La eficiencia de los compresores de aire es una prioridad para muchas organizaciones. Saber cómo funcionan tus compresores de aire es un excelente indicador de su eficiencia global. Cualquier instalación que funcione con eficiencia limitada consumirá más energía para lograr los mismos resultados. De hecho, solo el 10%-20% de la energía necesaria para generar aire comprimido llega al punto de uso.
Es esencial hacer que tus compresores de aire sean más eficientes. La presión del sistema es uno de los indicadores más críticos. Las pruebas de rendimiento de compresores de aire son solo un elemento del proceso. Otros aspectos del sistema también pueden afectar al rendimiento y la eficiencia. Una visión holística del rendimiento del sistema puede aumentar la eficiencia, ahorrar dinero y reducir el impacto ambiental.
¿Por qué es importante la eficiencia del compresor de aire?
La necesidad de reducir el consumo energético y maximizar la eficiencia existe en todas las industrias. Aunque se puede hacer mucho en diseño y fabricación, reducir las ineficiencias en el lado de la demanda es fundamental para el rendimiento global. Mantener la eficiencia del compresor de aire tiene muchos beneficios, entre ellos:
- Longevidad del sistema de impulso: Las causas de las ineficiencias suelen ser fáciles de corregir. Sin vigilancia, pueden causar un desgaste excesivo en tu sistema, ya que el compresor tiene que esforzarse más para cubrir tus necesidades energéticas. Cuanto más trabaja el sistema, más desgasta esa tensión los componentes. Mantener un compresor de aire eficiente durante toda su vida útil puede reducir los requisitos de mantenimiento y aumentar la longevidad del sistema.
- Reducir costes: Los compresores de aire eficientes pueden ayudarte a gestionar el consumo de aire comprimido y ahorrar en costes energéticos, ya que ofrecen un rendimiento máximo sin potencia extra. La reducción de los costes operativos puede maximizar los beneficios, cumpliendo el objetivo principal de cualquier estrategia empresarial.
- Aumentar la sostenibilidad: Limitar el consumo energético reduce tus emisiones, contribuyendo a tus objetivos de sostenibilidad. Al priorizar la eficiencia energética, puedes asegurarte de ser proactivo en limitar el daño medioambiental, mejorar tu reputación e incluso aumentar las ventas entre grupos conscientes del medio ambiente.
Cómo medir el rendimiento de un compresor de aire
El primer paso para hacer que un compresor de aire sea más eficiente es medir su rendimiento actual. Debes ser capaz de medir el consumo de energía, los niveles de suministro de aire comprimido y los perfiles de presión para obtener una visión clara del rendimiento general del equipo.
Dependiendo de tu proyecto y del tipo de compresor de aire, puedes usar dos fórmulas de eficiencia para compresores.
La fórmula de eficiencia del compresor alternativo
La capacidad de un compresor alternativo depende del volumen que desplazan los pistones durante el movimiento. Calcula el volumen barrido de un pistón con la siguiente fórmula:
Vd = St . (πD2) / 4
- Vd: Volumen barrido
- St: Carrera del pistón
La eficiencia volumétrica debe tener en cuenta el volumen real y el volumen barrido. Lo mejor es consultar a un experto para obtener cálculos precisos. Puedes obtener una estimación rápida de la eficiencia volumétrica con la siguiente fórmula:
Ev = 0,97 – c . (τ 1 / k – 1) – L
- Ev: Eficiencia volumétrica
- c: Autorización
- k: Coeficiente isentrópico
- L: 0,04 para compresores lubricados como estimación
A partir de ahí, multiplica el valor por el número de cilindros para saber la capacidad de tu compresor alternativo.
La fórmula de entrega libre de aire
La entrega libre de aire (FAD) es el volumen ampliado de aire que el equipo fuerza a su red a lo largo del tiempo. La norma ISO 1217:2009 especifica el cálculo FAD del compresor, que incluye medir lo siguiente:
- Temperatura, presión atmosférica y condiciones de humedad en la entrada de aire
- Temperatura máxima de funcionamiento, presión y volumen de aire comprimido en la salida de la unidad
Utiliza la siguiente ecuación para calcular el FAD:
F1 = P1 – (pp . Frel)
- F1: Entrega aérea gratuita
- P1: Presión de entrada
- Pp: Presión de vapor
- Gratis: Humedad de entrada
¿Cómo se calcula el FAD a partir del flujo de descarga?
