Dentro del diseño eficiente energéticamente de compresores de velocidad variable

Publicado en: julio 31, 2023

Tiempo estimado de lectura: 14 min(s)


El aire presurizado es la fuerza motriz en una amplia gama de aplicaciones industriales. Desde plantas de producción hasta talleres de reparación de automóviles, los compresores de aire alimentan desde brazos robóticos hasta herramientas neumáticas. Muchos de estos procesos replican funciones que antes se realizaban con herramientas convencionales y manos humanas. Por ejemplo, las lijadoras, pintores y secadoras accionadas por aire pueden completar los últimos retoques de coches y muebles con mucha mayor rapidez y precisión que en los tiempos anteriores a esta tecnología. Sin compresores de aire, la automatización moderna simplemente no existiría.

A medida que los costes de fabricación se disparan y las industrias buscan maximizar la productividad para satisfacer la demanda de un mercado más densamente poblado y cada vez más globalizado, las empresas intentan reducir sus costes generales en todos los niveles. Para aplicaciones que involucran aire presurizado, la forma más eficaz de reducir costes es utilizar compresores de aire de velocidad variable, que maximizan la eficiencia y requieren menos energía.

Si gestionas una planta de producción con varios compresores que alimentan varias herramientas simultáneamente, podrías ver ahorros significativos tras cambiar una o más de esas máquinas por un compresor de velocidad variable. Lo mismo ocurre si tienes un taller donde un compresor alimenta tornillos y llaves neumáticas portátiles. Las empresas de todos los tamaños pueden reducir seriamente sus costes generales con compresores de velocidad variable, que ofrecen un flujo de aire regulado para una gama completa de aplicaciones.

Componentes y componentes de compresores de velocidad variable

 

Componentes y partes de compresores de velocidad variable

Un compresor de aire de velocidad variable se distingue por un conjunto único de componentes que regulan la velocidad de funcionamiento y ayudan a los usuarios a ahorrar energía. La clave del compresor de velocidad variable es su función especial de accionamiento, que permite a los usuarios controlar la velocidad del flujo de aire según las necesidades de un proyecto. Las ventajas del diseño de velocidad variable benefician a los usuarios en varias áreas, incluyendo las siguientes:

  • Presión constante: Los compresores de aire de velocidad variable proporcionan presión constante según lo programado por el usuario. Cuando una aplicación exige presión de aire a un volumen y consistencia exactos, el compresor de velocidad variable suministrará esta presión sin fallos ni titubeos.
  • Protección contra sobretensiones: Un compresor de velocidad variable producirá aire presurizado a las tasas y velocidades exactas que especifiques en los ajustes. Por tanto, nunca tienes que preocuparte de que el compresor dé un golpe de presión aleatorio y consuma el exceso de energía de un enchufe.
  • Reducción del consumo energético: Una de las mayores ventajas de los compresores de velocidad variable es el menor consumo energético que acompaña a estos modelos. Si instalas un compresor de aire de velocidad variable en tu instalación, es posible que tus facturas de energía bajen cada mes.

Gracias a la presión constante y eficiencia de los compresores de aire de velocidad variable, la mayoría de los usuarios ahorran en costes energéticos y disfrutan de duraciones de servicio más largas con estos modelos.

Cómo mejoran la eficiencia energética los compresores de velocidad variable

Un accionamiento de velocidad variable (VSD) regula en tiempo real la frecuencia suministrada al motor de un compresor de aire en respuesta a la demanda del sistema. Cuando la necesidad de aire comprimido es baja, el motor del compresor funciona a velocidades reducidas y requiere menos potencia. Cuando la demanda es alta, el VSD aumenta automáticamente la frecuencia del compresor de aire para satisfacer las demandas del sistema.

Por el contrario, un compresor de velocidad fija funciona continuamente a las mismas revoluciones por minuto (RPM) independientemente de la demanda. En lugar de ajustar la velocidad del motor, un compresor de velocidad fija controla la válvula de admisión de aire para regular las demandas de pies cúbicos por minuto (CFM).

Cuando un compresor VSD de tamaño adecuado funciona a velocidades más bajas que las tasas continuas de un sistema de velocidad fija, consume significativamente menos energía.

