Visão Geral da Aplicação do Compressor de Parafusos

  1. Definição de um compressor de parafuso

Um compressor de parafuso é um dispositivo que pressiona e comprime o gás no espaço do parafuso para aumentar a pressão. O compressor de parafuso tem a vantagem de poder rodar a altas velocidades em comparação com outros tipos de compressores e tem características como ser pequeno, leve e não ter lubrificante dentro do parafuso e a máquina fornecer ar comprimido limpo.

O sistema é comprimido através da rotação de um rotor macho chamado rotor e um parafuso fêmea, que é comprimido através do interior da carcaça. Na figura abaixo, azul significa ar e à medida que avança da esquerda para a direita, o ar move-se e o volume interno ocupado torna-se menor, aumentando a pressão do ar.

O sistema é comprimido através da rotação de um rotor macho chamado rotor e um parafuso fêmea, que é comprimido através do interior da carcaça. Na figura abaixo, azul significa ar e à medida que avança da esquerda para a direita, o ar move-se e o volume interno ocupado torna-se menor, aumentando a pressão do ar.

O efeito deste mecanismo depende da folga correta entre os parafusos. No entanto, algumas fugas são inevitáveis e deve ser utilizada uma velocidade de rotação elevada para minimizar a taxa de fluxo de fuga e para se ter uma taxa de fluxo efetiva.

Originalmente, os compressores de parafuso eram fabricados a partir de perfis simétricos de rotores, mas nas versões modernas, a utilização do desenho assimétrico dos rotores é utilizada.

  1. Como acionar um compressor de parafuso

1) Carga/Descarga: O compressor de parafuso controlado por carga/descarga permanece continuamente alimentado. No entanto, quando a procura de ar comprimido diminui, o dispositivo conhecido como válvula de deslizamento fica ativo em vez de desligar o compressor. Esta unidade reduz a carga do compressor proporcionalmente, reduzindo a capacidade da máquina em até 25% da capacidade do compressor. Isto permite que o plano de controle de arranque/frenagem do compressor reduza o número de ciclos de arranque/frenagem do motor elétrico e melhore a vida útil deste equipamento com uma alteração mínima no tempo de funcionamento.

2) Modulação: Em vez de arrancar e parar o compressor, as válvulas de deslizamento acima descritas ajustam a capacidade conforme necessário. Isto resulta numa pressão de descarga consistente numa vasta gama de requisitos, mas com o compressor sob carga zero, o consumo total de energia pode ser superior ao método de carga/descarga, uma vez que requer aproximadamente 70% da potência de carga total. A modulação é um método de controle geralmente ineficiente sobre os variadores de velocidade devido ao consumo limitado de potência do compressor em comparação com a capacidade de saída em ar comprimido. Contudo, para aplicações em que o funcionamento do compressor não é fácil de parar e reacelerar (por exemplo, quando o compressor é acionado e operado por um motor de combustão interna), o método de modulação é adequado.

Estrutura do sistema

Configuração da aplicação do controle de inversão

 

Produtos aplicados

  • LSLV série IS7, LSLV série H1OO

Benefícios da Aplicação

  • Redução do consumo de energia: É possível reduzir a carga de potência através do controle do tempo de carga/descarga através do controlo PID do próprio Inversor.
  • A potência de pico pode ser suprimida.
  • Aceleração / desaceleração suave pode prolongar a vida útil do motor no compressor e reduzir o desgaste no acionamento.

Solução Aplicada

  1. Fluxo e Rotação do Compressor de Parafusos
  • A seguinte equação está relacionada com o fluxo (Q) e a velocidade de rotação (N) do compressor de parafuso.

O fluxo de descarga é proporcional à velocidade de rotação:

Q ∝ N

  • Se o inversor for aplicado e a vazão do motor for variada pela vazão da compressão necessária, a pressão do inversor será mantida em um caminho de fluxo constante e a economia de energia no uso final será alcançada. No entanto, no caso de compressores com pouca ou nenhuma carga (mais de 55% de carga), a expectativa de poupança de energia é baixa (cerca de 15% de redução), mas a conexão é minimizada devido à flexibilidade do interruptor.

 

1) Princípios de poupança de energia

  • A pressão do compressor de ar diminui à medida que o fluxo do tubo comprimido aumenta, e a pressão aumenta à medida que o fluxo do tubo diminui. Para os compressores de ar com uma velocidade de rotação nominal (100%) a pressão nos tubos aumenta de HI para H2 à medida que o fluxo nos tubos diminui de QI para Q2 devido à redução da utilização de ar comprimido.

  • Modo inversor, o número de voltas do motor de indução varia de NI para N2, pois a vazão muda de QI para Q2, sob a condição de que a pressão do tubo comprimido seja mantida constante, conforme mostrado na figura abaixo.

  • Esta equação com a potência necessária (P) para controlar o número nominal de rotações (N) do motor de indução fornece uma alta economia de energia proporcional à taxa de variação do número de voltas.

2) Comparação de uso de energia

  • A tabela abaixo mostra a taxa de consumo de energia em comparação com a aplicação normal de compressor e inversor em comparação com a taxa de operação de carga (70,8%) e a economia de energia de 31,4% (64,9%), respectivamente.

 

  • O uso de energia no inversor é significativamente melhor do que no compressor de parafuso. Isso indica uma alta ou baixa economia de energia devido à taxa de operação da carga (tempo de operação da carga) e à taxa de fluxo de compressão. Quanto menor o tempo de operação da carga, maior a economia de energia no compressor de parafuso e menor a economia de energia do compressor de ar com mais carga durante o tempo de operação.

  1. Comparação do início Y-D existente e da medição de potência aplicada por HIOO

  • Medição de energia elétrica no início do Y-D

 

11:49 ~12:04 (15min) em inicialização direta 7,7 kWh

1 hora de potência: 30,8kWh

  • Medição de energia elétrica ao aplicar o H1OO

12:11 ~12:26 (15min) 5.36 kWh para aplicação do H1OO

1 hora de energia: 21,44kWh

Foi medida como uma redução de 9,56 kWh usando o inversor com base em 1 hora de utilização.

Isso significa uma redução estimada de 230kWh (aproximadamente 30%)

FUNÇÕES PRINCIPAIS

  • Controle PID

Aplicações Técnicas

  • Equipamento de compressão
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