<\/p>\n
5 kW de potencia = 100 cfm de aire comprimido @ 100 pi<\/h3>\n
La parte de secado al aire de este proceso es de 0,5 kW = 100 cfm adicionales.<\/p>\n
En cuanto el aire comprimido llega a su destino, se convierte en una forma de energ\u00eda que se utiliza para alimentar equipos mec\u00e1nicos. Un ejemplo de este proceso en acci\u00f3n es la funci\u00f3n de un motor de aire de paletas rotatorias, que podr\u00eda usarse para alimentar una mezcladora neum\u00e1tica de pintura en f\u00e1bricas, donde la relaci\u00f3n aire-potencia ser\u00eda la siguiente: <\/p>\n
60 cfm de aire comprimido = 1 kW en el eje del motor<\/h3>\n
Si se tomara la base del propio compresor de aire, esto equivaldr\u00eda a 1,7 kW de potencia del motor por cada 100 cfm de aire que consume el compresor durante todo el proceso. Sin embargo, en la pr\u00e1ctica, esto equivale a aproximadamente 10,3 kW de potencia de entrada del compresor por cada kilovatio de salida del motor de aire. En otras palabras, incluso sin los factores de fugas y diferencias de presi\u00f3n, la mayor eficiencia energ\u00e9tica concebible durante el proceso de conversi\u00f3n es algo menos del 10%. <\/p>\n
\u00bfQu\u00e9 ocurre con la energ\u00eda?<\/h2>\n
Muchos usuarios se sorprenden por la conversi\u00f3n de energ\u00eda de baja potencia y, por tanto, se preguntan qu\u00e9 ocurre realmente con el resto de la energ\u00eda. Sin embargo, como es evidente en cualquier sala de compresores, el calor es la salida principal de una unidad compresora. Por lo tanto, la mayor parte de la energ\u00eda que se destina a este tipo de maquinaria se convierte en calor. Matem\u00e1ticamente, la raz\u00f3n se explica de la siguiente manera: <\/p>\n
1 bhp = 2.545 btu\/hr = 0,746 kW<\/h3>\n
Para echar otro vistazo a un sistema imperfecto pero realista, imagina que tienes la siguiente configuraci\u00f3n:<\/p>\n
- \n
- Un sistema de compresores de aire que consiste en un tr\u00edo de m\u00e1quinas de tornillo lubricadas de 150 CV.<\/li>\n
- Cada compresor utiliza sus propios secadores de aire refrigerados y con filtros.<\/li>\n
- El sistema est\u00e1 equipado con 1.400 galones de almacenamiento, o dos galones por cfm. <\/li>\n
- Los compresores funcionan en modo carga\/descarga: banda de presi\u00f3n de 10 psi por compresor y cinco psi entre cada paso.<\/li>\n
- Dos de los compresores funcionan regularmente mientras que el tercero sirve como respaldo.<\/li>\n
- Los compresores y secadores tienen drenajes de condensado controlados por temporizador.<\/li>\n<\/ul>\n
La eficiencia de conversi\u00f3n de este sistema probablemente funcionar\u00eda de la siguiente manera durante un turno normal en una planta de prensado:<\/p>\n
![\"Conversi\u00f3n](\"https:\/\/www.quincycompressor.com\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/2-normal-shift-conversion.jpg\")
<\/p>\nCon el aire de cada compresor pasando por un filtro de part\u00edculas separado, un filtro coalescente y un secador de aire refrigerado sin ciclo, los resultados, una vez que el aire postfiltrado de los tres tanques se canaliza conjuntamente a trav\u00e9s de un tanque seco de 700 galones, ser\u00edan los siguientes:<\/p>\n
![\"\u00bfes](\"https:\/\/www.quincycompressor.com\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/1-cfm-load-uses.jpg\")
<\/p>\nEficiencia frente a residuos del sistema medio de aire comprimido<\/h2>\n
