Fórmula de cálculo de la tasa de marcha en vacío del compresor de aire

¿Qué es la tasa de marcha en vacío de un compresor de aire?

La tasa de marcha en vacío del compresor de aire suele utilizarse para medir la proporción de tiempo durante la cual el equipo, fuera de las condiciones de carga, permanece en funcionamiento sin producir aire de manera eficaz o con una producción reducida. La marcha en vacío puede presentarse en situaciones como el funcionamiento a descarga, el arranque en vacío a baja frecuencia o el modo de espera con mantenimiento de presión; su determinación precisa debe basarse en el modo de control del equipo y en los criterios estadísticos aplicados en el sitio.

Cálculo de la tasa de marcha en vacío según el tiempo de operación

Fórmula:Tasa de marcha en vacío = Tiempo de marcha en vacío ÷ Tiempo total de funcionamiento × 100%

Si el tiempo total de funcionamiento está compuesto por el tiempo de carga y el tiempo de marcha en vacío, la fórmula también puede expresarse como:

Tasa de marcha en vacío = Tiempo de marcha en vacío ÷ (Tiempo de carga + Tiempo de marcha en vacío) × 100%

• Tiempo de marcha en vacío: tiempo durante el período de medición en el que la unidad opera a carga nula o con descarga.
• Tiempo de carga: tiempo durante el período de estadística en el que el grupo electrógeno opera con carga.
• Tiempo total de operación: De acuerdo con las necesidades de gestión, puede incluir únicamente los tiempos de carga y de marcha en vacío, o bien también los estados de espera, purgado, etc.; sin embargo, el criterio de medición debe ser coherente a lo largo de todo el período.

Estimación de las pérdidas por marcha en vacío según la proporción del consumo energético

Si lo que se busca es analizar el desperdicio energético, se puede calcular además la proporción del consumo de energía en modo de marcha en vacío:

Tasa de consumo energético en vacío = (Potencia en vacío × Tiempo en vacío) ÷ (Potencia bajo carga × Tiempo bajo carga + Potencia en vacío × Tiempo en vacío) × 100%

Esta fórmula requiere obtener la potencia de carga y la potencia en vacío. Los datos de potencia pueden obtenerse mediante contadores de energía, módulos de monitoreo de potencia o registros de operación del equipo; no se recomienda aplicar directamente valores empíricos no verificados.

Ejemplo de cálculo

Supongamos que, durante un determinado período estadístico, el tiempo de funcionamiento con carga del compresor de aire es de 90 minutos y el tiempo de funcionamiento en vacío es de 30 minutos; entonces, calculando según el tiempo:

Tasa de marcha en vacío = 30 ÷ (90 + 30) × 100% = 25%

Este resultado indica que, durante el período de estudio, aproximadamente una cuarta parte del tiempo de operación se registró en régimen de ralentí o con la carga desconectada. Para evaluar el potencial de ahorro energético, es necesario considerar además la potencia en ralentí, las fluctuaciones en el consumo de gas y los requisitos de presión del sistema.

Obtención de datos y consideraciones importantes

• El período de recopilación de datos debe ser representativo, por ejemplo, un turno, un día o un ciclo completo de producción.
• Debe distinguirse entre el funcionamiento en vacío normal y el funcionamiento en vacío anormal, como los casos de carga y descarga frecuentes provocados por un consumo de aire demasiado bajo, una presión de ajuste inadecuada o fugas en la tubería.
• El nombre del estado de ralentí puede variar según el modelo; debe evaluarse en función de la descripción del estado de funcionamiento del equipo.
• Si varias compresoras de aire funcionan en paralelo, se recomienda calcular por separado la tasa de marcha en vacío de cada unidad y, a continuación, analizarla junto con la presión en la tubería principal y el consumo total de aire.

Dirección de optimización cuando la tasa de marcha en vacío es elevada

• Verifique que el rango de ajuste de la presión de carga y descarga no sea demasiado amplio, a fin de evitar descargas frecuentes.
• Revisar y detectar fugas en las tuberías de aire comprimido, pérdidas internas en las válvulas o descargas inadecuadas en los puntos de consumo.
• Evaluar la diferencia entre los periodos de máxima y mínima demanda de gas y, en caso necesario, ajustar el número de equipos en funcionamiento o los horarios de operación.
• Verifique si el volumen de almacenamiento de gas y la estrategia de control de presión están adecuadamente alineados con las fluctuaciones del consumo de gas.
• En escenarios de operación con múltiples unidades, se puede considerar una gestión centralizada o estrategias de control en grupo para reducir el funcionamiento en vacío prolongado de cada unidad.