¿Puede el grupo de tornillos sin fin ser de velocidad variable?

Viabilidad de la tecnología de variación de frecuencia en los grupos compresores de tornillo

Los equipos de tornillo pueden adoptar plenamente la tecnología de variación de frecuencia. Tanto los enfriadores de agua de tornillo utilizados en sistemas de refrigeración como los compresores de aire de tornillo destinados a suministrar aire comprimido tienen como fuente de potencia principal un motor eléctrico. Al incorporar un variador de frecuencia para modificar la frecuencia de alimentación del motor, es posible regular de manera suave la velocidad de giro del motor y, en consecuencia, lograr un ajuste continuo del caudal de descarga del compresor o de la capacidad de refrigeración.

Ventajas clave de la renovación con variador de frecuencia

• Mejora de la eficiencia energética a carga parcialEn la operación real, los equipos rara vez funcionan a plena carga durante períodos prolongados. La tecnología de variación de frecuencia permite ajustar automáticamente la velocidad del motor según la demanda real en el punto de uso, evitando así el desperdicio energético asociado a los métodos tradicionales de regulación por capacidad y reduciendo de manera significativa el consumo total de energía en condiciones de carga parcial.
• Realizar el arranque suaveLos variadores de frecuencia permiten un arranque suave del motor, manteniendo la corriente de arranque dentro del rango de la corriente nominal, lo que reduce considerablemente el impacto sobre la red eléctrica y, al mismo tiempo, disminuye el esfuerzo mecánico y el desgaste de los componentes de transmisión.
• Control preciso de la salidaLos sistemas de control por frecuencia permiten mantener con mayor precisión los parámetros de temperatura o presión establecidos, reduciendo las fluctuaciones del sistema y mejorando el confort del usuario final o la estabilidad de los procesos productivos.

Dificultades técnicas a tener en cuenta en el funcionamiento con variador de frecuencia

Aunque la tecnología de variación de frecuencia presenta claras ventajas, en la aplicación a los grupos compresores de tornillo aún es necesario resolver ciertos problemas técnicos específicos:

• Problemas de lubricación y retorno de aceiteLos compresores de tornillo dependen de la diferencia de presión para realizar la lubricación por inyección de aceite y el retorno del aceite. Cuando la frecuencia es demasiado baja y la velocidad de rotación disminuye, la diferencia de presión del sistema puede resultar insuficiente para vencer la resistencia de las tuberías, lo que provoca que el aceite de lubricación quede atrapado en el sistema y afecte la vida útil del compresor. Por ello, es necesario diseñar una lógica especializada para el retorno del aceite o establecer un rango operativo razonablemente bajo para la frecuencia.
• La disipación de calor del motor está limitada.: En el funcionamiento a baja frecuencia, la velocidad del ventilador de refrigeración integrado en un motor asíncrono convencional también disminuye, lo que reduce su capacidad de disipación de calor. Los grupos compresores de tornillo con variador de frecuencia suelen requerir la instalación de ventiladores de refrigeración forzada alimentados por una fuente de energía independiente, o bien la utilización de motores especiales para variador de frecuencia.
• Riesgo de armónicos y resonanciaLos variadores de frecuencia generan, durante su funcionamiento, ciertos armónicos que pueden afectar la calidad de la energía eléctrica de la red. Asimismo, es necesario asegurar que la frecuencia de operación del conjunto motor‑generador se mantenga alejada de las frecuencias de resonancia propias de la estructura mecánica, a fin de evitar la aparición de ruidos y vibraciones anormales.

Escenarios de aplicación y recomendaciones de evaluación

Los grupos compresores de tornillo con variador de frecuencia son especialmente adecuados para aplicaciones en las que las cargas fluctúan con frecuencia y el funcionamiento a carga parcial se prolonga durante largos periodos. Antes de decidir realizar una adaptación a variador de frecuencia de un equipo existente de velocidad fija o de adquirir directamente un equipo con variador, se recomienda que personal técnico especializado lleve a cabo un cálculo detallado de la carga y una evaluación de la compatibilidad del sistema. Un diseño sistemático adecuado es la condición previa para garantizar que el grupo compresor con variador de frecuencia alcance su máximo potencial de ahorro energético y opere de manera segura y estable.