Varias formas en que un compresor VSD ayuda a maximizar la eficiencia energética incluyen:

  • Potencia optimizada: Una de las principales ventajas de un compresor de velocidad variable es que reduce las RPM cuando el sistema requiere cambios. Los compresores de velocidad fija siempre consumen la cantidad de potencia necesaria para satisfacer las demandas máximas de un sistema. Dependiendo de la cantidad de aire comprimido que utilice una instalación y de la variabilidad entre procesos, elegir un sistema VSD en lugar de un compresor de velocidad fija puede ofrecer un mayor ahorro energético.
  • Corrientes de arranque más bajas: Los motores compresores con controles VSD requieren corrientes de arranque más bajas, eliminando los picos aumentados que un motor de velocidad fija suele causar al iniciarse. Los compresores de velocidad variable controlan automáticamente los niveles de desaceleración y aceleración para minimizar los picos de amperios. Los sistemas VSD también pueden ayudar a evitar las posibles penalizaciones que las compañías eléctricas pueden imponer por picos de amperios excesivamente altos.
  • Longevidad del compresor: Los motores de velocidad variable optimizan la velocidad del motor y el rendimiento del compresor. Estos factores reducen la tensión sobre los componentes eléctricos y mecánicos del sistema, prolongando la vida útil de tu compresor y minimizando el tiempo de inactividad para reparaciones o sustituciones.
  • Tolerancias más estrictas: Los compresores de velocidad variable utilizan controles más avanzados y operan con tolerancias más estrictas que los modelos de velocidad fija, lo que se traduce en una descarga de aire más constante para todas las aplicaciones de una instalación. Estos controles permiten que el compresor funcione a presiones de entrega más bajas manteniendo la presión mínima necesaria.

Es fundamental recordar que estas ventajas dependen de las necesidades y aplicaciones específicas de aire comprimido de cada operación. Los sistemas VSD no son la opción perfecta para todas las instalaciones. Los compresores de aire de velocidad variable ofrecen el mayor ahorro de costes para las operaciones, con la mayor variación en sus requisitos de CFM y aquellos que requieren las tolerancias operativas más estrictas.

El compresor de aire de tornillo rotatorio de velocidad variable Quincy QGV

De todos los compresores de aire del mercado, el Quincy QGV de tornillo rotatorio de velocidad variable produce una de las presiones de aire más constantes. Con un corte de pence de hasta el 85%, el QGV cuenta con un terminal de ventilación flexible que permite a la máquina funcionar con máxima eficiencia hasta 100.000 horas. Por ello, el Quincy QGV es fácil de mantener y económico de poseer y operar.

A simple vista, el compresor de aire de velocidad variable Quincy QGV cuenta con un filtro de admisión de alta resistencia que introduce aire limpio en las cámaras de presión. Para aplicaciones que requieren una demanda mínima, el QGV puede configurarse para adaptarse a estas especificaciones, permitiendo ahorrar energía en proyectos que requieren una presión de aire constante pero baja. En general, estas características permiten que el QGV ofrezca el máximo rendimiento con un consumo energético mínimo.

El Quincy QGV también es relativamente silencioso para un compresor de aire de velocidad variable, ya que la máquina está construida con una carcasa que restringe el paso del sonido. Además, las piezas internas funcionan sin fricción y rara vez requieren mantenimiento. Las especificaciones básicas del Quincy QGV incluyen las siguientes:

  • 82-982 cfm
  • 75-150 psig
  • 68 dBA y niveles de sonido más bajos

En comparación con otros tipos de compresores de aire, el Quincy QGV está optimizado para los más altos niveles de eficiencia energética en todo el espectro de operaciones. Los modelos de la familia QGV están equipados con variadores de velocidad, que controlan la velocidad del flujo de aire para asegurar que el compresor cumpla con los requisitos de salida de la aplicación en cuestión. De este modo, el QGV ofrece un ahorro energético del 35% respecto a los modelos normales de tornillo rotatorio.

El Quincy QGV cuenta con una garantía de 10 años, lo que da a los usuarios la confianza de que tal inversión garantizará años de uso productivo para una amplia gama de aplicaciones.

Modo de baja demanda

Una de las mejores características del compresor de aire de velocidad variable Quincy QGV es su modo de baja demanda, que garantiza una eficiencia óptima a través de diversas operaciones. Esta característica elimina la amenaza de ciclos rápidos, que de otro modo podría ser un problema en aplicaciones con demanda de aire mínima. En los momentos en que la demanda de aire baja por debajo de la capacidad de apagado, el modo de baja demanda permite que la presión supere un punto establecido antes de que la unidad se detenga.

El modo de baja demanda del Quincy QGV impide que el compresor de aire funcione sin carga. El modo de baja demanda también garantiza que la presión nunca caiga a un nivel que pueda ser perjudicial para las aplicaciones en cuestión. Si el compresor está conectado a una red de dispositivos, el modo de baja demanda asegura que la presión se lleve a un nivel que haga que las presiones añadidas se apaguen en consecuencia cuando la demanda alcance los mínimos.

