tecnologia de ar comprimido

Tecnologia de ar comprimido

Noções básicas, dicas e sugestões

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Para mais informações e recursos a planificação cor-recta do seu abastecimento de ar comprimido, visite a página:www.kaeser.com > Serviços > Aconselhamento e análise


MOTIVARTÉCNICA, LDARua dos correios, 164 – Apartado 77 – 4796-908, Vila das Aves – Telf.: 00351 252820340 – Fax.: 00351 252820347Rua Luís de Camões, lote 2, Fracção 2 – 2615-316, Alverca – Telf.: 00351 219582264 – Fax.: 00351 219582266www.kaeser.com - E-mail: [email protected]

Índice

04 1. O que é o ar comprimido?

06 2. Tratamento rentável do ar comprimido

08 3. Porque é que é necessário secar o ar comprimido

10 4. Descarga correcta de condensados

12 5. Tratamento económico e fiável dos condensados

14 6. Controlo eficiente do compressor

16 7. Controlo por banda de pressão: Adaptação ideal dos compressores ao consumo real

18 8. Poupar energia através da recuperação de calor

20 9. Evitar perdas de energia (1): Planificação da rede de ar comprimido

22 10. Evitar perdas de energia (2): Renovação da rede de ar comprimido

24 11. Planificação adequada das centrais de ar comprimido (1): Análise do consumo de ar comprimido (ADA)

26 12. Planificação adequada das centrais de ar comprimido (2): Determinação do conceito mais rentável

28 13. Planificação adequada das centrais de ar comprimido (3): Análise do consumo de ar comprimido – determinar a situação real

30 14. Planificação adequada das centrais de ar comprimido (4): Refrigeração eficaz da central do ar comprimido: arrefecimento a ar

32 15. Funcionamento eficaz dos sistemas de ar comprimido: Manter a fiabilidade e a optimização de custos a longo prazo

Se quiser saber mais sobre o seu caso específico, solicite-nos já a sua análise de consumo de ar comprimido (ADA). Pode encontrar mais informações nos capítulos 11, 12 e 13 ou no nosso catalogo "Análise e aconselhamento".

Para mais informações e recursos sobre a planificação correcta da sua produção de ar comprimido, visite a página:

www.kaeser.com> Serviços> Aconselhamento e análise

Sabe quanto gasta com o ar comprimido?

5. EPACT – a nova fórmula para motores que economizam energiaOs esforços dos EUA no sentido de reduzir o consumo de energia dos motores assíncronos de corrente trifá-sica tiveram como resultado o "Energy Policy Act" (abreviado EPACT), que entrou em vigor em 1997. Desde 1998 que os compressores de parafuso com motores fabricados segundo este elevado padrão são comercializados pela Kaeser também na Europa. Os "motores EPACT" oferecem vantagens significativas:

a) Temperaturas de serviço mais baixasAs perdas internas de rendimento pro-vocadas pelo aquecimento e pelo atrito podem equivaler até a 20 % da potência absorvida em motores mais pequenos e entre 4 e 5 % em motores de mais de 160 kW. Os motores EPACT, por sua vez, contam com um aquecimento significativamente menor e, consequen-temente, com menos perdas de calor: enquanto que um motor convencional, com um grau de utilização normal, tem um aumento de temperatura de serviço de aproximadamente 80 K com uma reserva de temperatura de 20 K em relação à classe de isolamento F, num motor EPACT com as mesmas condi-ções, o aumento da temperatura é de apenas cerca de 65 K e a reserva de temperatura é de 40 K.

b) Prolongamento da vida útilTemperaturas de serviço mais redu-zidas significam principalmente uma menor carga térmica do motor, dos

rolamentos e da caixa de terminais. A redução da carga térmica resulta no prolongamento da vida útil do motor.

c) Aumento de 6% do volume de ar comprimido com menor consumo de energiaA redução das perdas de calor traduz-se também no aumento da rentabilidade. Deste modo, e através da sincroni-zação precisa dos compressores com as possibilidades dos motores EPACT, a KAESER conseguiu aumentar até 6 % o caudal dos compressores e melhorar até 5 % a potência específica. Isto signi-fica melhor performance, menor tempo de funcionamento do compressor e menor consumo de energia eléctrica.

1. CaudalO caudal de um compressor (também conhecido por FAD) é a quantidade de ar expandido, num determinado tempo, que o compressor comprime e envia para a rede de ar comprimido. A norma DIN 1945, Parte 1, Anexo F e a norma ISO 1217, Anexo C, estabelece o método correcto de medir o caudal. Antigamente aplicava-se a recomen-dação CAGI-Pneurop PN 2 CPTC 2. O procedimento de medição do caudal é o seguinte: á entrada do compressor (admissão) é medida a temperatura, a pressão e a húmidade do ar ambiente. Depois mede-se a pressão máxima de serviço, a temperatura do ar comprimido e o volume do ar comprimido á saída do compressor. Por último, o volume V2 medido á saída do compressor é referente ás condições de entrada utili-zando a seguinte equação. O resultado deste cálculo é o (ou FAD). Não deve ser confundido com o caudal do bloco do compressor (caudal do bloco).

Como tudo na vida: os porme-nores e as pequenas coisas é que fazem a diferença. Da mesma forma, a produção do ar comprimido pode ficar muito mais dispendiosa se as condições de instalação forem

desfavoráveis ou ficar muito mais em conta com as con-dições de instalação certas. Este primeiro capitulo explica quatro conceitos básicos do ar comprimido e o que deve ser considerado neste contexto.

1. O que é o ar comprimido?

3. Potência específicaA potência específica de um com-pressor é a relação entre a potência eléctrica absorvida e a quantidade de ar produzida à pressão de serviço correspondente. A potência eléctrica absorvida de um compressor é a soma das potências eléctricas absorvidas de todos os motores presentes num com-pressor, por exemplo, o motor principal, o motor do ventilador, o motor da bomba de óleo, o aquecimento auxiliar, etc. Se for necessária a potência específica para um cálculo da rentabilidade, deve basear-se no compressor completo e na pressão máxima de serviço. Neste caso, o valor da potência absorvida total à pressão máxima é então divi-dido pelo valor do caudal da instalação à pressão máxima.

4. Potência eléctrica absorvida A potência eléctrica absorvida é a potência que o motor do compressor absorve da rede eléctrica, com uma determinada carga mecânica do eixo do motor (potência útil do motor). A potência eléctrica absorvida é o soma-tório da potência útil mais as perdas do motor, eléctricas e mecanicas, dos rola-mentos, ventilador, etc. O consumo eléc-trico ideal P, pode ser calculado usando a seguinte fórmula: Un, ln, e cos ϕn encontram-se na placa de caracte-rísticas do motor eléctrico.

Tenha em atenção que: as normas DIN 1945 e ISO 1217 dizem respeito apenas ao caudal do bloco do compressor. Isto também se aplica à anterior recomendação CAGI-Pneurop PN 2 CPTC 1.

2. Potência útil do motorPor potência útil do motor entende-se a potência que o motor do compressor transmite mecânicamente ao eixo do motor. A potência nominal do motor é a potência útil utilizada como se a efici-

ência eléctrica e o cos fosse de 100 % e sem sobrecarga do motor. A potência nominal está indicada na placa de características do motor eléctrico.

Atenção! Se a potência útil do motor apresentar um desvio significativo em relação à potência nominal do motor, o compressor não trabalha de modo económico e/ou está sujeito a maior desgaste.

Potência nominal do motor

por metro cubico de ar comprimido produzido.

V2 x P2 x T1

T2 x F1

V1 =

P = Un x ln x √3 x cos ϕnPerdas internas do motor patentes no seu rendimento

Quantidade de ar com-primido produzida

Potência eléctrica consumida

Consumo de energia

4 5

1. O que significa "ar comprimido isento de óleo"?De acordo com a norma ISO 8573-1, o ar comprimido pode ser classificado como isento de óleo se o seu teor de óleo (incluindo vapor de óleo) for inferior a 0,01 mg/m³. Trata-se apro-ximadamente de 400 vezes menos óleo do que contém o ar atmosférico. Esta quantidade é tão reduzida que é quase impossível de ser medida. E a qualidade do ar ambiente admitido pelo compressor? Obviamente que depende bastante das condições ambientais. Mesmo em zonas com níveis de emis-sões normais, o teor de hidrocarbonetos devido à indústria e ao trânsito auto-móvel pode situar-se entre 4 e 14 mg/m³ no ar ambiente. Nas áreas industriais, onde são usados óleos como agentes de lubrificação, refrigeração e de pro-cessamento, o teor de óleo mineral só por si pode ser superior a 10 mg/m³. Pode contar-se ainda com outras impu-rezas, como hidrocarbonetos, dióxido de enxofre, fuligem, metais e pó.

por refrigeração é o processo mais eco-nómico (consultar o capítulo Porque é que é necessário secar o ar compri-mido, pág. 9).

