Saiba o que fazer para aumentar a eficiência do seu compressor

Os compressores são máquinas utilizadas em diversos processos industriais que necessitam de movimentação de fluido e aumento de pressão.

Por este motivo, o compressor é considerado o coração de diversos sistemas que o utilizam, já que o sistema se inicia nele e outros componentes dependem do seu funcionamento para operarem em boas condições.

Desse modo, é justo dizer que, visto a importância dessa máquina para o funcionamento do sistema, é interessante atentar-se para eventuais oportunidades que contribuam para o aumento da sua eficiência.

Neste contexto, não só a eficiência energética é assegurada, como também a sustentabilidade ambiental, visto que a energia elétrica utilizada é gerada, muitas vezes, através de queima de carvão e gás natural, o que proporciona uma emissão de poluentes.

Portanto, o presente texto tem um viés informativo e objetiva mostrar como aumentar a eficiência do seu compressor industrial, a fim de que você desfrute dos benefícios operacionais e sustentáveis.

O que são compressores

No Brasil, “compressor” é um termo utilizado para se referir ao conjunto completo que possui equipamento de compressão, motor, regulador, entre outros.

Diferente disso, os “sopradores” são máquinas que situam-se entre ventiladores e compressores, em termos de características e função.

Contudo, a sua função principal é algo que já foi mencionado: movimentar fluido em sistemas fechados e realizar a compressão desse fluido.

Classificação de compressores e aplicação em sistemas

Os compressores são classificados de modo distinto se considerada a sua aplicação em sistemas.

Vamos conhecê-los quanto às suas classificações e aplicações em sistemas?

  • Compressores Dinâmicos

Também conhecidos como compressores de fluxo, caracterizam-se por trabalhar com

um sistema aberto, onde a elevação de pressão é obtida pela conversão de energia cinética

em energia de pressão durante a passagem do ar pelo compressor.

Além disso, os compressores dinâmicos contemplam, entre os tipos mais utilizados na indústria, os compressores centrífugos (radiais) e axiais.

  • Compressores de Deslocamento Positivo

Conhecidos também como compressores a pistão ou volumétricos. Esses compressores caracterizam-se por trabalhar com um sistema fechado onde a variação de pressão é obtida pela redução do volume ocupado pelo gás, com a energia mecânica (árvore girando) sendo transformada diretamente em energia de pressão.

Além disso, os compressores de deslocamento positivo mais encontrados na indústria, são dos tipos: alternativos (de tronco ou cruzeta) e rotativos (de palheta ou parafuso).

O que é a eficiência de um compressor

Como o assunto principal deste texto objetiva auxiliar você no aumento da eficiência do seu compressor industrial, nada mais justo do que mencionar o que é a eficiência desta máquina, em específico.

Além disso, por que aumentar a eficiência desta máquina?

Pois bem, vamos por partes. A eficiência de um compressor refere-se à capacidade desta máquina em converter a energia fornecida (comumente a energia elétrica) em trabalho útil (gás comprimido) de maneira eficaz e com o mínimo de perdas.

Assim, a eficiência é avaliada dos seguintes modos:

  • Eficiência volumétrica 

Mede a relação entre o volume teórico de ar que o compressor deve produzir considerando o deslocamento do pistão ou rotor e o volume real de ar comprimido produzido.

Assim, a eficiência volumétrica é influenciada por vazamentos, perdas internas e eficiência do ciclo.

  • Eficiência isentrópica

Compara o trabalho ideal necessário para a compressão do ar em um processo isentrópico (sem que ocorra a troca de calor) com o trabalho real executado pelo compressor.

Assim, a eficiência isentrópica é influenciada pelo atrito, aquecimento e outros fatores.

  • Eficiência mecânica 

É a relação entre a energia mecânica entregue ao eixo do compressor e a energia útil convertida em gás comprimido.

Essa eficiência, então, depende da lubrificação, design no compressor, qualidade de construção, entre outros.

  • Eficiência global

Considera todas as perdas do sistema, incluindo a perda térmica e mecânica.

Além disso, eficiência é a relação entre a energia elétrica consumida e a energia consumida em gás comprimido útil.

Saiba o que fazer para aumentar a eficiência do seu compressor

    1. Compressores VSD: os VSD são os compressores de velocidade variável, o que é útil visto a sua capacidade em operar de forma mais eficiente em diferentes condições de carga;
    2. Inversor de frequência: ajusta a velocidade do motor conforme a necessidade, otimizando o consumo de energia;
    3. Refrigeração entre estágios: em compressores de pistão, por exemplo, ocorre o aumento da temperatura do fluido durante a compressão. Além disso, quando se tem um compressor com mais de um estágio de compressão, deve-se resfriar o fluido na transição de um estágio para outro para que o gás não se expanda e, assim, não ocupe mais espaço (mais volume e menos massa) na câmara e não reduza a eficiência volumétrica (visto a compressão de menor massa de fluido em um mesmo volume da câmara). Portanto, estude se o seu compressor necessita de refrigeração à ar ou água;
    4. Redução da temperatura de sucção: a temperatura de sucção do fluido, já alta devido a compressão anterior, faz com que a densidade do fluido diminui e, também, a quantidade de fluido a ser comprimido em cada ciclo. Além disso, segundo a lei dos gases ideais (PV= nRT), mostra que para uma dada pressão e volume, uma temperatura mais alta do gás, exige uma maior energia para se obter a mesma pressão final. Portanto, ao reduzir a temperatura de sucção (ou admissão), tem-se um aumento da eficiência volumétrica.
  • Manutenção: visto que o compressor funciona a partir do movimento relativo entre peças móveis e fixas, temos que considerar que uma má lubrificação proveniente de uma má manutenção, faz com que ocorra um atrito maior do que o esperado. Assim, temos perdas mecânicas, o que reduz a eficiência isentrópica e mecânica do compressor.

Portanto, podemos listar alguns benefícios importantes no aumento da eficiência de um compressor. Vamos conhecê-los?

  1. Redução de custo operacional: compressores eficientes consomem menos energia, o que reduz o custo de eletricidade;
  2. Sustentabilidade ambiental: quanto menos energia elétrica gasta, menor a contribuição com a emissão de gases de efeito estufa gerados a partir de queima de combustíveis que geram energia elétrica;
  3. Desempenho e durabilidade: máquinas eficientes operam com menos atrito, menos desgaste e com maior vida útil, reduzindo a manutenção;
  4. Melhoria na capacidade de produção: fornecendo ar comprimido de qualidade e atendendo a demanda, tem-se uma maior produtividade da planta.

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