Cu aerul comprimat este la fel ca şi cu multe alte lucruri: o cauză mică poate avea un efect mare – atât în sens pozitiv cât şi negativ. La o privire mai atentă, lucrurile sunt adesea diferite de ceea ce păreau iniţial.
În condiţii nefavorabile aerul comprimat poate fi scump, dar în circumstanțele potrivite este foarte economic. În acest prim capitol vă vom explica termenii utilizaţi în tehnica aerului comprimat şi lucrurile pe care ar trebui să le urmăriţi în legătură cu aceştia.
1. Debit de aer
Debitul de aer al unui compresor (cunoscut şi ca debit de aer raportat la condiţiile de aspiraţie sau FAD – „free air delivery”) este volumul expandat de aer pe care acesta îl comprimă şi îl livrează în reţeaua de aer într-un interval de timp dat.
Procesul de măsurare se efectuează aşa cum se arată în fig. 1: mai întâi trebuie măsurate temperatura, umiditatea şi presiunea atmosferică la intrarea aerului în ansamblul compresor. Apoi, se măsoară presiunea maximă de lucru, temperatura şi debitul de aer comprimat furnizat, la ieşirea din compresor.
În final, volumul V2 măsurat la ieșirea din compresor este raportat la condițiile de aspirație folosind ecuația:
Rezultatul este debitul de aer (FAD) al compresorului în ansamblu. Acesta nu trebuie confundat cu debitul blocului de compresie.
2. Putere arbore motor
Puterea la arborele motor este puterea mecanică pe care motorul o furnizează la arbore. Valoarea optimă a puterii la arborele motor este punctul în care se realizează eficiență energetică maximă și este atins factorul de putere cos ϕ fără supraîncărcarea motorului.
Această valoare este în limitele aferente puterii nominale a motorului. Puterea nominală este indicată pe plăcuța de identificare a motorului.
Notă: dacă puterea la arborele motor se abate prea mult de la puterea nominală a motorului, compresorul va funcționa ineficient și / sau va fi supus unui grad mai mare de uzură.
3. Putere electrică consumată
Puterea electrică consumată reprezintă puterea absorbită de motorul de antrenare de la reţeaua de alimentare, la o încărcare dată a arborelui (putere arbore motor).
Puterea electrică consumată depășește puterea la arborele motor cu valoarea pierderilor din motor – atât electrice cât şi mecanice – de la rulmenți, ventilator, etc. Consumul ideal de putere electrică P poate fi calculat cu următoarea formulă:
Un, ln, şi cos ϕn sunt menţionate pe plăcuţa de identificare a motorului.
4. Putere specifică
Puterea specifică a unui compresor (fig. 2) este raportul dintre puterea electrică consumată şi debitul de aer livrat la o presiune de lucru dată. Puterea electrică consumată este suma puterilor consumate de toţi consumatorii dintr-un compresor, de exemplu, motor de antrenare, ventilator, pompă de ulei, încălzire suplimentară, etc.
Dacă este nevoie de puterea specifică pentru o evaluare economică, trebuie să se ţină seama de compresor în ansamblu şi de presiunea maximă de lucru. Puterea totală consumată la presiune maximă este apoi împărţită la debitul de aer la presiune maximă:
5. IE – noua clasificare pentru motoare cu economie de energie
Eforturile din SUA de a reduce consumul de energie al motoarelor asincrone trifazate au avut ca rezultat Documentul cu privire la Politica Energetică (EPACT) devenit lege în 1997. La scurt timp după aceea, a fost introdus şi în Europa un sistem de clasificare a eficienţei.
Standardul internațional IEC pentru motoare electrice a intrat în vigoare din 2010. Clasificările și cerințele legale au condus la îmbunatățiri semnificative ale eficienței energetice ale motoarelor electrice din clasa premium. Motoarele cu eficiență ridicată oferă o seamă de avantaje importante:
a) Temperaturi de funcţionare mai scăzute
de generarea de căldură şi de frecări variază între 20% la motoarele mici şi 4-5% la motoarele mai mari de 160 kW.
Motoarele IE3/IE4 se încălzesc mult mai puţin în timpul funcţionării şi, prin urmare, asigură o reducere semnificativă a pierderilor (fig. 3).
Un motor convenţional cu izolaţie clasă F funcţionează la aproximativ 80 K peste ambient, cu o rezervă de temperatură de 20 K, în timp ce un motor din clasa IE superioară, în aceleaşi condiţii de funcţionare, ajunge la doar 65 K, crescând rezerva sa la 40 K.