3. Escolher o sistema de compressão certoSe, para determinadas áreas de utili-zação, for recomendada a utilização de compressors isentos de óleo ou compressores refrigerados a óleo ou a fluido, o objectivo não deve ser a qualidade do ar comprimido propor-cionada pelo compressor em questão, mas sim a sua rentabilidade. A renta-bilidade é determinada principalmente pelo montante dos custos de energia e de manutenção, cuja percentagem nos custos de produção de ar com-primido pode chegar a 90%. A parte principal, de 75% a 85%, é composta pelos custos energéticos. Assim, para o intervalo de baixa pressão de 500 mbar (a) até aproximadamente 3 bar (a), os compressores isentos de óleo, como, por exemplo, os blowers [até 2 bar (a)], são muito económicos a nível energé-tico. Pelo contrário, a partir de 4 bar (a) e até 16 bar (a), os compressores de parafuso refrigerados a fluido ou a óleo têm uma maior rentabilidade em com-paração com os "isentos de óleo". Os compressores "isentos de óleo" têm de ser equipados com dois níveis de com-pressão, logo a partir de um nível de 5 bar (a), para conseguir uma relação razoável entre a potência requerida e o caudal de ar comprimido. A grande quantidade de refrigeradores necessá-rios, as velocidades elevadas exigidas, um enorme dispêndio com o controlo técnico, refrigeração a água e elevados

2. Porquê proceder ao tratamento?Cada compressor, independentemente do tipo de construção, funciona como um aspirador gigante que recolhe impurezas, e através da compressão concentra-as. Se não se efectuar qual-quer tratamento, passam para a rede de ar comprimido.

a) Qualidade do ar comprimido emcompressores "isentos de óleo"Este é o caso em particular dos com-pressores com compressão isenta de óleo. Não é possivel produzir ar comprimido isento de óleo com um compressor que dispõe só de um filtro para particulas com tamanho superior a 3 micron. Para além destes filtros de particulas, os compressores que com-primem sem óleo não possuem outros componentes de tratamento.

b) Qualidade do ar comprimido em compressores lubrificadosPelo contrário, nos compressores lubri-ficados, as matérias agressivas são neutralizadas pelo fluido de refrige-ração (óleo) e os sólidos são expulsos parcialmente do ar comprimido. Apesar de o nível de pureza do ar comprimido produzido ser mais elevado, aplica-se o mesmo para este tipo de compressão: o tratamento é necessário. Obter ar comprimido isento de óleo, em confor-midade com a norma ISO 8573-1, não é possível apenas com a compressão isenta de óleo.

c) Secagem do ar comprimidoA base para qualquer tratamento é a secagem suficiente do ar comprimido. Na maior parte dos casos, a secagem

custos de investimento põem em causa a utilização rentável de sistemas de compressão isenta de óleo para este intervalo de pressão. Além disso, o ar comprimido por compressores "isentos de óleo" é agressivo, devido ao teor de enxofre aspirado e à condensação grosseira: apresenta um valor de pH entre 3 e 6.

4. Tratamento com o sistema de purificação de ar da KAESEROs compressores de parafuso modernos, refrigerados a fluido ou óleo, têm um rendimento aproximadamente 10% superior ao dos compressores que comprimem sem óleo. O sistema de purificação de ar desenvolvido pela

KAESER para compressores de para-fuso refrigerados a fluido ou a óleo permite uma poupança de custos adi-cional de até 30% na produção de ar comprimido isento de óleo. O teor de óleo residual obtido com este sistema é inferior a 0,003 mg/m³, ou seja, muito abaixo do valor limite determinado pela norma ISO. O sistema compreende todos os componentes de tratamento para a produção de ar comprimido com a qualidade necessária. Dependendo da aplicação prevista, podem ser utili-zados secadores por refrigeração ou secadores por adsorção (consultar também o capítulo Porque é que é necessário secar o ar comprimido, pág. 9) e diferentes combinações de filtros.

Deste modo, podem ser produzidos de modo fiável e económico todos os tipos de ar comprimido, desde seco ou sem partículas, a tecnicamente isento de óleo e esterilizado, em conformidade com as classes de qualidade de ar comprimido da norma ISO.

5. Esquema de tratamentoO esquema acima, incluído em todas os catalogos dos compressores de parafuso da KAESER, serve de auxílio ao utilizador. Com base na aplicação prevista é possível determinar ime-diatamente a combinação correcta de aparelhos.

Qual o método mais rentável de tratar o ar comprimido, esta questão é discutida há anos pelos especialistas. No cerne da questão está: qual é a solução mais económica de produzir ar comprimido isento de óleo. Colo-

cando de lado os argumentos de vendas dos diversos fabricantes, não há qualquer dúvida que ar comprimido isento de óleo pode ser obtido através de um com-pressor isento de óleo ou através de um compressor lubrificado. Por esta razão, a rentabilidade deve ser o factor decisivo para a escolha de um sistema.

2. Tratamento rentável do ar comprimido

Laticínios, cervejaria

Seleccione o grau de tratamento requerido conforme a necessidade/aplicação

Fabrico de alimentos e medicamentos

Ar de transporte especialmente limpo, instalações químicas

Tratamento do ar comprimido com secador refrigeração (temperatura do ponto de orvalho +3°C)

Para redes de ar comprimido sem protecção contra congelação: tratamento do ar comprimido com secador de adsorção (temperatura do ponto de orvalho até -70 °C)

Indústria farmacêutica

Teares mecânicos, laboratórios fotográficos

Pintura, pulverização de revestimento

Embalagem, ar de controlo e para instrumentos

Ar de uso geral na oficina, decapagem com jacto de areia com requisitos de qualidade

Decapagem com jacto de esferas

Decapagem com jacto de esferas sem requisito de qualidade

Ar de transporte para sistemas de esgoto

Sem qualidade predefinida

Legenda:THNF = Filtro de bolsas para a limpeza de ar aspirado com alto teor de pó e muito sujoZK = Separador centrifugo para a separação da água liquidaECD = ECO-DRAIN purga com controlo electró-nico de nívelFB = Pré-filtro 3 µmFC = Pré-filtro 1 µm FD = Pós-filtro 1 µmFE = Microfiltro 0,01 ppm para a separação de óleo liquido e partículas sólidasFF = Microfiltro 0,001 ppm para a separação de vapor de óleo e partículas sólidasFG = Filtro de carvão activo para a adsorsão do vapor de óleoFFG = Combinação de microfiltro e filtro de carvão T = Secador por refrigeração para a secagem do ar comprimido, ponto de orvalho +3 °CAT = Secador por adsorção para a secagem do ar comprimido, ponto de orvalho até -70 °CACT = Adsorvente de carvão activo para a adsorsão da fase de vapor de óleoFST = Filtro estéril para ar comprimido isento de bactériasAquamat = Sistema de tratamento de água condensadaDHS = Sistema de retenção de pressão

FST

Particulas Óleo BactériasÁgua

1

1

4

4

4

4

4

4

4

4

1

2

1

1

1

2

72

73

93

98

1

1

1

1

1

1

2

3

3

4

4

5

<

<

<<

<

<

<

<

<

ACT FF

FF

FE

FC

FB

<

<

<

em compressores de parafuso KAESER

outra instalação

FFG

FEFD

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

T ECD Kompressor

Aquamat

THNF

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

FST

KA

ES

ER

Clean rooms10 4<

Clean rooms10 4<

Exemplos de aplicação: selecção de aplicações com grau de tratamento de acordo com ISO 8573-11)

Graus de filtração:

<

DHS

DHS

DHS

DHS

DHS

DHS

*

*

*

*

*no secador refri-geração; a série TG a TI corresponde a microfiltros do tipo FE (montagem opcional).

Partículas1) Água Óleo

máx.Tamanho de

partículas

µm

máx.densidade das

partículas

mg/m3

PDP(x=Parceladeágua

emg/m3 líquido)

mg/m3

0 p.ex. para instalações de ar e de salas limpas (possível após aprovação da KAESER)

1 0,1 0,1 - 70 0,01

2 1 1 - 40 0,1

3 5 5 - 20 1

4 15 8 + 3 5

5 40 10 + 7 –

6 – – + 10 –

7 – – x 0,5 –

8 – – 0,5 < x 5 –

9 – – 5 < x 10 –

Clas

se IS

O 8

573-

1

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

+ Partículas – + Água – + Óleo – + Bactéria –

Impurezas no ar comprimido:

apedido

apedido

apedido

apedido

Indústria farmacêutica, laticínios, cervejaria

Fabrico de chips, produtos ópticos, Fabrico de alimentos e estimulantes

Instalações de pintura

Laboratório fotográfico

Clean rooms

Instalações de ar e de salas limpas

Ar de transporte especialmente seco, pintura,regulador de pressão de alta precisão

Particulas Óleo BactériasÁgua

11< FST

Aquamat

Clean rooms10 1-3<

FilterDruckluftbehälter AT FE ZK

<

11-32 DHS

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

12<

DHS1-3

1-3

KA

ES

ERKA

ES

ER

KA

ES

ER a

pedido

FST11<<

1-3 KA

ES

ER

KA

ES

ER

FD11<

KA

ES

ER

KA

ES

ER

FG<

1-3 DHS

apedido

10<

1-3 KA

ES

ER

apedidoa

pedido

AT FE ECDKompressor THNF

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

FD ACT11<

FE

KA

ES

ER

KA

ES

ER

<DHS1-3

KA

ES

ER

Instalação com demanda de ar comprimido muito variável

FilterDruckluftbehälter T ZK

KA

ES

ER

KA

ES

ERKA

ES

ER

Instalação com consumo de ar comprimido muito variável

KA

ES

ER

1) Segundo ISO 8573-1:1991(as especificações para partículas não são medidas de acordo ISO 8573-1:2001)

2) Segundo ISO 8573-1:2001

6 7

cerca de 35 litros de condensados. Ao utilizar secadores por refrigeração são eliminados 6 litros de água adicionais. Nestes secadores, o ar comprimido é primeiro arrefecido a +3 °C e, posterior-mente, reaquecido até à temperatura ambiente. Isto leva a uma subsaturação de aproximadamente 20 % da humi-dade, resultando num ar comprimido de melhor qualidade e relativamente seco.

