GUNT DigiSkills 4
Eficiencia energética en instalaciones de aire comprimido
GUNT DigiSkills 4Eficiencia energética en instalaciones de aire comprimido |
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El aire comprimido es una de las fuentes de energía más utilizada en la industria. Existen muchas iniciativas para lograr que las aplicaciones de aire comprimido en las empresas sean energéticamente eficientes. El potencial de ahorro es diverso y elevado. Además de la reducción de los costes operativos, la mejora de la situación climática ocupa un lugar central.
El tema Eficiencia energética en instalaciones de aire comprimido del proyecto de aprendizaje DigiSkills 4 aborda dicho potencial de ahorro. El concepto didáctico incluye la familiarización con los componentes y su funcionamiento e interacción. El potencial de ahorro se identifica y analiza para conseguir un funcionamiento con ahorro de energía y el diseño adecuado de las instalaciones de aire comprimido.
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1 Fundamentos del compresor - Familiarización con los componentes
El compresor es el componente central de una instalación de aire comprimido. En él, la energía mecánica suministrada se convierte en un aumento de la presión del aire.
Dependiendo del ámbito de aplicación, existen varios modelos de compresores. Dos ejemplos típicos que funcionan en base al principio de desplazamiento son el compresor de émbolo y el compresor helicoidal.
La realidad aumentada permite observar el funcionamiento de manera práctica. Los componentes ocultos se hacen visibles, los complejos principios de funcionamiento se presentan de forma atractiva y comprensible.
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Compresor de émbolo MT 141
Compresor pequeño
- estudio de los componentes y familiarización con su interacción
- montaje/desmontaje de un compresor pequeño
- comprensión de las funciones
- familiarización con los materiales
- dibujo técnico y comunicación técnica
Compresor helicoidal del MT 175
Unidad de compresor industrial
- familiarización con los ámbitos de aplicación
- ejemplos de aplicaciones típicas
- familiarización con el modo de funcionamiento
2 Comprobación de la función de compresores y sistemas de aire comprimido
La comprobación del funcionamiento proporciona indicios iniciales sobre el potencial de ahorro y las interacciones en el sistema. La comprobación del funcionamiento abarca trabajos como:
- determinación de pérdidas de carga
- prueba de estanqueidad para detectar fugas
- medición de caudal volumétrico, presiones, temperaturas
- comprobación de tuberías
- comprobación de presostatos, reductores de presión y válvulas de seguridad
- comprobación del montaje correcto y ajuste óptimo de la alineación
Compresor de émbolo de una etapa con MT 142
- familiarización con el modo de trabajo y el procedimiento de ensayo
- montaje profesional del compresor de émbolo, incluidos los procesos de ajuste y alineación
- función y modo de trabajo de los elementos de seguridad: presostato, válvula de retención, válvula de seguridad
- comprobación y ajuste de la tensión de la correa
Compresor de émbolo de dos etapas en ET 500
- montaje y funcionamiento de un compresor de dos etapas
- medición de temperaturas y presiones relevantes
- determinación del caudal volumétrico de aspiración
- proceso de compresión en el diagrama p-V
Compresor helicoidal
en MT 175
- posibilidades de ajuste del compresor helicoidal
- determinación de la duración hasta alcanzar la presión final
- ajuste del comportamiento de regulación del compresor
- prueba de estanqueidad
- medición de temperaturas y presiones relevantes
- determinación del caudal volumétrico de aspiración
- control del aceite con ayuda de una mirilla
- análisis de los consumidores continuos y de corta duración, individualmente o en combinación
- familiarización con el control a distancia de la unidad de compresor
3 Consideración energética
Los costes de un sistema de aire comprimido a lo largo del ciclo de vida se componen de tres factores: los costes de inversión, los costes de mantenimiento y los costes energéticos de funcionamiento del compresor.
Los costes energéticos representan la mayor parte de los costes totales. Con medidas fácilmente realizables y a menudo muy económicas, los costes energéticos pueden reducirse, por lo general, en una tercera parte.
