lo que reduce el ahorro energético.

Estabilidad del punto de rocío

Una ventaja importante de los secadores frigoríficos de aire VSD es el suministro fiable de un aire de calidad excepcional a un punto de rocío bajo y estable con independencia de la temperatura ambiente del aire. En el caso de los secadores de masa térmica, el punto de rocío del aire comprimido es el indicador del que dispone el compresor de refrigerante de velocidad fija para arrancar o pararse; por lo tanto, el punto de rocío del aire no se mantiene estable, sino que aumenta y se reduce. Esta fluctuación puede poner en riesgo la calidad del aire en hasta dos clases de pureza. Por el contrario, los secadores de aire frigoríficos VSD suministran de manera continua aire seco a un punto de rocío estable.

Tabla de pureza del punto de rocío