2. Causa da humidade do arO nosso ar ambiente é relativamente húmido, isto é, contém sempre uma percentagem de água. Esta humidade depende da respectiva temperatura actual. Assim, por exemplo, com uma saturação de humidade de 100 % o ar retém, a +25 °C, cerca de 23 g de água por metro cúbico.

3. Precipitação do condensadoA condensação é formada quando o volume e a temperatura do ar são simultaneamente reduzidos. Conse-quentemente, verifica-se uma redução da capacidade do ar para absorver água. É exactamente isto que acontece no bloco do compressor e no radiador de um compressor.

4. Conceitos importantes e breve explicaçãoa) Humidade absoluta do arA humidade absoluta do ar é o teor de vapor de água existente no ar, indicado em g/m³.

b) Humidade relativa do ar (Hrel)A humidade relativa do ar indica o grau de saturação, isto é, a relação entre o

com uma humidade relativa de 60%, a uma temperatura de 20 °C e à pressão ambiente, este ar contém cerca de 100 g de vapor de água. Se o ar for compri-mido numa proporção de 1:10 para uma pressão absoluta de 10 bar, obtém-se 1 metro cúbico. Com uma temperatura de 80 °C após a compressão, o ar pode ainda absorver 290 g de água por metro cúbico. Contudo, uma vez que contém apenas cerca de 100 g, o ar está bas-tante seco, com uma humidade relativa de aproximadamente 35 %, de modo que não é formada condensação. No radiador do compressor, a temperatura do ar comprimido é no entanto reduzida de 80 para aproximadamente 30 °C. Posteriormente, o metro cúbico de ar consegue absorver apenas mais cerca de 30 g de água,verificando-se con-sequentemente um excesso de água de aproximadamente 70 g/min, que é condensado e eliminado. Num dia de trabalho de 8 horas são acumulados

teor de vapor de água real e o respec-tivo ponto de saturação (100 % Hrel) do ar. A saturação varia de acordo com a temperatura: o ar quente consegue absorver mais vapor de água do que o ar frio.

c) Ponto de condensação atmosféricoO ponto de condensação atmosférico é a temperatura à qual o ar atinge, sob pressão atmosférica (condiçõe-sambientes), um grau de saturação de humidade de (Hrel) 100 %.Seguem-se alguns exemplos de valores:

Ponto de condensa-ção em °C

Teor máximo de água em g/m³

+40 50,7

+30 30,1

+20 17,1

+10 9,4

0 4,9

-10 2,2

-20 0,9

-25 0,5

d) Temperatura de ponto de orvalho (PDP)Temperatura do ponto de orvalho é a temperatura à qual o ar comprimido atinge, à sua pressão absoluta, o seu ponto de saturação de humidade (100 % Hrel). Para o exemplo em cima, isto sig-nifica: no caso de um ponto de orvalho de +3 °C, o ar a uma pressão de 10 bar (a) tem uma humidade absoluta de 6 g por metro cúbico. Para uma melhor cla-rificação: se o metro cúbico, referido no exemplo cima, for expandido de 10 bar

(a) para a pressão atmosférica, o seu volume fica dez vezes maior. O teor do vapor de água de 6 g mantém-se, sendo no entanto espalhado por um volume dez vezes maior. Desta forma, cada metro cúbico de ar expandido passa a conter apenas 0,6 g de vapor de água. Isto corresponde a um ponto de con-densação atmosférico de -24 °C.

5. Secagem rentável e ecológica de ar comprimidoa) Secadores por refrigeração ou por adsorsãoOs novos regulamentos ecológicos rela-tivos aos agentes de refrigeração não alteram o facto de que os secadores de adsorção não representam uma alternativa rentável nem ecológica aos secadores por refrigeração. Os últimos necessitam apenas de 3 % da energia que o compressor consome para a pro-dução do ar comprimido, enquanto que os secadores por adsorção necessitam de 10 a 25 % ou até mesmo mais. Por isso, e mesmo actualmente, devem ser utilizados secadores por refrigeração em condições normais. A utilização de secadores por adsorção só é útil se for preciso uma qualidade de ar comprimido extremamente seca e com temperaturas de ponto de orvalho de -20, -40 ou -70 °C.

b) Que agente de refrigeração deve ser utilizado?CFC como R 12 e R 22 já não podem ser utilizados nos secadores por refrige-ração mais recentes. A tabela (abaixo) mostra os agentes de refrigeração dis-poníveis e a sua influência ambiental. Até 2000, a maioria dos fabricantes de

secadores por refrigeração utilizava o R 22, um CFC parcialmente haloge-nado. Em comparação com o R 12, tinha um potencial de destruição do ozono de apenas 5 %, sendo também o seu potencial de aquecimento global de 12 % consideravelmente inferior. Actualmente, os fabricantes utilizam maioritariamente o HFC R 134a, que é recomendado pelas autoridades legisla-tivas para ser utilizado como substituto do agente de refrigeração R 12 e como alternativa ao R 22, uma vez que não é prejudicial para a camada de ozono. A vantagem do R 134a é a possibilidade de alterar os sistemas mais antigos, que trabalham com o R 12, para que fun-cionem com o agente de refrigeração novo, sem que isso implique grandes gastos.Actualmente, são utilizados para além do R 134a ainda outros HFC cujo poten-cial de destruição do ozono também é de 0 %, como no caso do R 404A e R 407C. São conhecidos por "blends", misturas de diversos agentes de refrigeração, cujos componentes apre-sentam temperaturas de evaporação e de condensação distintas. Além disso, têm em comparação com o R 134a um potencial de aquecimento global supe-rior (consultar a tabela abaixo). Por este motivo, R407C deve ser apenas utili-zado em aplicações especiais.O R 404C é normalmente utilizado em secadores com capacidade superior a 24 m3/min em áreas de aplicação especiais. No entanto, o R 404A é inte-ressante para capacidades de débito superiores, a partir de 24 m³/min, devido às suas baixas temperaturas de evaporação e condensação.

Ar ambiente: 10 m³/min a 20 °C com 102,9 g/min de água, grau

de saturação de 60 %

Relação de compres-são 1: 101 Bm3/min, a 80 °C com 102,9 g/min de água, grau de

saturação de 35 %

Arrefecimento: 1 Bm3 a +3 °C com 102,9 g/min de água, grau de saturação de 1728 %, formação de

condensação de 96,95 g/min, 46536 g/dia de 8h = aprox. 47 litros

Agente de refrigeração Composição da fórmula Potencial de destruição do ozono (ingl.: ODP = ozone

depletion potential) [R 12 = 100 %]

Potencial de aquecimento global (ingl.: GWP = global

warming potential) [R 12 = 100 %]

Possíveis variações da temperatura de evapora-

ção/condensação [K]

Agente HCFC R 22 CHClF2 5 % 12 % 0

HFC R 134A CH2F-CF3 0 % 8 % 0

R 404 A R 143a/125/134a 0 % 26 % 0,7

R 407C R 32/125/134a 0 % 11 % 7,4

Quando o ar ambiente arre-fece, como acontece após a compressão, o vapor de água precipita como conden-sado. Assim, um compressor de 30 kW com um caudal de 5 m3/min "produz", a 7,5 bar e

em condições normais, cerca de 20 litros de água por cada turno de trabalho. Esta água deve ser eliminada do sistema do ar comprimido para prevenir avarias e danos na produção. Por conseguinte, a secagem é uma parte muito importante do processo de tratamento do ar comprimido. Neste capítulo encontra informações úteis relativas à secagem rentável e ecológica do ar comprimido.