Si mides el caudal de descarga con un tubo de pitot, toma mediciones adicionales para calcularlo en FAD. El flujo operativo en la descarga incluye dos componentes: flujo de aire y flujo de agua. Necesitas medir la humedad en la tubería para mediciones precisas del contenido de agua, lo cual puede ser complicado ya que muchos sensores de humedad están diseñados para funcionar en entornos menos severos.
Con el equipo adecuado, puedes usar un decantamiento constante para medir la humedad relativa y deducir el contenido de agua del caudal para calcular el flujo de “aire seco”.
¿Qué tan eficiente es tu compresor de aire?
Calcular la eficiencia de tu sistema de aire comprimido puede ser complicado. Aunque necesitas conocer la eficiencia del sistema para empezar a desarrollar mejoras, es fácil perder de vista todas las fórmulas complejas. Quincy Compressor ofrece herramientas especializadas para facilitar este proceso.
Nuestra calculadora de Coste Total de Propiedad (TCO) y dióxido de carbono te permite evaluar la eficiencia y el TCO de tu compresor . Incluye todo, desde el precio de compra hasta los costes de mantenimiento. La calculadora de eficiencia del compresor de aire toma toda la información de gastos y del sistema para darte un desglose exacto de cuánto te está costando tu compresor. Una vez que tengas esa cifra, puedes empezar a trabajar con un experto para cerrar las brechas de eficiencia en tu operación.
Normas energéticas de compresores de aire
Para lograr la máxima eficiencia energética del aire comprimido, necesitas superar los números del sistema. La máxima eficiencia energética significa combinar la tecnología y las normativas más avanzadas para establecer estándares efectivos. Saber qué es la eficiencia energética máxima y cómo se compara tu operación es clave para optimizar tu negocio.
La eficiencia energética máxima es una medida de la potencia eléctrica mínima necesaria para producir la salida deseada con un desperdicio mínimo. Básicamente, ¿cuánta energía consume el compresor en kilovatios dividida por el aire entregado en pies cúbicos por minuto? El Departamento de Energía (DOE) establece estándares mínimos para los compresores para fomentar una mejor eficiencia. Los compresores deben cumplir con los estándares de conservación energética para poder venderse en Estados Unidos.
Organizaciones como ASHRAE también establecieron estándares reconocidos por la industria. Los compresores deben cumplir con las normativas relativas a pruebas de fugas en tuberías, controles de eficiencia energética y otras medidas para garantizar que puedan funcionar de forma más eficiente. Las unidades utilizadas en edificios comerciales deben cumplir con la norma ASHRAE para cumplir con la normativa.
Aunque los fabricantes deben cumplir con las normativas del DOE, puedes elevar tu compresor más allá de estos indicadores con un mantenimiento y soporte cuidadosos. A medida que cambian los estándares, es importante mantener el ritmo. Mantente al día con la normativa actual e invierte regularmente en compresores nuevos y de alta eficiencia para asegurarte de que siempre te centras en el cumplimiento y la rentabilidad.
Métodos de ensayo de aire comprimido
Las pruebas de aire comprimido son procedimientos estandarizados para determinar la calidad del aire comprimido. Regularmente analizan la contaminación por aire ambiente, impurezas de las piezas del compresor y la lubricación, y contaminantes incorporados de tuberías y componentes de almacenamiento. La norma ISO 8573-1:2010 de calidad del aire comprimido sirve como una guía valiosa para industrias que requieren una calidad del aire específica.
Los métodos estándar de ensayo con aire comprimido incluyen:
- Colección de filtros: Esta técnica utiliza un microscopio óptico para analizar partículas dentro de una muestra de aire comprimido.
- Contador de partículas láser: Este dispositivo especializado puede muestrear aire comprimido conforme a las normas ISO 8753. Proporciona un análisis rápido de partículas de todos los rangos de tamaño.
- Pruebas de vapor de agua: Este método detecta impurezas de vapor de agua en muestras de aire comprimido de varias maneras, incluyendo higrómetros, tubos detectores y espectroscopía.
- Análisis de aceite: Pruebas para detectar diversos compuestos hidrocarburos, incluyendo petróleo, hidrocarburos condensados y vapor de petróleo.
- Pruebas de aerosoles de aceite: En este método, el aceite de muestras de aire comprimido se disuelve sobre membranas de alta eficiencia mediante un disolvente. Luego, se analiza mediante espectrometría infrarroja.
Tu elección de método de ensayo depende de la calidad del aire que requiera tu aplicación. Los compresores de aire de calidad pueden proporcionar la calidad necesaria manteniendo la eficiencia para reducir costes y disminuir el impacto medioambiental.
