Ao discutir o custo do ar comprimido, vale a pena mencionar que a energia elétrica representa a maior parte (80%) das despesas relacionadas ao compressor. Como resultado, muitas instalações de ar comprimido oferecem possibilidades significativas de economia de energia, incluindo recuperação de energia, redução de pressão, redução de vazamentos, sistemas de regulagem, controles e recursos. Você também deve prestar atenção ao tamanho do compressor.
Os custos de investimento são fixos e incluem o preço de compra, as despesas de infraestrutura, instalação e seguro. Os custos de investimento são determinados pelo nível de qualidade do ar comprimido e pelo período de depreciação. As despesas de energia incluem o tempo operacional anual, o grau de utilização de carga/descarga e o custo unitário de energia.
Ao investir em novos equipamentos, considere as necessidades atuais e o crescimento futuro. Não ignore fatores como regulamentações ambientais, eficiência energética e demandas de produção.
Em indústrias que dependem muito do ar comprimido, operações otimizadas são essenciais, especialmente à medida que as condições de produção evoluem. Uma análise imparcial de suas necessidades pode ajudar a reduzir custos e garantir que seu fornecimento de ar corresponda à demanda, com margem para crescimento eficiente.
Veja abaixo uma lista de vários componentes que você encontrará e como eles afetam o custo geral dos sistemas de ar comprimido.
| Componentes | Descrição |
| Compressores de ar | A máquina principal. O custo inicial é mínimo em comparação com o custo total de propriedade. Como a energia é a principal despesa, escolher o modelo mais eficiente é crucial. |
| Secadores e filtros | Essencial para a qualidade do ar em setores sensíveis como alimentos e produtos farmacêuticos. Deve ser adaptado aos padrões da indústria. |
| Drenos | Os drenos inteligentes com zero de perdas economizam energia descarregando o líquido que foi condensado somente quando necessário, ao contrário dos drenos com temporizador, que desperdiçam energia. |
| Tubulação | Tubulações adequadas evitam restrições, quedas de pressão e minimizam o vazamento de ar. |
| Reservatórios de ar | Reservatórios de dimensões adequadas reduzem falsas demandas, mudanças de pressão e limitam a necessidade de compressores extras. |
| Vazamento de ar | O monitoramento contínuo e a detecção de vazamentos são vitais para manter a eficiência e reduzir perdas dispendiosas. |
| Controlador central | Em sistemas multicompressores, os controladores centrais otimizam o desempenho regulando bandas de pressão, capacidade e velocidade. |
| Recuperação de energia | O calor residual dos compressores pode ser reutilizado para aquecer salas, água ou processos, aumentando a eficiência energética. |
Ao fazer cálculos, é importante a aplicação do conceito geral de requisitos de energia. Todos os componentes envolvidos na instalação de um compressor devem ser considerados, incluindo filtros de entrada, ventiladores, secadores, separadores e recuperação de energia. Para comparar opções, é melhor usar os padrões da ISO (International Organization for Standardization).
É necessário fazer um cálculo correto da pressão de trabalho pois isso afeta diretamente os requisitos de energia. Uma pressão mais alta significa mais consumo de eletricidade. Na verdade, cada incremento de 1 bar requer cerca de 8% de energia. Aumentar a pressão de trabalho para compensar a queda de pressão sempre resulta em menor eficiência.
Geralmente, essas quedas de pressão ocorrem devido a um sistema de tubulação inadequado ou filtros entupidos. É aconselhável investigar esses fatores antes de aumentar a pressão do compressor. Com instalações equipadas com vários filtros, a queda de pressão pode ser significativa e cara se essas questões de manutenção não forem resolvidas.
Em muitas instalações, não é possível implementar grandes reduções de pressão. No entanto, o uso de modernos equipamentos reguladores permite que a pressão seja reduzida de forma realista em 0,5 bar. Esse método gera uma pequena economia de energia. Embora aparentemente insignificante, essa redução afeta as despesas anuais.