Seg\u00fan la informaci\u00f3n recopilada por el Desaf\u00edo del Aire Comprimido<\/a>, solo la mitad de todo el aire comprimido que producen las m\u00e1quinas en las plantas de prensado se utiliza realmente. La otra mitad sufre principalmente el siguiente destino:<\/p>\n
- \n
- Entre 1\/4 y 1\/3 de aire comprimido acaba filtr\u00e1ndose del sistema antes de llegar a la punta de una herramienta neum\u00e1tica.<\/li>\n
- Aproximadamente 1\/8 de aire comprimido se desperdicia en las puntas de las herramientas debido a la cantidad de presi\u00f3n de la m\u00e1quina, que a menudo puede superar la necesaria para la aplicaci\u00f3n en cuesti\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n
Las cantidades restantes de aire comprimido que aparentemente se desperdician lo hacen por una raz\u00f3n: el aire se utiliza para funciones internas del propio sistema. Un ejemplo de uso interiorizado ser\u00eda la funci\u00f3n de los drenajes de condensado, que dividen ciertas cantidades de aire comprimido para la separaci\u00f3n de la cuenca separadora. Adem\u00e1s, el aire puede consumirse cuando el compresor est\u00e1 en reposo entre aplicaciones. El gr\u00e1fico circular de uso general se divide aproximadamente de la siguiente manera: <\/p>\n
![\"\u00bfes](\"https:\/\/www.quincycompressor.com\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/3-usage-chart.jpg\")
<\/p>\nSeg\u00fan investigaciones elaboradas por fabricantes de compresores, casi dos tercios (65%) de los sistemas industriales emplean un perfil de carga 24\/7, en el que el aire se comprime a altas velocidades durante turnos de 16 horas entre semana, pero m\u00e1s lento durante la noche y los fines de semana. Para un compresor de aire de 700 cfm que consume 126 kW a 125 psi, el calendario t\u00edpico a lo largo de un a\u00f1o resulta en el siguiente consumo anual de energ\u00eda: <\/p>\n
- \n
- D\u00edas laborables\/horario normal: dos compresores | 4.100 horas | 1.000 cfm | 115 psi | 202,3 kW | 16,2 kW secadores = 895.850 kWh<\/li>\n
- D\u00edas laborables\/durante la noche: un compresor | 2.000 horas | 530 cfm | 120 psi | 113,0 kW | 16,2 kW secadores = 258.400 kWh<\/li>\n
- fines de semana\/festivos: un compresor | 2.660 horas | 370 cfm | 120 psi | 95,8 kW | 16,2 kW secadores = 297.920 kWh<\/li>\n<\/ul>\n
En total, el consumo anual de energ\u00eda es de aproximadamente 8.760 horas a 701 cfm y 165,8 kW. A un coste de 10 c\u00e9ntimos por kWh, este sistema supondr\u00eda 145.220 d\u00f3lares en facturas el\u00e9ctricas anuales. Dado que solo se utiliza la mitad del aire comprimido como se pretende, se consume mucho dinero no para el objetivo final de suministrar energ\u00eda neum\u00e1tica, sino por la mera capacidad de suministrar dicha potencia. <\/p>\n
\u00bfEs la perfecci\u00f3n un objetivo realista?<\/h2>\n
La pregunta sigue en el aire: \u00bfEs siquiera posible alcanzar la perfecci\u00f3n con un compresor de aire? Sin duda puede acercarse a la vista, siempre que los procesos que ayudan a obtener aire comprimido se gestionen con eficiencia. En resumen, los gastos asociados a la operaci\u00f3n de un compresor de aire pueden reducirse de dos maneras: <\/p>\n
- \n
- Mayor eficiencia de la producci\u00f3n de aire<\/li>\n
- Reducciones en los niveles de aire comprimido<\/li>\n<\/ul>\n
En ciertos sectores, incluso se ha sugerido que el calor de compresi\u00f3n podr\u00eda utilizarse para reducir los costes operativos compensando la necesidad de calor en otras zonas.<\/p>\n