3. Porque é que é necessário secar o ar comprimido

1. Um exemplo práticoSe um compressor de parafuso lubri-ficado aspirar 10 m³ de ar por minuto

8 9

1. Descarga de condensadosEm todos os sistemas de ar comprimido podem formar-se, em determinadas zonas, condensação com diferentes tipos de sujidade (imagem acima). Uma descarga fiável dos condensados é, por esse motivo, obrigatório e de grande importância, pois tem grande influência sobre a qualidade do ar com-primido, a segurança operacional e a rentabilidade de uma instalação de ar comprimido.

a) Pontos de acumulação e de descarga de condensadosA acumulação e a descarga de condensados são sobretudo da respon-sabilidade dos elementos mecânicos do sistema de ar comprimido. Estes ele-mentos tratam de 70 a 80 % de toda os condensados, desde que os compres-sores tenham um bom arrefecimento.

Separador ciclónico:Trata-se um separador mecânico que separa os condensados do ar

com a ajuda da força centrífuga (ver a imagem inferior do lado direito). Cada compressor deve ter o seu sepa-rador centrifugo, para garantia de uma óptima performance.

Arrefecedor intermédio:No caso de compressores de dois estágios com arrefecedores intermé-dios, verifica-se também formação de condensação no separador do arrefecedor intermédio.

Reservatório de ar comprimido: Para além da sua função principal de reservatório, separa os condensados do ar através da força de gravidade. Se a sua dimensão for suficiente (caudal do compressor/min: 3 = tamanho do reservatório em m³), é tão eficaz como o separador ciclónico. Ao contrário do separador ciclónico, o reservatório, pode ser instalado na rede principal de ar comprimido a entrada do ar deve ser feita por baixo e a saída deve ser feita por cima. Adicionalmente, o reserva-

b) Secador de ar comprimidoPara além dos já mencionados, existem outros pontos de acumulação e de des-carregamento de condensados.

Secador por refrigeração:maior quantidade de condensados é separada no secador por refrigeração devido ao arrefecimento do ar com-primido provocado pelo circuíto de refrigeração.

Secador por adsorção:No secador por adsorção não existe condensação devido ás condições de pressões parciais. É um processo químico.

c) Separador periféricoSe não estiver disponível um sistema de secagem do ar comprimido cen-tral, formam-se grandes quantidades de condensados nos separadores de água instalados pouco antes dos consumidores de ar comprimido. Estes separadores exigem bastante manutenção.

2. Sistemas de descargaActualmente são utilizados essencial-mente três sistemas:

a) Purga automáticaO descarregador controlado por flutu-ador inclui-se nos mais antigos sistemas

de descarregadores e veio substituir o descarregamento manual, nada ren-tável e bastante inseguro. No entanto, a descarga de condensação segundo o princípio do flutuador também se revelou bastante exigente em termos de manutenção e propensa a avarias, devido às impurezas presentes no ar comprimido.

b) Válvula magnéticaApesar de as válvulas magnéticas com temporizador apresentarem um funcionamento mais seguro que os de

impurezas controlados por flutuador, é necessário verificar frequentemente a presença de impurezas. Além disso, se os tempos de abertura das válvulas tiverem uma regulação incorrecta, verificam-se também perdas de ar com-primido e, consequentemente, aumento do consumo de energia.

c) Purga electrónica com controlo de nível ("ECO DRAIN", imagem 3)Actualmente, a maior parte dos purga-dores está equipada com um controlo de nível inteligente. Têm a vantagem de a função do flutuador, propensa a avarias, ser substituída por um sensor electrónico. Isto significa que, ao contrário do purgador controlado por flutuador, não se verificam avarias provocadas por sujidade ou desgaste mecânico. Além disso, as perdas de ar comprimido (como na válvula do flutu-ador) são evitadas, pois os tempos de

abertura da válvula são calculados e adaptados de modo preciso.Outras vantagens incluem a automoni-torização automática e a possibilidade de transmissão do sinal a um sistema de controlo central.

d) Instalação correctaEntre o sistema de separação da con-densação e a purga de condensados deve ser sempre lado uma válvula de corte. (imagem 3). Deste modo, é possível bloquear a purga para fins de manutenção, enquanto que

a instalação de ar comprimido pode continuar a trabalhar normalmente.

Imagem 1: Colector de água com purga de condensados

Imagem 2: Purga por flutuador Imagem 3: "ECO DRAIN" com válvula de corte

A condensação é um sub pro-duto inevitável da produção do ar comprimido. A sua formação é explicada no capítulo Porque é que é necessário secar o ar comprimido (p. 8). Já expli-camos como um compressor de

30 kW com um caudal de 5 m3/min produz 20 litros de conden-sados por turno. Este liquido tem que ser removido do sistema para prevenir avarias e danos provocados por corrosão. Este capítulo mostra como se deve descarregar correctamente os condensados, evitando assim custos consideráveis.

4. Descarga correcta

de condensados

tório arrefece o ar comprimido através da sua extensa superfície que funciona como radiador, melhorando a sepa-ração dos condensados.

Colector de águaPara evitar que a água condensada seja transportada pelo ar comprimido,

deve-se instalar um colector de água na

parte inferior dos pontos de acumulação de condensados. Assim a água condensada, é acumulada no colector e em seguida é e f i c a z m e n te drenada.

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1. Porquê recorrer ao tratamento da condensação?Os utilizadores de ar comprimido que simplesmente a conduzem para o esgoto estão sujeitos a multas elevadas. Isto deve-se ao facto de a condensação que surge durante a produção de ar comprimido ser uma mistura explosiva. Devido à poluição ambiental existente, para além de partículas de pó contém também hidrocarbonetos, dióxido de enxofre, cobre, chumbo, ferro e muitos mais elementos. Na Alemanha, a lei sobre o regime das águas é a norma para a eliminação da condensação originada nas instalações de ar com-primido. Esta lei determina que a água contaminada tem de ser tratada em conformidade com as "regras geral-mente reconhecidas da técnica" (§ 7a). Isto diz respeito a qualquer tipo de con-densação resultante de ar comprimido, mesmo a proveniente de compressores que comprimem sem óleo.Para todas as substâncias poluentes e para o valor de pH existem valores

pó e metais pesados, não podem ser separados pela gravidade. Se os óleos presentes apresentarem teor de éster, a condensação pode também ser agressiva e tem de ser neutralizada. O tratamento deste tipo de condensação só é possível com sistemas de sepa-ração de emulsões.

c) Condensação de compressoresque comprimem sem óleoPor vezes, a condensação proveniente de sistemas que comprimem sem óleo contém consideráveis percentagens de óleo devido ao aumento da poluição

ambiental. Também apresenta frequen-temente elevadas percentagens de dióxido de carbono, metais pesados e/ou outras partículas sólidas. Isto signi-

limite legais. Estes valores estão estipu-lados por sector e consoante a região. Para os hidrocarbonetos, por exemplo, o valor máximo permitido é 15 mg/l; o intervalo de valor do pH para con-densação que pode ser descarregada situa-se entre 6 e 9.

2. Tipo de condensaçãoa) DispersãoA condensação do ar comprimido pode ter várias origens. Por norma, as dis-persões surgem nos compressores de parafuso refrigerados a fluido, que funcionam com agentes refrigerantes sintéticos como o "Sigma Fluid Plus". Esta condensação apresenta nor-malmente valores de pH entre 6 e 9, podendo ser considerada como tendo pH neutro. Nesta conden-sação, as impurezas provenientes do ar atmosférico acumulam-se numa camada de óleo flutuante, que pode ser facilmente separada da água.

b) EmulsãoUm sinal óbvio da presença de uma emulsão é um líquido leitoso que não se separa em duas fases, mesmo após vários dias (ver a imagem 1, à direita). Este tipo de condensação surge frequentemente em compres-sores de êmbolo, de parafuso e multicelulares, que funcionam com óleos convencionais. Também neste caso se encontram substâncias poluentes nos constituintes do óleo. Devido à mistura complexa, e estável, os óleos e a água, mas também as impu-rezas aspiradas como, por exemplo,

fica que, por norma, esta condensação é agressiva e tem um valor de pH entre 3 e 6. A condensação deste tipo não pode ser descarregada sem estar tra-tada, por mais que se continue a afirmar o contrário.

3. Eliminação externaNaturalmente, é possível recolher a condensação e entregá-la a empresas especializadas para que procedam à sua eliminação. No entanto, os custos da eliminação variam entre aproxima-damente 40 e 150 €/m³, dependendo do tipo de condensação. Tendo em conta a quantidade de condensação formada no compressor, o tratamento local será na maior parte dos casos rentável. É vantajoso no sentido em que, da quantidade inicial para elimi-nação, só sobram cerca de 0,25%, que devem ser eliminados de acordo com os regulamentos técnicos de protecção do ambiente.