Capacidad

Aunque la presión es una de las especificaciones más cruciales a tener en cuenta en las especificaciones de rendimiento de un compresor de aire, la capacidad de un modelo dado es igualmente importante. En los compresores de aire, la capacidad también se conoce como el volumen de aire que se libera por revolución. Por lo tanto, aunque la presión del aire se correlaciona con la fuerza o fuerza del suministro de aire presurizado, la capacidad de aire se refiere a su volumen.

En cuanto a la presión, las opciones son más abiertas porque los compresores de aire de todos los tamaños pueden tener capacidades de presión idénticas. En cuanto a la capacidad de aire, sin embargo, las opciones son algo más limitadas porque el tamaño sí importa. En pocas palabras, un compresor de aire más grande proporcionará mayor capacidad de aire. Si tus operaciones requieren grandes volúmenes de aire presurizado por revolución, necesitarás un compresor de aire de alta velocidad variable.

La capacidad de aire presurizado se expresa en pies cúbicos por minuto (CFM). Para determinar los requisitos de CFM para toda la gama de procesos en tu instalación, suma el número total de requisitos de CFM para cada herramienta que planeas ejecutar simultáneamente y multiplica ese número por 1,5. En otras palabras, si normalmente empleas tres aplicaciones neumáticas al mismo tiempo que requieren 5, 10 y 15 CFM, necesitarás un compresor de aire con una capacidad de al menos 45 CFM.

Las máquinas de accionamiento de velocidad variable suelen estar diseñadas para ofrecer alrededor del 80% de capacidad. Sin embargo, el Quincy Power$ync puede proporcionar la máxima potencia y eficiencia a cargas aún mayores. En cargas que superan el umbral estándar del 80%, el Power$ync puede superar esa eficiencia en un 10%.

Cómo puedes beneficiarte del ahorro energético y la reducción del consumo energético

Las ventajas de los modelos de compresores de velocidad variable son bastante numerosas si se consideran todos los beneficios del ahorro energético. Si gestionas una instalación grande, una reducción del 35% en el consumo energético podría ayudarte a reducir drásticamente tus facturas eléctricas mensuales y a disminuir tu dependencia de los combustibles fósiles. Al hacerlo, tu instalación podría estar a la vanguardia del ecologismo en el sector industrial. Estos beneficios podrían tener ventajas añadidas si fabricas bienes comerciales, ya que tus prácticas ecológicas podrían mejorar la imagen de tu marca ante el público. En general, los beneficios de los compresores de aire de velocidad variable se pueden desglosar de la siguiente manera:

1. Combatir el cambio climático

 

Reducir las emisiones con compresores de aire

Gracias a todas las piezas y características que hacen que los compresores de aire de velocidad variable sean más eficientes energéticamente que los modelos competidores, modelos como el Quincy QGV ofrecen algunas de las fuentes de aire presurizado más ecológicas. Por ello, las fábricas que utilizan compresores de aire de velocidad variable dejan una huella de carbono menor. Cuando instalas un compresor de velocidad variable en tu instalación, ayudarás a reducir las emisiones en tu sector, combatiendo el cambio climático en el proceso.

2. Reducir el coste de operación de las instalaciones

Los compresores de aire de velocidad variable proporcionan ciclos de servicio más largos y, en general, presentan menos problemas de rendimiento a largo plazo. De media, un compresor de velocidad variable solo necesitará mantenimiento una vez cada 100.000 horas de uso. Esto, combinado con la alta eficiencia de estas unidades, te permite ahorrar dinero como propietario y usuario de un compresor de aire de velocidad variable. Al final de cada año fiscal, estos ahorros suponen una reducción de los costes operativos de tu instalación en su conjunto.

3. Aire interior más limpio y saludable

Los compresores de aire de velocidad variable son más eficientes y respetuosos con el medio ambiente que los modelos competidores. El hecho de que estas unidades consuman menos energía y reduzcan la huella de carbono de una instalación de trabajo determinada significa un ambiente de trabajo más saludable para los empleados en espacios cerrados. Independientemente del tamaño de tu plantilla, los compresores de aire de velocidad variable te ayudarán a mantener un entorno atmosférico más limpio en tu instalación.

