Variadores de velocidad en compresores

Los variadores de velocidad en los compresores son cada día algo más habitual de encontrar en una sala de generación de aire comprimido, llegando a ser en bastantes casos algo imprescindible, especialmente ahora en una situación en la que muchas empresas están teniendo problemas para pagar la factura energética todos los meses.

Gracias a estos variadores se puede ahorrar energía con un diseño inteligente de la sala de compresores, pero no son la única ventaja que aportan, puesto que también ayudan a aumentar la fiabilidad del suministro de aire comprimido.

¿Cómo funcionan los variadores de velocidad en compresores?

El volumen de aire comprimido que necesita una planta de producción no es siempre el mismo, ya que depende de los procesos que se están desarrollando en cada momento y de qué equipos estén conectados.

De esta forma, hay un término fundamental que hay que conocer y que es el caudal efectivo de consumo, incluyendo el valor de los picos de demanda de cada ciclo, así como sus caudales medios de consumo, que serán gestionados desde los variadores de frecuencia.

En casos extremos, estos variadores de velocidad en compresores se pueden instalar incluso en aquellos compresores que no los llevan, si lo exige el modo de trabajo y el consumo de aire comprimido de la instalación, reduciendo así el coste energético.

El variador de frecuencia actúa sobre la velocidad del motor del compresor, controlando el suministro de aire libre, manteniendo una presión de trabajo constante y evitando que el compresor trabaje en vacío, así como arranques y paradas innecesarios.

Imágenes cedidas por Kaeser Kompressoren

Ventajas de los variadores de velocidad en compresores

Es obvio que los variadores de velocidad tienen varias ventajas, algunas muy evidentes y otras que no lo son tanto.

Funcionalidad avanzada

La inclusión de los variadores de velocidad en los compresores ha mejorado la tecnología que se aplica en los mismos. Así, el fabricante alemán Kaeser incluye eficientes motores síncronos de reluctancia y variadores de frecuencia de Siemens, que cuentan con un algoritmo de regulación especialmente adaptado al motor.

Esta combinación perfecta, formada por un variador de frecuencia y un motor síncrono de reluctancia, permite a Kaeser alcanzar el nivel máximo de rendimiento acorde a EN 5059: IES2.

Reducción de desgaste de componentes

Un variador de frecuencia consigue que el motor no esté trabajando siempre al máximo de revoluciones, por lo que al final reduce el desgaste y hace que dure más tiempo, ahorrando dinero en mantenimiento y evitando averías. Es algo similar a lo que pasa con los motores diésel, que al girar a menos vueltas que los de gasolina duran más tiempo.

Además, los variadores no solo consiguen espaciar algunos intervalos de mantenimiento de los compresores de aire, sino también reducir el estrés al que se somete a otros componentes eléctricos, como los cables y los conectores, durando así más tiempo y evitando que fallen.

Ahorros de energía y eficiencia

La principal razón para incluir un compresor con variador de velocidad en una instalación es el ahorro de energía, lo que se traduce en dinero que no habrá que gastar. Los compresores funcionan con electricidad y, especialmente ahora, no hay que desperdiciar ni un kW, ya que de ello puede depender la viabilidad de aquellas empresas con un consumo de energía intensivo.

La mayoría de los compresores siguen teniendo como modo de funcionamiento el de carga/vacío, trabajando los motores con un régimen de vueltas constante para generar aire comprimido, pero los tiempos de trabajo en vacío son energía eléctrica desperdiciada, lo que justifica en función del número de horas de trabajo el uso de un compresor con variador de frecuencia, el cual regula la velocidad del motor dependiendo de las demandas de cada momento.

Dicho de otro modo, aseguran que el motor gire al régimen de vueltas necesario, bajándolas o subiéndolas, conforme lo requiera el trabajo de la planta para mantener la presión constante.

Variadores de velocidad en compresores

Fiabilidad del sistema

Cuando se diseña una estación de producción de aire comprimido compuesta por varios compresores, se debe realizar un estudio donde se determinen los distintos consumos y modos de trabajo de la instalación. Conforme a dicho estudio, lo más habitual es que se defina una estación compuesta por varios compresores de velocidad fija combinados con uno o más compresores de velocidad variable, haciendo del conjunto un sistema fiable y con la máxima eficiencia energética.

Cuando se diseña una estación hay que tener mucho cuidado al escoger los compresores con variador de frecuencia, ya que se debe evitar que se puedan producir agujeros de regulación, para lo que hay que tener en cuenta los caudales de los compresores fijos y los caudales mínimo y máximo de los compresores con variador de frecuencia. Para obtener la máxima eficiencia en estos sistemas se debe incluir también un controlador maestro inteligente diseñado para incluir compresores con variador de frecuencia.

Menores intensidades de arranque

Los motores eléctricos necesitan una elevada intensidad de arranque muy por encima de la nominal, incluso disponiendo de un arrancador estrella/triángulo. Estos picos de intensidad de arranque se pueden reducir hasta un 80 % gracias a los variadores de velocidad, todo sin hacer que el inicio pierda potencia.

De este modo, no hay fluctuaciones de frecuencia enormes, reduciendo los riesgos de fallo eléctrico y averías, traduciéndose en mayores beneficios.

Conclusiones

Los compresores con variador de velocidad trabajan en función de la demanda de aire, eliminando los tiempos improductivos de trabajo en vacío y realizando el arranque suave sin picos de intensidad.

Con la combinación de un variador de última generación con un motor síncrono de reluctancia se consigue el máximo nivel de rendimiento y eficiencia, IES2.

Para seleccionar el compresor de velocidad variable más adecuado para una instalación hay que tener en cuenta datos y características de los consumos y de la propia instalación.

Ya hemos explicado cómo funcionan y las ventajas de los compresores de velocidad variable. Si tienes cualquier pregunta o necesitas implantar uno, no dudes más y ponte en contacto con Serviaire, te ayudaremos con su instalación en tu empresa.

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