4. Métodos de tratamentoa) DispersõesPara tratar este tipo de condensação é geralmente suficiente um aparelho de separação de três câmaras, composto por duas câmaras de pré-separação e

uma câmara de filtro de carvão activo. O processo de separação em si ocorre através da gravidade. A camada de

óleo suspensa na superfície do líquido na câmara de separação do aparelho é conduzida para um recipiente de recolha e eliminada como óleo usado. A água restante é depois filtrada em duas fases e pode ser descarregada no esgoto. Em comparação com a elimi-nação total efectuada por uma empresa especializada, os separadores por gravidade permitem uma poupança de custos de aproximadamente 95%. Actualmente, os aparelhos são ven-didos com uma capacidade de até 160 m³/min de caudal dos compressores. Naturalmente é possível, se necessário, ligar paralelamente vários aparelhos.

b) EmulsõesPara tratar emulsões estáveis, utiliza-se hoje em dia básicamente dois tipos de aparelhos.Os sistemas de separação por mem-brana que seguem o princípio da ultrafiltração com o chamado método "cross flow". Neste caso, a conden-sação pré-filtrada espalha-se pelas membranas. Uma parte do líquido atra-vessa as membranas e sai do aparelho como água limpa que pode ser descar-

regada. O segundo tipo de aparelho trabalha com um agente de separação pulverizado. Este capta partículas de óleo e forma em seguida flocos maiores que podem ser facilmente filtrados. Fil-tros com uma largura de poros definida retêm estes flocos de modo fiável. A água efluente pode ser descarregada.

c) Condensação de compressores que comprimem sem óleoA condensação de compressores que comprimem sem óleo tem de ser tratada através de métodos químicos de sepa-ração. Estes incluem a neutralização do pH através da adição de substâncias básicas e a captação e concentração de partículas de metais pesados num bolo de filtração, que deve depois ser elimi-nado como resíduo tóxico. Este método é, de longe, o mais dispendioso. As autorizações para descargas especiais não podem considerar a existência de apenas possíveis percentagens de óleo na condensação, mas também subs-tâncias poluentes concentradas, que tenham sido aspiradas do ar ambiente. Estas podem contaminar consideravel-mente a condensação.

Aparelhos de separação por gravidade, como o "Aquamat", tratam as dis-persões de condensação de modo bastante fiável e económico

O compressor aspira vapor de água e impurezas juntamente com o ar ambiente. A condensação daí resultante tem de ser sujeita a tratamento para eliminar o óleo e outras substâncias poluentes (imagem acima, 2) antes de poder ser descarrega-da como água limpa (imagem acima, 3)

No caso de emulsões de condensação estáveis, são utilizados, por exemplo, sistemas de separa-ção por membrana

1 2 3

A produção de ar comprimido ori-gina inevitavelmente a formação de quantidades significativas de condensação (consultar também os capítulos 3 e 4). A desig-nação "condensação" pode levar a pensar que se trata apenas

de vapor de água condensado. Mas é preciso ter atenção! Um compressor funciona como um aspirador gigante: aspira impurezas juntamente com o ar ambiente contaminado, concentra-as e envia-as para a condensação através do ar com-primido ainda não tratado.

5. Tratamento económico

e fiável dos condensados

12 13

1. Controlo internoa) carga/vazioNa maior parte dos compressores são utilizados motores assíncronos de corrente trifásica como unidades de accionamento. A frequência de comu-tação autorizada é cada vez mais reduzida à medida que a potência aumenta. Não corresponde à fre-quência de comutação necessária para

a) Consumo de ar em carga basePor consumo de ar em carga base entende-se a quantidade de ar necessária para um funcionamento constante.

b) Consumo de ar em pico de cargaPor sua vez, o consumo de ar em pico de carga é a quantidade de ar necessária para determinados perí-odos de aumento de consumo, que depende dos requisitos dos diferentes consumidores.

Para poderem executar as diferentes funções de carga o melhor possível, os compressores têm de estar equi-pados com controlos diferentes. Estes controlos têm de ter a capacidade de manter o funcionamento dos com-pressores e, consequentemente, o fornecimento de ar comprimido em caso de falha de um sistema de con-trolo de nível superior.

3. Controlo de nível superiorOs controlos de nível superior são sis-temas que coordenam o funcionamento dos vários compressores numa central e que ligam ou desligam os compres-sores individualmente dependendo do consumo de ar.

a) "Splitting" de instalaçõesO "splitting" é a divisão de compres-sores com potências e tipos de controlo iguais ou diferentes, dependendo do consumo de ar em carga base e em pico de carga.

ligar e desligar alguns compressores, dependendo do consumo efectivo de ar comprimido e dos ciclos carga/vazio. Na realidade durante os ciclos carga/vazio o motor não pára. Em vazio o motor trabalha durante um determinado tempo sendo considerada a energia consumida como perda. O consumo de energia com este tipo de controlo repre-senta 20% no ciclo em vazio quando comparada com o consumo do ciclo em carga.

b) Conversão de frequênciaOs compressores cuja velocidade é controlada por conversores de fre-quência não apresentam um grau de rendimento constante no seu intervalo de regulação. Por exemplo, no intervalo de regulação entre 30 e 100%, o rendi-mento com um motor de 90 kW diminui de 94 para 86%. Também se verificam perdas devido ao conversor de fre-quência e ao desempenho não linear dos compressores.Se os sistemas de conversores de frequência forem utilizados incorrec-tamente, podem consumir demasiada energia sem que o operador do sistema se aperceba. A conversão de frequência não é, portanto, um remédio universal quando se pretende um funcionamento dos compressores com a máxima pou-pança de energia.

2. Classificação do consumo de arPor norma, os compressores podem ser classificados como sistemas de carga base, carga média, pico de carga ou standby, dependendo da sua função.

b) Funções dos controlos de nível superiorA coordenação do funcionamento do compressor é uma função exigente e de grande importância. Actualmente, não é suficiente que os controlos de nível superior tenham apenas a capacidade de accionar compressores de dife-rentes tipos e tamanhos na altura certa. Têm também de monitorizar as instala-ções no que diz respeito à manutenção, adaptar os tempos de funcionamento dos compressores e registar anomalias de funcionamento, para limitar os custos de assistência técnica de uma central de ar comprimido e para aumentar a segurança operacional.

c) Regulação correctaUm pré-requisito importante para um controlo de nível superior eficiente, ou seja, que poupe energia, é uma regu-lação contínua dos compressores. A soma dos caudais das unidades de pico de carga tem, portanto, de ser superior ao caudal da unidade de carga base a ligar a seguir. Ao utilizar uma unidade de pico de carga regulada pela velocidade, o intervalo de regulação também tem de ser superior ao caudal do próximo compressor a ligar. Caso contrário, não é possível garantir a rentabilidade do abastecimento de ar comprimido.

d) Transmissão de dados seguraUm outro pré-requisito essencial para o funcionamento perfeito e para a efici-ência de um controlo de nível superior é uma transmissão de dados segura. Para tal é necessário assegurar que não só são transmitidas mensagens dentro de cada um dos compressores, mas também entre os compressores e o sistema de controlo de nível superior. Além disso, é também necessário moni-torizar o percurso do sinal de modo a detectar imediatamente a ocorrência de problemas, como a ruptura de um cabo de ligação.

Os percursos normais de transmissão são os seguintes:1. Contactos “secos”2. Sinais analógicos 4 – 20 mA 3. Interfaces electrónicas, por exemplo, RS 232, RS 485 ou Profibus DP.O Profibus oferece a mais moderna técnica de transmissão de dados. Este percurso permite enviar sem problemas grandes quantidades de dados no mais curto espaço de tempo, através de grandes distâncias (imagem abaixo). Deste modo, os sistemas de comando de nível superior não têm necessaria-mente de ser colocados na estação de ar comprimido.

O Profibus permite uma transmissão de dados rápida dos compressores para sistemas de comando e de controlo de nível superior

No controlador interno de compressor "KAESER Sigma Control" já estão predefinidos quatro tipos de controlo para selecção

Controlo DualRegulação de carga/vazio-paragem

Controlo GD DualPressão constante, regulação contínua do caudal com regulador proporcional

Controlo QuadroRegulação de carga/vazio-paragem com selecção automática do modo de operação ideal

SFC (CF)Conversão de frequência – regulação do cau-dal através da velocidade do motor

Mensagem para telemóvel

Venda/assistência

Modem

Modem

Tratamento

Compressores

Processo Profibus – DP

Ethernet

Filtro comEco Drain

SIGMA AIR MANAGER

Centro de assistência

Centro de controlo "Sigma Air Control"

Pressão

Pressão Pressão

Pressão

Tempo

Tempo

Tempo

Tempo

carga

vazioParagem

Potência nominal do motor em %

carga

vazioParagem


carga

vazioParagem


carga

vazioParagem


Apesar de todas as vantagens, o ar comprimido é uma fonte de energia relativamente cara. O lema deve por isso ser: Baixar os custos sempre que possível. Em muitos tipos de aplicação, uma das causas principais dos

custos excessivos é o facto de o caudal dos compressores não ser muitas vezes correctamente adaptado à variação do volume de ar comprimido necessário. Assim, os compressores apre-sentam frequentemente um factor de utilização de apenas 50%. Muitos utilizadores não têm consciência disto, porque os seus compressores têm apenas contadores de horas em serviço, não tendo nenhum contador de horas em carga plena. Sistemas de controlo devidamente regu-lados são de grande ajuda neste caso: Ao aumentarem o factor de utilização para 90% ou mais, permitem uma poupança de energia superior a 20%.