Como mencionado acima, as despesas com energia são o fator dominante do custo total do ar comprimido. Na verdade, eles podem representar até 80% da propriedade e operação de um sistema de ar comprimido. Portanto, é importante focar nas soluções mais eficientes para atender às suas demandas.
Embora o equipamento mais avançado tenha custos iniciais de investimento mais altos, geralmente vale a pena pela economia geral. Uma situação ideal é quando a capacidade de um compressor atende ao consumo de ar de sua aplicação. Há também equipamentos de acionamento de velocidade variável (VSD) para atender a diferentes necessidades de pressão.
A maioria dos compressores vem equipados com controles integrados e sistemas de regulagem. Se você executar mais de uma máquina, também poderá adicionar um sistema de monitoramento inteligente. Isso ajudará a otimizar todo o seu sistema e garantir que você esteja operando com o máximo desempenho. Com isso, a regulagem da velocidade do motor é um método popular de economia de energia devido ao seu potencial substancial. Algumas ferramentas de monitoramento também podem identificar áreas de ineficiência.
Essas informações são úteis para determinar vazamentos, equipamentos desgastados, filtragem deficiente e componentes configurados incorretamente. Conforme mencionado anteriormente, esses problemas de manutenção podem aumentar o custo geral dos sistemas de ar comprimido.
Frequentemente, o vazamento pode chegar a 20% da produção de fluxo de ar comprimido. O vazamento também é proporcional à pressão de trabalho, e é por isso que um método é reparar o equipamento com vazamento e reduzir a pressão de trabalho. A redução da pressão em apenas 0,3 bar reduz o vazamento em 4%. Se o vazamento em uma instalação de 100 m3/min for de 12%, essa redução representa uma economia de aproximadamente 3 kW.
Você também deve considerar quando realmente usa seu equipamento. Se uma pequena quantidade de ar comprimido for usada durante noites e fins de semana, você pode querer instalar um pequeno compressor para esses horários. Essa segmentação pode ser obtida com as válvulas de corte.
Se uma determinada aplicação precisar de uma pressão de trabalho diferente, você precisará determinar se a produção centralizada ou dividida faz sentido. A divisão da sua rede de ar comprimido também é útil para segmentar entre horários de pico alto e baixo. Esse planejamento deve ser baseado em medições de fluxo de ar.
Usando um sistema de controle mestre moderno, conforme descrito acima, a instalação central do compressor pode operar de maneira otimizada em diferentes situações. Selecionar o método de regulagem correto incentiva a economia de energia com menor pressão geral do sistema e utilização ideal. Esses controles também podem reduzir o tempo de inatividade, ao distribuir a carga de trabalho uniformemente.
Além disso, o controle central permite programar reduções automáticas de pressão fora dos horários de pico, como noites e fins de semana. Como o consumo de ar comprimido raramente é constante, a instalação do compressor deve ter um design versátil. Uma combinação de compressores com diferentes capacidades e monitores de velocidade controlada deve ser implementada.
É possível utilizar a energia residual recuperada do compressor de ar para substituir total ou parcialmente a eletricidade, gás ou óleo externos para aquecimento. Os fatores decisivos incluem o custo da energia em €/kWh, o grau de utilização e o valor do investimento adicional necessário.
Um sistema de recuperação de energia de resíduos bem planejado geralmente produz um retorno em 1 a 3 anos. Mais de 90% da energia fornecida ao compressor pode ser recuperada na forma de calor valioso. O nível de temperatura da energia recuperada determina possíveis áreas de aplicação e, portanto, seu valor.
O mais alto grau de eficiência é geralmente obtido de instalações resfriadas a água. Isso funciona quando a saída de água quente de resfriamento da instalação do compressor está conectada a equipamentos que demandam calor. Por exemplo, o circuito de retorno da caldeira de aquecimento existente.
A recuperação de energia residual pode ser utilizada durante todo o ano. Projetos de compressores diferentes têm pré-requisitos diferentes. Em algumas situações que demandam fluxo de calor elevado e de pico, longas distâncias de transporte de calor ou requisitos variáveis, você também pode vender a energia recuperada.
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