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Compresores de velocidad variable

Guía del aire comprimido

Compresores accionados por convertidor de frecuencia

La adquisición de un compresor nuevo representa una inversión importante tanto para empresas grandes como pequeñas. Pero en realidad, el coste de inversión de un compresor es muy bajo si analizamos su ciclo de vida. Alrededor del 75% del coste total corresponde a gastos de energía. Si estas pensando en invertir en un compresor nuevo, éste es el coste que trataremos de minimizar.

Este capítulo describe los ahorros inteligentes que se pueden obtener minimizando el consumo de energía. En primer lugar, puede ser tan sencillo como elegir la máquina adecuada para un trabajo específico. Está demostrado que las empresas eligen muchas veces un compresor demasiado grande porque no están seguras de la demanda real de aire, o la tecnología errónea porque no saben lo que mejor conviene a su aplicación.

La elección del modelo adecuado de compresor se puede hacer de varias formas. Se puede realizar una medición real del consumo actual y simular con estos datos los ahorros potenciales. También se puede hacer empleando herramientas sofisticadas o basándose en la experiencia. Si se realiza una medición y una adecuada simulación correcta del compresor anterior, en no pocas ocasiones se conseguirá un importante ahorro sustituyendo un compresor convencional todo/nada por una unidad de frecuencia variable. Veamos la siguiente ilustración.

Ciclo carga y descarga de un compresor

El campo rojo/gris muestra el perfil de trabajo de un compresor todo/nada.

En modo de carga, el compresor funciona al 100% y la presión aumenta hasta que alcanza su valor máximo. A continuación, el compresor pasa al modo de descarga antes de pararse tras un tiempo establecido, o hasta que la unidad alcanza el valor de presión mínima y se repite la misma rutina.

Esto provoca un consumo innecesariamente alto y por tanto unos elevados costes de energía.

Un compresor de frecuencia variable tiene un modo de trabajo diferente, como se puede ver en el ejemplo, con unos picos más bajos y un perfil de suministro más uniforme. La razón de que la curva parezca diferente en un compresor de frecuencia variable reside en que adapta el suministro a la demanda en cualquier momento específico. Un sensor transmite la presión al controlador, que envía una señal al inversor sobre la situación. El inversor adapta la velocidad del motor en función de los ajustes de presión. Esta tecnología es un verdadero ahorro tanto para el medio ambiente como para la factura de energía.

Ejemplos de ahorros potenciales

Un compresor de velocidad variable ahorra una media del 25 al 35% del coste de electricidad en comparación con otro compresor.

ahorro compresores producción
Puede que no parezca un gran ahorro, pero con el ejemplo siguiente demostraremos cuánto dinero podrías ahorrar eligiendo un compresor de frecuencia variable. Y recuerda que no debes considerar el precio más económico, lo importante es el coste más bajo. Lo ilustraremos con un ejemplo.

Conceptos básicos

  • Funcionamiento en carga: el tiempo que un compresor trabaja produciendo aire.
  • Funcionamiento en descarga: el tiempo que el motor del compresor trabaja sin producir aire.
  • Transcurrido un tiempo el motor se parará si no se necesita aire.

Compresor de aire 1

Es una unidad tradicional todo/nada que funciona de acuerdo con el patrón rítmico. Tiene un motor eléctrico de 22 kW como fuente de alimentación. En carga, el compresor consume 22 kW. En vacío, consume 12 kW. El tiempo de funcionamiento por año es de 6000 horas. De estas 6000 horas, el compresor funciona 3000 horas en descarga, lo que significa que el motor trabaja pero no produce aire. Esta cifra es muy habitual en muchas grandes y pequeñas empresas.

Coste operativo/año En carga
Compresor Tiempo en carga. En carga (KW) kWh/año kWh (€) Costes operativos/año
Carga 3000 22 66000 0,1 6.600 €
Costes operativos/año
Compresor Tiempo en carga. En carga (KW) kWh/año kWh (€) Costes operativos/año
Descarga 3000 12 36000 0,1 3.600 €

Compresor de aire 2

Es un compresor de frecuencia variable con un motor de 22 kW. Este compresor se adapta a las necesidades de aire de producción y utiliza un 65-70% de su potencia máxima, por término medio, si está correctamente dimensionado. Esta potencia media es alrededor de 15,5 kW.

Sin embargo, aquí es donde los tiempos de funcionamiento difieren ligeramente. De las 3000 horas que funciona en carga el compresor citado, el compresor de frecuencia variable debe trabajar unas 4500 horas para atender las mismas necesidades de aire con una carga del 70%. Pero ésta es la gran diferencia, ya que un compresor de frecuencia variable permanece parado durante las 1500 horas restantes. Cuando no se necesita aire, el compresor de frecuencia variable funciona a velocidad mínima durante un determinado tiempo antes de pararse. Así se ahorran 1500 horas de funcionamiento en descarga, lo que tendrá un gran impacto positivo en la factura de electricidad.

Costes operativos/año
Compresor Tiempo en carga. En carga (KW) kWh/año kWh (€) Costes operativos/año
Frecuencia variable 4500 15,5 69750 0,1 6.975 €

Resumen de ahorros potenciales

El coste de energía total del compresor 1 es € 10200/año.

El coste de energía total del compresor 2 es € 6975/año.

Esto da una diferencia de € 10200 - € 6975 = € 3225/año o € 3225 / € 10200 = 31% de ahorro por año.

Si eliges un compresor de frecuencia variable, puedes amortizar la diferencia de coste 1-2 años. También debes pensar en la cantidad de dióxido de carbono que evitamos con el ejemplo de velocidad controlada. Si aumenta el tamaño del compresor de aire a unos 75 kW, el correspondiente ahorro es significativo.

comparación compresores velocidad fija y variable

Evolución y diferencias entre la tecnología de velocidad fija y variable en PUSKA


En la siguiente sección de nuestra guía del aire comprimido podrás observar con más detalle la evolución en la tecnología del compresor, desde el motor de velocidad fija hasta el motor de imanes permanentes IPM en cabezales lubricados de aceite. Diferentes modelos de compresores de tornillo para ofrecerte un abanico amplio de opciones siempre en busca de la máxima eficiencia y rendimiento en tu sistema de producción o fábrica

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