4. Poseer un compresor de aire más duradero

 

Compresores de velocidad variable

Los componentes internos que componen un compresor de aire de velocidad variable son más duraderos que la mayoría de los modelos competidores. En comparación con un compresor rotativo de aire más convencional, un compresor de velocidad variable funcionará día tras día durante meses y más de 100.000 horas antes de necesitar mantenimiento por parte de un técnico de servicio. Si haces cuentas, esas horas pueden equivaler a varios años de rendimiento entre cada ciclo de servicio. Básicamente, invertir en un compresor de aire de velocidad variable podría amortizarse enormemente con años de vida útil ininterrumpida y rendimiento de alta eficiencia.

5. Pionero del futuro

Con un compresor de aire de velocidad variable, tienes la satisfacción de saber que tus operaciones están entre las de menor emisión del sector industrial. Por ello, harás tu parte para ayudar a tu industria y a otras hacia un conjunto de aplicaciones y arsenales de máquinas más ecológicos.

6. Gama completa de usos

Los compresores de aire de velocidad variable son aplicables a una amplia variedad de usos. Si necesitas alimentar un conjunto de herramientas neumáticas para producciones y conjuntos de alto volumen, se puede configurar un modelo de velocidad variable para gestionar las demandas de presurización de cada aplicación. Si tu trabajo requiere aire presurizado a velocidades precisas para superficies delicadas, se puede programar un compresor de velocidad variable para satisfacer esas necesidades.

7. Disfruta del rendimiento durante todo el año

 

Compresores de velocidad variable

Si sumas todos los costes que implica mantener una instalación, los gastos generales pueden reducir una gran parte de tus resultados financieros en cada año fiscal. Con un compresor de aire de velocidad variable, puedes eliminar el mantenimiento del compresor de tu lista de gastos durante un año típico, ya que estas máquinas rara vez necesitan reparación. Dependiendo de cuántas horas a la semana dependas del aire presurizado, los años de servicio pueden ser tan frecuentes como los años bisiestos.

8. Mantener un entorno laboral más saludable

Cuando pasas horas en entornos donde máquinas de alta potencia producen aire presurizado para diversas aplicaciones, los efectos sobre tu salud pueden ser algo perjudiciales a menos que las máquinas en cuestión sean de baja emisión y eficientes energéticamente. Con compresores de aire de velocidad variable, el entorno de trabajo se vuelve más saludable porque los procesos disponibles generan aire más limpio. Por ello, los compresores de velocidad variable pueden ayudarte a mantener una instalación más saludable.

9. Trabajar y operar en relativa tranquilidad

Los compresores de aire de velocidad variable son máquinas relativamente silenciosas en comparación con los modelos competidores. En instalaciones donde se realizan decenas de procesos simultáneamente, cualquier cantidad de reducción de ruido podría ser una ventaja para ti y tu personal. Con compresores de velocidad variable, el ruido se contiene mediante el diseño de la carcasa y se reduce aún más con las velocidades reguladas y la eficiencia general de los mecanismos en su interior.

10. Facturas de energía más bajas

Disfruta de facturas de energía más bajas

Los costes energéticos pueden ser uno de los mayores drenajes de dinero para un taller, fábrica o cualquier otro tipo de instalación donde se usan constantemente máquinas de alta potencia. Los compresores de aire pueden ser especialmente exigentes para tu suministro energético, especialmente si ejecutas procesos neumáticos que requieren un flujo de aire continuo e ininterrumpido. Por suerte, los compresores de velocidad variable requieren menos energía que otros modelos, lo que te permite ahorrar en tus facturas de energía y aumentar tus resultados económicos.

11. Mejora de la imagen pública

Si gestionas un negocio comercial en el que los productos se fabrican con procesos accionados por aire, cualquier paso que des hacia la eficiencia energética podría tener un impacto positivo en tu imagen pública. A medida que los consumidores son más conscientes del medio ambiente, la gente está más interesada en apoyar a las empresas que practican prácticas ecológicas. Cuando se trata de procesos que implican aire presurizado, la práctica más ecológica que tu empresa podría adoptar es el uso de compresores de aire de velocidad variable.

12. Menor dependencia de los combustibles fósiles

Menor dependencia de los combustibles fósiles

Para aplicaciones neumáticas, la cantidad de energía necesaria para mantener un flujo de aire presurizado puede ser altamente afectiva al suministro energético de una fábrica. Si multiplicas el ahorro energético de los compresores de aire de velocidad variable a tarifa horaria, diaria, semanal y mensual, el ahorro energético del 35% puede acumularse mucho cada año. Ese ahorro podría suponer una reducción drástica de tu dependencia de los combustibles fósiles.