C\u00f3mo producir aire comprimido con mayor eficiencia<\/h2>\n
Dependiendo de c\u00f3mo se opere el compresor de aire y sus equipamientos relacionados, la eficiencia puede aumentarse durante todo el proceso. Con los siguientes pasos, se puede lograr el objetivo de una mayor eficiencia y un menor consumo energ\u00e9tico: <\/p>\n
- \n
- Elige compresores de aire con especificaciones de menor potencia.<\/li>\n
- Programan compresores con tiempos de funcionamiento reducidos y menor presi\u00f3n de descarga, reservando las m\u00e1quinas m\u00e1s eficientes para los momentos m\u00e1s concurridos del d\u00eda.<\/li>\n
- Reducir el nivel de descarga del compresor para disminuir la presi\u00f3n asociada a los diferenciales de secador de aire, tuber\u00edas y filtros.<\/li>\n
- Selecciona tuber\u00edas, accesorios, mangueras, conectores y equipos de acondicionamiento que ofrezcan la menor restricci\u00f3n de flujo, para reducir la presi\u00f3n de descarga.<\/li>\n
- Selecciona receptores de almacenamiento con mayores capacidades, que permiten una mayor eficiencia en modo de funcionamiento y conservaci\u00f3n durante el horario fuera de servicio.<\/li>\n
- Elige componentes que secan al aire y que consumen autom\u00e1ticamente menos energ\u00eda durante operaciones lentas y se apagan completamente durante el horario de desactividad.<\/li>\n
- Apaga la alimentaci\u00f3n del compresor cuando el sistema no est\u00e9 en uso.<\/li>\n
- Elimina condensados y fugas a diario.<\/li>\n
- Aplica controles a la presi\u00f3n y caudal de la planta.<\/li>\n<\/ul>\n
C\u00f3mo hacer un uso m\u00e1s eficiente y menos derrochador del aire comprimido<\/h2>\n
Aprender a hacer un uso m\u00e1s eficiente de un compresor de aire es solo parte de lo necesario para lograr la perfecci\u00f3n del aire comprimido \u2014 aprender a usar menos aire tambi\u00e9n es importante. Hay muchas formas diferentes de hacerlo, entre ellas: <\/p>\n
- \n
- Iniciar un m\u00e9todo para detener fugas: reducirlas al cinco por ciento del flujo total de aire.<\/li>\n
- Examinar c\u00f3mo se utiliza el aire comprimido en cada nivel de intensidad para determinar si el nivel de consumo es proporcional a las necesidades de la aplicaci\u00f3n.<\/li>\n
- Deteniendo cualquier aplicaci\u00f3n que pudiera realizarse de forma m\u00e1s eficiente con herramientas el\u00e9ctricas o manuales.<\/li>\n
- Eliminar el drenaje de las bandejas de filtros a diario.<\/li>\n
- Reparar o reemplazar herramientas o m\u00e1quinas neum\u00e1ticas que hacen que los niveles de presi\u00f3n del compresor de aire se catapulten a niveles de desperdicio. Establece el l\u00edmite de presi\u00f3n total a 90 psi. <\/li>\n
- Instalar v\u00e1lvulas de cierre para que el flujo de aire se detenga al final de cada turno de producci\u00f3n. Mant\u00e9n el flujo de aire aislado de las zonas de equipos durante el horario fuera de casa. <\/li>\n<\/ul>\n
Un ejemplo de un sistema optimizado<\/h2>\n
Con el sistema medio de aire comprimido discutido anteriormente en este art\u00edculo, la eficiencia podr\u00eda mejorarse con algunos ajustes selectos, como se detalla en los siguientes pasos:<\/p>\n
- \n
- Reduce los usos desperdiciadores a 25 cfm.<\/li>\n
- Reduce la fuga del sistema al cinco por ciento.<\/li>\n
- Optimiza las tuber\u00edas principales y de distribuci\u00f3n.<\/li>\n