Cómo utilizar indicadores clave de rendimiento para lograr la máxima eficiencia
Los indicadores clave de rendimiento (KPI) son una medida cuantificable del rendimiento utilizada en muchos sectores. Puedes ajustarlos para cumplir con tus criterios y ofrecer una visión precisa de cómo tu compresor de aire cumple tus objetivos de eficiencia. Los KPIs pueden ayudarte a:
- Determinar la eficiencia del sistema.
- Establece una línea de referencia antes de integrar cambios o mejoras.
- Justifica proyectos de mejora.
- Demuestra los resultados del proyecto.
- Mantén los ahorros.
- Controla los niveles de residuos.
- Detectar problemas de rendimiento que se avecinan.
¿Qué KPIs puedes usar para medir el rendimiento?
Los KPIs te ayudan a medir el rendimiento y la eficiencia de los compresores de aire. Dependiendo de tu objetivo principal, puedes elegir varias opciones para asegurarte de tener la información correcta, incluyendo:
- Presión: El consumo de potencia del compresor de tornillo aumenta en 1/2 por ciento y el flujo de aire comprimido no regulado aumenta en un 1 por ciento por cada psi de presión de descarga. Puede ser útil medir la presión de descarga como indicador de eficiencia.
- Punto de rocío: Controlar el punto de rocío del aire comprimido garantiza que tu equipo de secado funcione de forma óptima y mantenga la calidad del aire comprimido.
- Potencia: Medir el consumo energético es un excelente indicador de la eficiencia del compresor de aire. Instalar medidores de potencia en cada compresor de aire puede ser fundamental para calcular los costes operativos totales de tu sistema.
- Flujo: Puedes saber si tu sistema de aire comprimido funciona eficientemente midiendo y registrando el flujo de aire comprimido. Medir el caudal puede ser un reto, pero las innovaciones recientes han hecho que medir el flujo másico térmico sea más asequible incluso para sistemas pequeños.
- Temperatura: La alta temperatura ambiente puede provocar problemas de calidad del aire debido a la condensación. Considera monitorizar la temperatura de la habitación y del aire comprimido para aliviar la tensión en el sistema de secadora y reducir la condensación.
- Fugas: Minimizar las fugas es fundamental para aumentar la eficiencia del compresor de aire. Los sistemas eficientes solo pueden producir aire comprimido rentable cuando el sistema sufre fugas y los residuos asociados están bajo control. Si puedes rastrear los residuos y establecer puntos gatillo, puedes introducir planes de mantenimiento para limitar las fugas.
- Emisiones anuales de carbono: La eficiencia y la sostenibilidad van de la mano. Conocer el consumo energético de tu sistema te permite calcular y registrar tus emisiones y ahorros anuales equivalentes de carbono basándote en mejoras.
Cómo mejorar la eficiencia energética de los compresores
La eficiencia energética comienza con el diseño del compresor. Los compresores de aire más eficientes utilizan un diseño multietapa, que divide la compresión en varias etapas. Entre cada etapa, el sistema elimina el calor. Como el gas más caliente es más difícil de comprimir, estos compresores son más eficientes gracias a la eliminación de calor. Las empresas deberían invertir en compresores multietapa para conseguir el proceso más eficiente posible.
Combina compresores de aire eficientes energéticamente con estos consejos para lograr la máxima eficiencia energética:
- Mantenimiento regular: Utiliza un plan de mantenimiento profesional y realiza inspecciones periódicas para mantener tu compresor en buen estado. Evita fugas y contaminaciones para que los componentes funcionen de forma eficiente.
- Controladores de compresores: Integra controladores para ajustar fácilmente la salida del compresor según la demanda. Los controladores permiten monitorización remota e integración con otros sistemas de tu instalación.
- Sistemas optimizados: Adapta el compresor a la demanda. Este enfoque reduce el desperdicio y mantiene los niveles de presión del sistema para una mejor eficiencia.
- Recuperación de calor: Considera invertir en soluciones para la recuperación de calor. Capturar y reutilizar calor permite que tu instalación mejore su consumo energético, reutilizando el calor perdido del sistema.
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Quincy Compressor ha estado entregando compresores de aire altamente eficientes desde 1920. Fabricamos compresores de aire de pistones y tornillos rotatorios con los más altos estándares posibles, proporcionando la durabilidad y el rendimiento que nuestros clientes esperan. Contáctanos hoy mismo y comienza a transformar tus operaciones.