6. Controlo eficiente do compressor

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1. Comando em cascataO comando em cascata é o modo clás-sico para ligar compressores através da técnica de comandos. Neste caso, é atribuído a cada compressor um ponto de comutação superior e um inferior. Se for necessário coordenar vários compressores, resulta num sistema de comando semelhante a uma escada ou cascata. Enquanto que, para um consumo baixo de ar, só é ligado um compressor e a pressão no intervalo

os pontos de comutação individuais deve ser no mínimo de 0,3 bar. Com quatro compressores, a quantidade máxima recomendada para este tipo de comando, verifica-se normalmente uma diferença mínima de pressão de comutação de 1,4 bar.

b) Comando em cascata com pressostato electrónicoA utilização de transdutores de pressão electrónicos permite reduzir as dife-renças de pressão de comutação entre a pressão máxima e a mínima para

0,2 e, assim, também as distâncias entre os pontos de comutação. O ideal é alcançar uma diferença da pressão de comutação de 0,7 bar. Como já foi men-cionado, não devem ser ligados mais do que quatro com-pressores com um comando em cascata. Caso contrário,existe o perigo de as perdas

energéticas e por fuga se tornarem extremamente elevadas devido à grande expansão da pressão.

2. Comando de banda de pressãoA coordenação de vários compressores inquestionavelmente mais moderna é o comando de banda de pressão, em particular considerando os requisitos de eficiência elevados mencionados inicialmente. Neste sistema, uma quan-tidade indeterminada de compressores é coordenada com a ajuda de uma única banda de pressão (imagem 1).

superior oscila entre a pressão mínima (pmín) e a pressão máxima (pmáx) deste compressor,a pressão é reduzida no caso de um maior consumo de ar e da comutação de vários compressores (imagem 1). A combinação resultante é relativamente desfavorável: com um consumo de ar reduzido, prevalece no sistema a pressão máxima e aumenta as perdas de energia devida a fugas; pelo contrário, com um consumo maior, a pressão desce e a reserva de pressão no sistema é reduzida.

a) Comando em cascata com inter-ruptor manométrico de membranaAo ligar o comando em cascata com um interruptor manométrico ou com um manómetro de contacto, deve-se empregar normalmente uma diferença mínima de pressão de comutação de 0,5 bar para cada um dos compres-sores, enquanto que a distância entre

No entanto, um pré-requisito impres-cindível neste caso é a utilização de um comando combinado de micropro-cessador (MVS) ou, ainda melhor, um computador industrial com inteligência de comando técnico. O comando de banda oferece também várias possibilidades.

a) Comando vectorialO comando vectorial determina a subida ou a queda da pressão entre a pressão mínima e a pressão máxima estabelecidas, calculando assim o consumo de ar. Os compressores são então controlados quase de modo regressivo, com base no consumo do passado (imagem 2). Esta situação pode por vezes provocar oscilações

na rede de tubagens, em sistemas de ar comprimido com variações de con-sumo de ar, que tornam necessárias medidas de atenuação. Neste contexto, a sincronização dos compressores é particularmente importante. Por norma, não é possível limitar a diferença da pressão de comutação para menos de 0,5 bar com este método de comando, visto que a medição é efectuada entre a pressão mínima e máximo dentro do intervalo.

b) Comando de banda de pressão com detecção de tendênciaO comando de banda de pressão com detecção de tendência é mais eficiente do que o comando vectorial, visto que permite diferenças da pressão de comutação de apenas 0,2 bar. Actual-mente, esta é a diferença de pressão de comutação mais baixa que se conhece na tecnologia de ar comprimido. A detecção de tendência não se baseia

na determinação da subida e descida imediata da pressão num determinado período de tempo. De facto, o comando monitoriza o comportamento de con-sumo no sistema de ar comprimido após a comutação de um compressor e tira conclusões correspondentes para

os próximos processos de comutação (imagem 3). A detecção de tendência, que trabalha com uma precisão entre 0,01 e 0,03 bar, está sempre actualizada e per-mite ao comando coordenar de forma ideal sistemas de ar comprimido a diferenças de pressão de comutação mínimas, mesmo que estes sistemas apresentem fortes

oscilações de consumo. Por conse-guinte, hoje em dia é possível ligar 16 compressores entre si, num intervalo de pressão de apenas 0,2 bar, recorrendo à técnica de comando. Para casos de emergência, a banda de pressão está assegurada por uma banda de emergência, de modo a poder garantir sempre um abastecimento de ar compri-mido seguro. Estes comandos podem contribuir significativamente para a poupança de energia em sistemas de ar comprimido. Para uma melhor cla-rificação: uma redução na pressão do sistema de 0,1 bar tem já um efeito de poupança de energia de 1%.

c) Comando em função do pico de cargaOs comandos de banda de pressão com detecção de tendência dividem os compressores em grupos, conso-ante a sua potência. Deste modo, para além de terem a capacidade de apro-

veitar uniformemente a carga máxima dos compressores tendo em conta as horas de serviço e de carga, também conseguem escolher o compressor correcto no momento certo (imagem 4). No entanto, o pré-requisito essen-cial para tal é um "splitting" optimizado.

Isto implica a divisão dos compressores com potência semelhante ou diferente consoante o consumo de ar em carga básica e em pico de carga (consultar também o capítulo "Controlo eficiente do compressor").Este modo de comando dos compressores, que é actu-almente o mais rentável, exige no entanto a troca e processamento de grandes quantidades de dados.

Apenas computadores industriais, como o "Sigma Air Manager" (SAM) comercializado pela KAESER, têm capacidade para processar estas quan-tidades de dados. Os computadores industriais também podem ligados a sis-temas de controlo, assumindo a função de um servidor de Internet com páginas em formato HTML programadas, para além da função de um comando de alta eficácia. Assim, é possível recolher dados sobre o funcionamento dos compressores e o grau de utilização e eficiência de toda a estação de ar comprimido sem um sof-tware especial, visualizar os dados de modo compreensível, avaliá-los e reagir em conformidade (consultar também a pág. 27 para mais informações sobre o "Sigma Air Manager").

Imagem 4: Melhor grau de utilização dos compres-sores graças a um "splitting" optimizado e uma coordenação eficiente das instalações

Imagem 1: Diferentes oscilações de pressão e poupança de pressão nos comandos em cas-cata (sistemas de comutação por carga básica) e comandos de banda de pressão ("SAM" ou "VESIS")

Comparação comando em cascata/de banda de pressão

Oscilação da pressão SAM ou VESIS (comando de banda de pressão)

Oscilação da pressão na comutação de carga básica convencional

TempoSegurança

Imagem 2: Controlo vectorial do compressor

Vector Aumento da pressão ao longo do tempo

Vector Queda da pressão ao longo do tempo

Vector 1 Vector 2

Imagem 3: Comando de banda de pressão com detecção de tendência (em cima)

Comando de banda de pressão para vários compres-sores (SAM/VESIS)

1.º ponto de comutação de um compressor

2.º ponto de comutação de um compressor

Ponto nominal

No geral, as centrais de ar comprimidosão compostas por vários compressores demodelos de tamanho iguais ou diferentes. Para coordenar estas máquinas individuais, é necessário um comandode nível superior.

Antigamente, esta tarefa era relativamente simples: tratava-se principalmente de alternar com-pressores do mesmo tamanho na função de carga e, assim, adaptar os tempos de funciona-mento das máquinas entre si. No entanto, hoje em dia é sig-nificativamente mais exigente: a produção de ar comprimido deve ser adaptada de modo ideal ás necessidades do utilizador, pro-porcionando simultaneamente o máximo de eficiência ener-gética. Por norma, existem dois sistemas diferentes de comando de compressoresde nível supe-rior: o comando em cascata e o comando de banda de pressão.

7. Comando de banda de pressão – Adaptação ideal dos compressores ao consumo real

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1. Os compressores produzem principalmente calorMesmo que isto possa parecer impro-vável aos leigos, o facto é que 100% da energia conduzida para um compressor é convertida em calor. Através da compressão, o ar é carregado no com-pressor com um potencial energético. Esta quantidade de energia, libertada na pressão ambiente, refrigerada e absorvida do calor da atmosfera, pode ser utilizada.

2. Até 94% de energia aproveitável72%, ou seja, a maior parte da energia utilizada e aproveitável como calor encontra-se no líquido refrigerante em compressores com refrigeração por injecção de óleo ou fluido, 13% no ar comprimido e até 9% em perda de calor do motor de accionamento eléctrico. Nos compressores de parafuso total-mente capsulados, refrigerados a óleo ou a fluido, até mesmo estas perdas de energia podem mesmo ser recuperadas pelo motor eléctrico, como energia térmica, através de uma refrigeração controlada. No total, pode-se aproveitar então até 94% da energia utilizada no compressor para fins térmicos. Apenas se perde 2 % devido à irradiação do calor e 4% do calor permanece no ar

utilizado para outros fins, como pro-cessos de secagem, sistemas de fecho por cortina ou para pré-aquecer o ar de queimadores. Se não for neces-sário calor, a corrente de ar quente expelida é libertada para o exterior ao mudar, manual ou automaticamente, a posição de uma válvula giratória ou persiana. Um comando de persiana regulado por termóstato permite dosar o ar quente de modo preciso, para obter temperaturas constantes. Com esta variante, é possível aproveitar até 94% do consumo eléctrico de um compressor de parafuso. Este aprovei-tamento pode compensar até mesmo em compressores pequenos, visto que um compressor de 18,5 kW fornece energia térmica suficiente para aquecer sem problemas uma casa unifamiliar.

comprimido (consultar o diagrama de fluxo de calor, pág. 19).