- Reducir la presi\u00f3n de la planta a 90 psi \u2014 esto se puede lograr con una selecci\u00f3n m\u00e1s selectiva de los componentes de suministro final.<\/li>\n
- Baja la descarga del compresor a 100 psi. Secadores de aire optimizados y filtros diferenciales hacen esto posible. <\/li>\n
- Instala unidades de ciclo con tama\u00f1os apropiados para cada compresor de aire. De este modo, los secadores de aire consumen menos. <\/li>\n<\/ul>\n
En cuanto a producci\u00f3n, el sistema de aire comprimido reci\u00e9n mejorado dar\u00eda aproximadamente los siguientes resultados anuales:<\/p>\n
![\"\u00bfes](\"https:\/\/www.quincycompressor.com\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/4-improved-annual-power-consumption.jpg\")
<\/p>\nEn total, el consumo anual de energ\u00eda ser\u00eda de aproximadamente 8.760 horas con un promedio ponderado de 336 cfm y 58,6 kW. En cuanto a los costes el\u00e9ctricos, este sistema mejorado reducir\u00eda las facturas de energ\u00eda en un 65%, suponiendo un ahorro anual de 93.830 d\u00f3lares. La potencia precisa del sistema estar\u00eda en torno a 17,4 kW\/100 cfm. Con la proporci\u00f3n de residuos reducida del 50% al 10%, funciones internalizadas como el motor del mezclador de aire funcionar\u00edan a tasas de uso m\u00e1s eficientes. <\/p>\n
Todo esto plantea la pregunta: \u00bfSe pueden lograr tales resultados con una instalaci\u00f3n industrial media? La respuesta es s\u00ed, siempre que la eficiencia del sistema sea una prioridad m\u00e1xima entre los operadores de compresores de aire. <\/p>\n
Los c\u00e1lculos tanto para el sistema medio como para el optimizado se determinaron en funci\u00f3n de una operaci\u00f3n t\u00edpica de carga\/descarga. Sin embargo, muchos sistemas de aire comprimido utilizan configuraciones con a\u00fan menos eficiencia, con varios compresores superfluos funcionando simult\u00e1neamente y provocando resultados de potencia desfavorables. En ciertos sistemas mal organizados, los resultados de potencia han estado tan rid\u00edculamente sesgados como 200 kW\/100 cfm, con un factor de desecho total que supera el 75%. Cuando un sistema produce cifras de potencia con ese nivel de ineficiencia y desperdicio, realmente hay margen para una mejora tremenda que se puede lograr siempre que los operadores est\u00e9n comprometidos a revertir esos n\u00fameros. <\/p>\n
![\"\u00bfes](\"https:\/\/www.quincycompressor.com\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/5-poorly-used-systems.jpg\")
<\/p>\n\u00bfQu\u00e9 tan cerca de la perfecci\u00f3n est\u00e1 tu sistema de aire comprimido?<\/h2>\n
Al observar los n\u00fameros de potencia del sistema optimizado, puede que tengas curiosidad por saber c\u00f3mo se compara tu sistema en t\u00e9rminos de eficiencia, en cuyo caso lo primero que debes hacer es que eval\u00faen tu sistema. Para ello, puedes utilizar instrumentos que midan y calculen tus n\u00fameros de potencia de forma continua para seguir el patr\u00f3n general y las medias. Sin embargo, antes de dar ese paso, podr\u00eda ser m\u00e1s prudente que un auditor profesional eval\u00fae tu sistema de aire comprimido para comprobar su eficiencia general. La perfecci\u00f3n puede parecer un pastel en el cielo, pero aspirar lo m\u00e1s alto posible podr\u00eda suponer grandes ahorros y una mejor comprensi\u00f3n de c\u00f3mo manejar mejor un compresor de aire. <\/p>\n
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