¿Qué ofrece el compresor de aire de tornillo de frecuencia variable de dos etapas?

Los sistemas de aire comprimido desperdician una sorprendente cantidad de energía estando inactivos entre picos de demanda. El piso de una fábrica puede necesitar un flujo de aire completo durante diez minutos, luego casi nada durante los siguientes veinte, y un compresor que no puede ajustarse a ese ritmo quema energía de todos modos. un Compresor de aire de tornillo de frecuencia variable de dos etapas aborda ese desajuste desde dos ángulos a la vez (estadificación de la compresión y control de la velocidad del motor) en lugar de depender de una única solución.

Dos etapas de compresión, un proceso continuo

Los compresores de tornillo estándar de una sola etapa empujan el aire a través de un conjunto de rotores, comprimiéndolo hasta alcanzar la presión final en una sola pasada. En cambio, un compresor de aire de tornillo de frecuencia variable de dos etapas divide ese trabajo en dos etapas de rotor. El aire se comprime parcialmente en la primera etapa, se enfría ligeramente a medida que pasa entre etapas y luego se comprime aún más en la segunda. Ese paso de enfriamiento intermedio importa más de lo que parece: la compresión del aire genera calor, y la acumulación de calor reduce la eficiencia con la que un compresor convierte la potencia del motor en presión de aire utilizable.

Al dividir la relación de compresión en dos etapas, cada conjunto de rotor maneja un salto de presión menor que si funcionara solo. Los saltos más pequeños significan menos calor generado por etapa, lo que se traduce en temperaturas internas más bajas y una menor pérdida de energía durante todo el ciclo de compresión en comparación con forzar el aire a través de una sola etapa de compresión agresiva.

El variador de frecuencia cambia la ecuación

La segunda mitad del nombre de este equipo apunta a su otra característica definitoria: el control de frecuencia variable. Los compresores tradicionales de velocidad fija hacen funcionar el motor a una velocidad constante, encendiéndose y apagándose para satisfacer la demanda de aire. Ese ciclo de encendido y apagado desperdicia energía durante los picos de arranque y, a menudo, deja al sistema funcionando muy por encima de lo que realmente requiere la demanda actual.

En cambio, un compresor de aire de tornillo de frecuencia variable de dos etapas ajusta la velocidad del motor continuamente, haciendo coincidir la salida directamente con el consumo de aire en tiempo real. Cuando la demanda cae, el motor se desacelera en lugar de apagarse por completo. Cuando la demanda aumenta, aumenta suavemente en lugar de desencadenar un reinicio brusco. Este ajuste continuo evita las sobretensiones asociadas con los ciclos repetidos de encendido y apagado y permite que el compresor siga los patrones de demanda fluctuantes mucho más de cerca que las alternativas de velocidad fija.

Dónde se instalan estas unidades

Las instalaciones con patrones de demanda de aire variables tienden a obtener el beneficio más práctico de este tipo de compresor. Algunas configuraciones aparecen repetidamente entre los compradores que compran este equipo:

• Plantas de fabricación que ejecutan múltiples líneas de producción con demanda de aire escalonada a lo largo de un turno.
• Instalaciones de procesamiento de alimentos y bebidas que necesitan una presión constante junto con ciclos de lotes fluctuantes
• Operaciones de ensamblaje de automóviles en las que las herramientas neumáticas extraen aire en ráfagas irregulares en lugar de flujos constantes.

Las instalaciones que ejecutan una demanda de aire constante e invariable las 24 horas del día a veces ven menos ventajas específicamente del control de frecuencia variable, ya que hay pocas fluctuaciones que rastrear. La compresión de dos etapas aún beneficia a estas configuraciones a través de la eficiencia en el nivel de compresión en sí, independientemente de la variabilidad de la demanda.

Detalles de construcción que vale la pena entender

Diseño de rotor dentro de un Compresor de aire de tornillo de frecuencia variable de dos etapas Por lo general, implica perfiles coincidentes con precisión para cada etapa, ya que los rotores de la primera etapa manejan un diferencial de presión diferente al del conjunto de la segunda etapa. Los componentes de intercooler se encuentran entre las dos etapas, a menudo un intercambiador de calor compacto que elimina el exceso de calor del aire parcialmente comprimido antes de que ingrese al segundo conjunto de rotores.

La integración del motor y la transmisión también difiere de las unidades de velocidad fija. El variador de frecuencia se encuentra dentro de un gabinete de control, monitoreando la presión del sistema continuamente y ajustando la frecuencia del motor en pequeños incrementos en lugar de grandes pasos. Este control preciso mantiene la presión de salida dentro de una banda estrecha, evitando las oscilaciones de presión que los compresores de velocidad fija suelen producir a medida que se encienden y apagan.