3. Possibilidades da recuperação de calorOs utilizadores interessados num apro-veitamento ainda mais rentável do ar comprimido podem escolher diferentes variantes de recuperação de calor.

a) Produção de ar quenteA possibilidade mais fácil de recupe-ração de calor em compressores de parafuso, refrigerados a ar e óleo ou fluido, é a utilização directa do ar refri-gerado aquecido pelo compressor. O calor é então conduzido para as zonas a aquecer através de um sistema de canais de ar (imagem 1). Natural-mente, o ar quente pode também ser

b) Produção de água quenteA instalação de um permutador térmico (imagem 2) no circuito de fluido de compressores de parafusorefrigerados a ar ou a água permite produzir água quente para diferentes fins. Neste caso, recorre-se a permutadores térmicos de placas ou permutadores térmicos de segurança, dependendo se a água quente será utilizada para fins de aque-cimento, como água de duche e de lavagem, ou para processos de pro-

dução e limpeza. Estes permutadores térmicos permitem alcançar tempe-raturas até um máximo de 70 °C. A nossa experiência demonstrou que os custos adicionais desta variante de recuperação de calor são amortizados no espaço de dois anos, no caso de compressorescom uma potência de accionamento superior a 18,5 kW. No entanto, uma planificação correcta é um pré-requisito essencial.

4. Observação de medidas de segurançaNormalmente, o sistema de refrigeração primário do compressor nunca deve ser utilizado simultaneamente comosistema de recuperação de calor. Isto deve-se ao facto de, no caso de uma eventual falha da recuperação de calor, a refrigeração do compressor e, consequentemente, a produção de ar comprimido, ficarem em risco. Por esta razão, é aconselhável instalar sempre permutadores térmicos adicionais no compressor, especialmente para efeitos de recuperação de calor. Deste modo, o compressor pode assegurar sozinho a sua própria segurança em caso de avaria: se não for descarregado calor através do permutador térmico de água/fluido do sistema de recuperação de calor, o compressor comuta inter-namente para o sistema primário de refrigeração a ar ou a água. Assim, o abastecimento de ar comprimido con-tinua a ser assegurado.

5. Conclusão A recuperação de calor é uma possi-bilidade definitivamente a a considerar para aumentar a rentabilidade de uma instalação de ar comprimido e contri-buir simultaneamente para a protecção do ambiente. A despesa necessária é relativamente pequena. O montante do investimento depende das condições locais de instalação, da finalidade de utilização e do método escolhido para a recuperação de calor.

Imagem 2: Sistema de recuperação de calor para produção de água quente – o permutador térmico de placas produz água quente com até +70 °C

Imagem 1: Sistema de recuperação de calor para produção de ar quente com canal de saída de ar e válvula giratória integrada

VerãoAr evacuado Inverno

Aquecimento

Circuito de água sanitária

Permutador térmico de placas

Circuito de fluido de refrigera-ção do compressor

Diagrama de fluxo de calor:

Devido ao aumento contínuo do preço da energia, a poupança dos recursos energéticos não é só uma necessidade ecoló-gica, mas também e cada vez mais uma necessidade econó-mica. Como tal, os fabricantes

de compressores disponibi-lizam váriasopções, como, por exemplo, a recuperaçãode calor em compressores de parafuso.

8. Poupar energia através da recuperação de calor

Calor recuperável 94%

Calor que permanece no ar comprimido 4 %

Arre

fece

dor 7

2 %

Mot

or 9

%

Arre

feci

men

to d

o ar

com

prim

ido

13 %

Ar a

mbi

ente

2 %

Consumo total de energia elétrica 100%

18 19

1. Produção rentável de ar comprimidoSe se considerar todas as despesas em energia, agentes de refrigeração, manutenção e amortização de um com-pressor, o preço por metro cúbico de ar comprimido fica aproximadamente entre 0,5 e 2,5 cêntimos, dependendo do tamanho, grau de utilização, estado de manutenção e modelo do compressor. Por esta razão, muitas empresas valorizam uma produção de ar com-primido particularmente rentável. Esta é também a razão para o triunfo dos compressores de parafuso refrigerados a óleo ou a fluido: estas máquinas per-mitem uma poupança de até 20% dos custos de produçãode ar comprimido sustentados anteriormente.

2. O tratamento influencia a rede de ar comprimido Já um tratamento de ar comprimido em função das necessidades é considerado como pouco importante. Isto é lamen-tável, pois os custos de manutenção dos consumidores de ar comprimido e da rede de tubagens só são reduzidos se o ar comprimido for submetido a um bom tratamento.

pequenas e médias instalações, onde não é normal surgirem os problemas que afectam normalmente uma rede de ar comprimido central de grandes dimensões: custos de instalação mais elevados, perigo de congelação de condutos aéreos insuficientemente iso-lados no Inverno e aumento da queda da pressão devido ao grande compri-mento dos condutos.

a) Dimensionamento correcto da redeO dimensionamento de uma rede de ar comprimido deve implicar sempre um cálculo tendo por base uma queda de pressão máxima de 1 bar entre o compressor e os consumidores de ar comprimido, incluindo a diferença de comutação do compressor e do habitual tratamento de ar comprimido standard (secagem refrigeração).

Em particular deve contar-se com as seguintes perdas de pressão (imagem à direita):

a) Os secadores refrigeração reduzem a necessidade de manutençãoEm aproximadamente 80% de todas as aplicações, os secadores por refrige-ração são suficientes para o tratamento do ar comprimido. Permitem evitar fre-quentemente a utilização de filtros na rede de tubagens, que implicam perdas de pressão, e correspondem apenas a cerca de 3% dos custos de energia que o compressor origina ao produzir o res-pectivo volume de ar comprimido. Além disso, o montante poupado devido à menor necessidade de manutenção e reparação das tubagens e dos con-sumidores de ar comprimido chega a ser dez vezes maior que o custo do agente utilizado para a secagem por refrigeração.

b) Poupança de espaço através de equipamentos combinadosPara instalações pequenas ou para um abastecimento periférico, também se encontram disponíveis no mercado combinações de compressores de parafuso, secadores por refrigeração e reservatórios de ar comprimido, que permitem poupar espaço (imagem à direita), ou combinações de compres-sores de parafuso e secadores em estrutura de torre.

3. Planificação e instalação de uma rede de ar comprimidoEm primeiro lugar, é necessário esclarecer se o abastecimento de ar comprimido deve ser central ou peri-férico. Um abastecimento central é normalmente o mais adequado para

Rede principal 0,03 bar Rede de distribuição 0,03 bar Rede de ligação 0,04 bar Secador 0,20 bar Unidade de manutenção e tubo flexível 0,50 bar

Esta lista mostra como é importante avaliar as perdas de pressão em cada uma das secções da rede. Neste caso, também é necessário considerar as peças moldadas e as unidades de blo-queio. Por isso, não basta incluir os metros lineares dos tubos numa fór-

mula ou tabela de cálculo. De facto, é necessário determinar o comprimento das tubagens em termos da técnica de fluxo. Não é, no entanto, normal que no início da planificação se tenha uma perspectiva geral da totalidade das peças moldadas e das unidades de bloqueio. Por esta razão, para calcular os comprimentos dos tubos em termos da técnica de fluxo é necessário mul-tiplicar por 1,6 os metros lineares de tubos a aplicar. Os diâmetros das tuba-gens podem então ser determinados facilmente com base nos diagramas de dimensionamento usuais (consultar a imagem em baixo à direita).

b) Poupança de energia através da correcta colocação das tubagensPara poupar energia, o sistema de tubagens deve ser colocado do modo mais recto possível. Para evitar curvas, por exemplo, ao contornar pilares de apoio, deve-se colocar a tubagem em

linha recta junto do obstáculo. As sec-ções com ângulos de 90 graus, arestas vivas e que originam uma elevada perda de pressão, podem também ser simplesmente substituídas por arcos de 90 graus de grandes dimensões. Para substituir as unidades de bloqueio de água, ainda utilizadas frequentemente, devem ser utilizadas válvulas de esfera e válvulas de escape com passagem total. Na zona húmida das tubagens, que se encontra apenas no compar-timento do compressor numa central moderna de ar comprimido, as entradas e saídas da rede principal principal têm

ser colocadas para cima ou, pelo menos, lateralmente. A tubagem principal deve ter uma incli-nação de dois por mil. No ponto mais fundo da rede, deve ser ins-talado um dispositivo de separação de condensação. Pelo contrário,

na zona seca a rede podem ser colo-cados na horizontal e as saídas das tubagens podem conduzir directamente para baixo.

c) Que material deve ser escolhido para as tubagens?Neste caso, não é possível uma recomendação precisa devido às características dos materiais. Nem os preços de aquisição podem ser a única ajuda para a escolha: os tubos galva-nizados, de cobre ou de plástico têm praticamente o mesmo nível de preço quando se soma os custos dos mate-riais e de instalação. As tubagens em aço inoxidável têm um preço cerca de 20% superior, no entanto, devido à maior eficácia dos métodos de proces-samento, também aqui se vai notando uma descida dos preços.Actualmente, são vários os fabricantes que disponibilizam tabelas onde são indicadas as condições ideais para cada material de tubagem. Antes de decidir investir é portanto aconselhável estudar detalhadamente estas tabelas, consi-derar as cargas na futura sequência de operação e depois criar um catálogo de requisitos para as tubagens. Só assim é possível fazer uma escolha realmente acertada.

d) Importante: seleccionar a técnica de união correctaAs secções das tubagens devem ser soldadas, coladas ou aparafusadas e coladas umas às outras. Embora a sua remoção se possa tornar difícil, as uniões deste tipo permitem asse-gurar que as fugas são reduzidas a um mínimo.

