¿Cuál es el rendimiento de aire producido por el compresor de aire y la tasa de conversión a aire seco?

I. Primero, definamos a qué se refiere el “tasa de conversión”

El grado de conversión entre el “aire producido por el compresor de aire” y el “aire seco” no es un valor fijo. Puede referirse a tres significados distintos: en primer lugar, la variación del volumen del aire libre aspirado tras su compresión; en segundo lugar, la cantidad neta de aire que puede obtenerse después de someter al aire comprimido húmedo a un secador; y en tercer lugar, el grado de reducción de la humedad en el aire comprimido hasta alcanzar el punto de rocío objetivo.

II. Relación básica entre el volumen de aire producido

El caudal de descarga indicado en la placa de identificación del compresor de aire suele referirse al caudal de aire libre bajo unas condiciones determinadas de aspiración. Tras comprimirse, el volumen del aire varía en función de la presión y la temperatura, mientras que la masa del aire se mantiene prácticamente constante. Por ello, al comparar los volúmenes de producción de aire, es conveniente convertirlos previamente a las mismas condiciones de presión, temperatura y estado de referencia.

• Estado de entrada de aire:La temperatura ambiente, la humedad y la presión atmosférica influyen en el volumen real de aire aspirado.
• Presión de escape:La presión manométrica debe convertirse en presión absoluta antes de poder comparar los caudales volumétricos.
• Temperatura de escape:La diferencia de temperatura entre antes y después del enfriamiento afecta el caudal volumétrico del aire comprimido.

A temperaturas similares, puede entenderse de manera aproximada mediante la ecuación de estado de los gases: al aumentar la presión, el volumen ocupado por una misma masa de aire disminuye en consecuencia.

III. Factores clave de la tasa de conversión del aire seco

El proceso de secado reduce principalmente el contenido de vapor de agua en el aire comprimido. Si el equipo de secado no consume aire adicional, la masa de aire seco prácticamente no disminuye; sin embargo, en los sistemas reales, el secador puede presentar purgas de regeneración, drenajes automáticos, caídas de presión y fugas, todos los cuales afectan la cantidad final de aire seco disponible.

• Secador por congelación:Principalmente, se obtiene la separación del agua mediante el enfriamiento; por lo general, no se recurre a un consumo elevado de aire comprimido como método principal de regeneración.
• Secador de adsorción:Se requiere un desecante regenerable, lo que puede implicar el consumo de una parte del aire comprimido o la adopción de otros métodos de regeneración.
• Requisito de punto de rocío:Cuanto más bajo sea el punto de rocío requerido, mayor suelen ser la carga de secado y el consumo de regeneración.
• Humedad de entrada:Cuanto más húmedo sea el entorno, mayor será la cantidad de humedad que deba eliminarse, y más evidente resultará su impacto sobre el sistema de secado.

IV. Cómo se calcula la tasa de conversión

Si se toma como referencia la cantidad de aire limpio y seco producido, puede estimarse siguiendo el siguiente planteamiento:

Caudal de aire seco producido = Caudal de aire comprimido a la entrada del secador − Consumo de aire de regeneración − Pérdidas por drenaje y fugas

Tasa de conversión del aire seco = Caudal de salida de aire seco ÷ Caudal de entrada de aire comprimido húmedo × 100%

Si las presiones y temperaturas de la entrada y la salida son diferentes, no es posible comparar directamente los caudales volumétricos; en su lugar, conviene convertir ambos a un mismo estado estándar o a las mismas condiciones de operación antes de efectuar el cálculo.

V. ¿Por qué no se puede establecer directamente una proporción fija?

La presión de descarga del compresor, las condiciones ambientales de temperatura y humedad, el tipo de secador y los requisitos de punto de rocío pueden provocar diferencias significativas en los resultados. Por ejemplo, en ambientes de alta temperatura y alta humedad la carga de eliminación de agua es mayor; y cuando se exigen bajos puntos de rocío, el consumo energético asociado a la regeneración del sistema de secado también puede incrementarse. Por lo tanto, la tasa de conversión específica debe evaluarse teniendo en cuenta los parámetros indicados en la placa de identificación del equipo, las condiciones operativas reales y la documentación técnica del secador.

VI. Propuesta de estimación del proyecto

• Confirmar el estado de aspiración o el estado estándar correspondientes al caudal de descarga del compresor de aire.
• Confirmar la presión de funcionamiento del sistema, las fluctuaciones de presión y las demandas en el punto de consumo.
• Confirmar el tipo de secador, la capacidad nominal de tratamiento, la caída de presión y el consumo de regeneración.
• Al seleccionar el equipo, se debe prever un margen adecuado para evitar que el secador opere a plena carga de manera prolongada.
• Se debe prestar atención a la influencia de los dispositivos de drenaje, las fugas en las tuberías y la caída de presión del filtro sobre el caudal de gas disponible.