Todos los componentes para la generación, distribución, preparación y almacenamiento de aire comprimido deben optimizarse para adaptarlos a los requisitos del proceso. Para ello se utilizan parámetros como la cantidad de suministro, la presión de servicio o la humedad residual. Con los equipos GUNT MT 141, MT 142, MT 175 und ET 500, los alumnos se familiarizan con los componentes y aprenden a estimar los errores en la selección y el dimensionamiento. En función del diseño del compresor, el tipo de refrigeración y las condiciones operativas, existen tres opciones para el aprovechamiento del calor recuperado: Con el MT 175 se estudia el uso de aire caliente para la calefacción de locales. Para determinar la demanda de forma representativa, se suma el consumo de aire comprimido de los distintos equipos y se determina también el tiempo de funcionamiento medio. Con el MT 175 se analizan y comparan diferentes consumidores desde el punto de vista energético. Es posible analizar una combinación de diferentes consumidores. Con el MT 142 y el ET 500 pueden utilizarse para crear sus propias tareas de consumo de aire comprimido. Una premisa para minimizar el consumo de energía es ajustar la presión media de la red lo más posible a la demanda real. Mediante el control del compresor, la producción de aire comprimido se adapta al consumo actual. En el MT 175 puede estudiarse y optimizarse el nivel de presión necesario para cada consumidor. Es posible ajustar la presión máxima de apagado del compresor. Se pueden especificar los tiempos de ciclo y estudiar el efecto sobre el consumo energético y los beneficios. En el ET 500 y el MT 142 la presión de encendido puede ajustarse; los tiempos de conexión son determinados por la regulación. Las causas de las fugas suelen ser: Con el MT 175 se puede analizar el efecto de las fugas en los consumidores desde el punto de vista energético, entre otros aspectos. Con el ET 500 y el MT 142, los efectos de las fugas se miden directamente como pérdida de presión y, por tanto, en consumo de energía. El aire comprimido generado siempre contiene impurezas: El preparación solo debe realizarse hasta alcanzar calidad requerida con el fin de mantener la eficiencia. En el MT 175, el aire comprimido es preparado con un separador centrífugo, un secador y filtros de aire comprimido. Detrás del depósito de aire comprimido se encuentra una unidad de mantenimiento. 3.1 Potencial de ahorro y realización
Selección y dimensionamiento de los componentes 20‑50%
Recuperación de calor 20‑50%
Demanda de aire comprimido de consumidores y aplicaciones 20‑40%
Presión y pérdidas de carga 15% Control 20‑30%
Fugas 20‑30%
Preparación del aire comprimido 2‑3%
MT 175 Eficiencia energética en las instalaciones de aire comprimido
Con la instalación MT 175, los alumnos se familiarizan con todos los grupos funcionales de una instalación industrial de aire comprimido: compresión, preparación, almacenaje y consumo. El calor generado durante la compresión se aprovecha eficazmente para la calefacción de locales. Se hace balance del proceso global desde el punto de vista energético y se identifica el potencial de ahorro.
La presión, la temperatura, el caudal volumétrico y la potencia eléctrica se miden en los puntos de medición pertinentes. A partir de allí, en el GUNT software se calculan los parámetros para analizar la eficiencia energética de la instalación.
| Generación | Recuperación de calor | Preparación | Almacenaje | Consumidores | Distribución |
| El aire aspirado se filtra y se comprime. El aceite utilizado para la refrigeración directa se separa del aire comprimido. | El aceite calentado durante la compresión se utiliza para la calefacción de locales con ayuda de cambiadores de calor. | Las impurezas de aceite, polvo y humedad se eliminan del aire comprimido hasta lograr la calidad requerida. | Un depósito de aire comprimido con válvula de seguridad y manómetro almacena el aire comprimido producido. | Los distintos consumidores pueden estudiarse de forma individual o combinada. | La pérdida de carga entre el compresor y el consumidor debe ser lo más baja posible. |
3.2 Eficiencia energética y rendimientos
MT 142 con un compresor de émbolo de una etapa,
presión máx. 10bar
- balance de la potencia con el software GUNT
- registro de la potencia eléctrica, mecánica y neumática para el propio cálculo de la eficiencia
- representación gráfica de los valores medidos
MT 175 como instalación de aire comprimido con compresor helicoidal,
presión máx. 10bar
- software GUNT para analizar la eficiencia energética
- registro de presión, temperatura, caudal volumétrico y potencia eléctrica
- determinación de parámetros
- preparación y balance de los flujos energéticos dentro de la instalación de aire comprimido
- determinación del rendimiento
ET 500 con un compresor de émbolo de dos etapas,
presión 12bar
- PLC con pantalla táctil para registrar las presiones y temperaturas en ambas etapas, así como el consumo de energía eléctrica
- determinación del caudal volumétrico de aspiración con una tobera en el depósito de aspiración
- propio cálculo del rendimiento a partir de los valores medidos y los datos de potencia
GUNT Media Center
El GUNT Media Center ofrece un entorno de aprendizaje digital para todos los pasos del concepto didáctico.
- interfaz de realidad aumentada
- amplia información técnica: dibujos técnicos, esquemas de procesos, documentos de los fabricantes
- vídeos explicativos de los principios de funcionamiento o el montaje
- manuales detallados
- ejercicios orientados a la práctica
» más información al GUNT Media Center
Medios digitales en el GUNT Media Center
Información técnica
Amplia información técnica presentada de forma clara: dibujos técnicos, esquemas de procesos, documentos de los fabricantes de componentes individuales, etc.
Videos
Los vídeos ilustran, por ejemplo, el funcionamiento de los distintos componentes. Para el compresor de pistón MT 141 se dispone de vídeos adicionales de montaje y desmontaje.
Manuales
Descripción detallada del equipo de ensayo: diseño del dispositivo, funcionamiento, descripción del proceso y del software.
Hojas de trabajo digitales
Aprendizaje garantizado mediante hojas de trabajo digitales. Soluciones protegidas por contraseña están disponibles.
Realidad aumentada
Por fin podrá observar los componentes ocultos y reproducir las estructuras complejas de forma clara y visible. Los principios de funcionamiento aparecen representados de forma atractiva, lo que permite sumergirse de lleno en el funcionamiento de los equipos. Siempre en conexión con el entorno real.
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