13. Entorno de bajo mantenimiento

Cuando se utiliza un sistema de aire presurizado donde el flujo de aire está regulado con precisión y la eficiencia se maximiza en general, generalmente se obtiene un entorno de trabajo más limpio. El funcionamiento en gran parte libre de mantenimiento de un compresor de aire de velocidad variable se traduce en menos mantenimiento en toda tu instalación, ya que no tendrás problemas de humedad, condensación ni otros efectos secundarios asociados a compresores de baja eficiencia. Por ello, es menos probable que encuentres piezas de máquina mojadas y oxidadas por el suelo de la fábrica.

14. Retorno de la inversión

El dinero que inviertes en un compresor de aire de velocidad variable puede recuperarse fácilmente a su debido tiempo gracias a la productividad que estas máquinas pueden generar. Si haces funcionar el compresor de forma continua en muchas aplicaciones, el ahorro energético recuperará rápidamente parte de tu inversión inicial en el compresor. En un año, el ahorro energético acumulado podría devolver una parte considerable del precio original. Si usas el compresor de velocidad variable para fines comerciales, podrías recuperar fácilmente el coste en poco tiempo.

15. Proteja tu instalación del aumento de los precios eléctricos

 

En tiempos recientes, se sabe que el coste de la electricidad fluctúa. Dependiendo de tu consumo en horas punta, podrías verte inesperadamente en una franja de pago más alta, aunque ese consumo sea raro. Con un compresor de aire de velocidad variable, tu instalación sería menos susceptible a estos aumentos impredecibles de velocidad porque consumirías menos energía al alimentar diversas aplicaciones neumáticas.

Cómo puedes optar potencialmente a reembolsos de eficiencia energética

Con un compresor de velocidad variable, el ahorro energético puede traducirse en algo más que simples tarifas mensuales más bajas en tus facturas eléctricas. Ciertas agencias estatales y federales ofrecen reembolsos a las empresas que compran equipos eficientes energéticamente. Para más información, consulta sitios como DSIRE y Energy.gov para saber si puedes optar a reembolsos en tu zona.

En el sector industrial actual, pocos de los procesos en los que los fabricantes han llegado a depender serían siquiera posibles sin aire comprimido. Los fabricantes de automóviles, por ejemplo, dependen de herramientas neumáticas en todas las etapas de la producción. Al inicio de una línea de montaje, se utilizan herramientas neumáticas para unir las piezas que componen la carrocería de un coche, furgoneta o camión. A medida que estas piezas avanzan en la línea, los brazos robóticos impulsados por aire levantan piezas más pesadas y las encajan en su lugar. Con compresores de aire de velocidad variable, los distintos pasos del ensamblaje de automóviles se vuelven más eficientes energéticamente y menos costosos para los fabricantes.

Los compresores de aire también son cruciales en la construcción de muebles. Sería imposible producir las cantidades necesarias para el mercado actual si la tecnología volviera a una época anterior a la energía neumática. En las fábricas de mobiliario, las piezas que componen una mesa, estantería, sofá o silla se pasan por una cinta transportadora y se conectan entre sí mediante tornillos neumáticos y llaves inglesas. Más adelante, los muebles de madera recién ensamblados reciben capas de acabado con pulverizadores accionados por aire. Alternativamente, los sofás y los sillones están tapizados con herramientas neumáticas de drapeado y fijación. Todos estos procesos pueden aplicarse de forma más eficiente con compresores de aire de velocidad variable.

Los compresores de aire también son en gran parte responsables del embalaje de los productos que ves en las estanterías de alimentos y bebidas en los supermercados. En las plantas embotelladoras, se utilizan herramientas y máquinas neumáticas para moldear botellas a partir de fórmulas de vidrio caliente. Una vez que las botellas están listas, se envían por cintas transportadoras para llenarse hasta obtener onzas precisas y luego sellarse con tapones aplicados a máquina. Las botellas se pasan luego para ser etiquetadas con herramientas de estampación y impresión accionadas por aire. Si gestionas una planta de fabricación, puedes ahorrar dinero en estos y otros procesos usando compresores de velocidad variable.

Consigue compresores de aire de velocidad variable en Quincy

Quincy Compressor es un fabricante líder de compresores de aire. Desde 1920, hemos suministrado compresores de aire de calidad a empresas industriales de todo el mundo. Hoy en día, vendemos compresores de aire de velocidad variable como la línea QGV, que están optimizados para máxima eficiencia, largas duraciones de servicio y un consumo energético muy bajo. Para saber más sobre cómo nuestros compresores de velocidad variable pueden transformar tus operaciones, contacta con Quincy hoy mismo o encuentra un distribuidor cerca de ti.

 

Última actualización el 31 de julio de 2023 a las 14:55

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