1

2

3

4

5

m³/h m³/min.

Comprimento da tubagem (m)

Consumo de ar

Diâmetro nominal

Perda de pressão

Pressão de sistema (bar)

Apesar de o ar comprimido ser uma fonte de energia polivalente, não é propriamente barato. A sua utilização só compensa se a produção, o tratamento e a dis-tribuição estiverem adaptados entre si da melhor forma possível.

Para além de uma planificação e montagem correctas da estação dos compressores, isto implica também um dimensionamento e instalação adequados da rede de ar comprimido.

9. Evitar perdas de energia (1) Considerações para a planificação e instalação de uma rede de ar comprimido

20 21

1

2

34

5

insgesamt max. 0,80 bar

Imagem 1: Renovação de uma tubagem de ar comprimido através da colocação de um segundo anel

VK x ∑ tx

TVL =

Imagem 2: Aumento da capacidade dos condutos através de malhas inter-médias

Imagem 3: Identificação de fugas através da medição dos tempos de ligação do compressor com os consumidores de ar comprimido desligados

Imagem 5

Imagem 4: Medição das fugas dos consumidores de ar comprimido

Sob

repr

essã

o de

ser

viço

Tempo T

t1 t2 t3 t4 t5

São muitas as empresas que perdem milhares de euros todos os anos devido a uma rede de tubagens antiquada e/ou com manutenção deficiente, que pro-voca o aumento do consumo de energia do sistema de ar compri-

mido. Para evitar este problema é necessário ponderar bem todos os aspectos. Em seguida são apresentadas dicas para a renovação correcta de redes de tubagens de ar comprimido.

10. Evitar perdas de energia (2) Considerações para a renovação de uma rede de ar comprimido

1. Requisito fundamental: ar comprimido seco Ao planear uma nova rede de arcom-primido é possível evitar a priori muitos erros e, consequentemente, problemas que possam surgir posteriormente. Pelo contrário, a renovação de uma rede antigaestá muitas vezes associada a algumas dificuldades, podendo mesmo ser um caso perdido caso se continue a abastecera rede com ar comprimido húmido. Antes deiniciar uma renovação éportantonecessário que esteja sempre disponível uma unidade de secagem central.

2. Como evitar grandes quedas de pressão na rede?Se a queda de pressãona rede de condutos continuar a ser bastante acen-tuada, mesmo depois da instalação de um sistema de tratamento adequado, é porque existem sedimentos acumulados nos tubos. Surgem devido a impurezas conduzidas juntamente com o ar com-primido, que reduzem a um mínimo a secção de passagem disponível.

de obter uma distribuição ainda mais fiável do ar comprimido. Uma outra hipótese de renovação da tubagem circular consiste em ampliar o sistema com as chamadas malhas intermédias (imagem 2).

3. Identificar e eliminar fugasAs medidas de renovação só têm o resultado esperado se as fugas na rede de ar comprimido também forem elimi-nadas na medida do possível.

a) Determinar a quantidade total de fugasAntes de começar a procurar cada um dos pontos mal vedados do sistema de tubagens, é necessário definir a extensão das fugas. Para isso, existe um método relativamente simples que recorre à ajuda do compressor: em primeiro lugar, deve-se desligar todos os consumidores de ar comprimido e depois medir os tempos de ligação do compressor durante um determinado período de tempo (imagem 3).

a) Substituição ou purgaSe os sedimentos já estiverem incrus-tados, a solução mais indicada será a substituição das tubagens afectadas. Contudo, é muitas vezes possível aumentar a secção de passagem da tubagem através de uma purga e pos-terior secagem, se os sedimentos ainda não tiverem causado estreitamentos significativos.

b) Instalar condutos complementaresUma opção muito boa para alargar tubagem de derivação que se tenham tornado demasiado estreitos é a colo-cação de uma tubagem paralela, ligada em rede com o tubagem de derivação. No caso de tubagem circulares que se tenham tornado demasiado estreitos, também é possível colocar um segundo anel (imagem 1). Se este sistema duplo de tubagem de derivação ou circulares for bem dimensionado, para além do efeito principal previsto – a redução notória das perdas de pressão – é também possível a vantagem adicional

Com base nesta medição, a quantidade de fugas é calculada com a seguinte fórmula:Legenda:VL = Quantidade de fugas (m³/min)VK = Caudal volúmico do compressor (m³/min)∑x = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 Tempo em que o compressor funciona com carga (min)T = Tempo total (min)

b) Identificar as fugasnos consumidoresPara identificar as fugas nos consumi-dores de ar comprimido periféricos, é primeiro necessário ligar todas as fer-ramentas, máquinas e aparelhos de accionamento pneumático e medir a soma de todas as fugas (imagem 4). Em seguida, fecha-se as válvulas de vedação antes das ligações dos consu-midores e mede-se as fugas na rede de tubagens (imagem 5). A diferença das fugas totais e das fugas da rede indica por fim as perdas nos consumidores de ar comprimido, nos seus acessórios e peças de ligação.

4. Onde se encontra a maior parte das fugas?Pelo que comprovámos pela nossa experiência, aproximadamente 70% das fugas encontram-se nos últimos metros,

ou seja, nos pontos de recepção finais da rede de ar comprimido. Água com sabão ou um spray especial ajudam a localizar com precisão estas fugas. Nor-malmente, as tubagens principais só apresentam fugas de grande dimensão e em grande quantidade se uma rede originalmente húmida, equipada com vedantes de cânhamos antigos, fun-cionar com ar comprimido seco e estes vedantes secarem após algum tempo. Para a localização exacta das fugas na rede de tubagens principal reco-menda-se a utilização de um aparelho de ultra-sons. Quando por fim as fugas tiverem sido detectadas e eliminadas e as secções transversais das tubagens tiverem sido adaptadas ao consumo

actual de ar comprimido, a rede antiga voltou a ser um sistema

de distribuição de ar compr imido

rentável.

22 23

Hoje em dia, os utilizadores de ar com-primido provêm de diversos sectores, desde os fabricantes de automóveis até às fábricas de cimento. Um pré-requi-sito essencial para a utilização eficiente do ar comprimido nas várias áreas de aplicação é, portanto, uma técnica fiável de produção e tratamento. Os sistemas têm de conseguir fornecer ar compri-mido barato, na quantidade e qualidade definidas.

1. O aconselhamento é decisivo para a rentabilidadeUm sistema de ar comprimido que cumpra estes requisitos tem de estar exactamente adequado às condições de utilização, de instalação ambiente. Isto significa que tem de dispor de com-pressores, aparelhos de tratamento e tubagens de dimensões adequadas, possuir um comando o mais eficiente possível, uma técnica de ventilação e

verificam-se em particular nas áreas do consumo de energia e da manutenção, e não na aquisição.

2. Análise do consumo de ar comprimidoO ponto de partida de qualquer aconse-

lhamento KESS é uma análise do consumo de ar comprimido

actual e, se necessário, futuro. Esta análise

efectuada pela

tratamento de condensação adequados e, se possível, incluir o aproveitamento da recuperação de calor. Estes conhe-cimentos estão reunidos no KESS, o sistema de poupança de energia da KAESER, que abrange a análise da consumo de ar comprimido, a planificação(imagem 1),

a realização, a formação contínua e o serviço de assistência técnica. A quali-dade do aconselhamento e a escolha da técnica certa são decisivas: os maiores potenciais de poupança de custos

Dimensionamento dos compressores

Pressão de trabalho mín. necessária no consumidor

Perda de pressão nas tubagens

Perda de pressão do filtro de carvão activo

Perda de pressão mín. (início)

Perda de pressão máx. (mudança)

Perda de pressão do filtro submicrónico

Perda de pressão mín. (início)

Perda de pressão máx. (mudança)

Perda de pressão do secador

Diferença de regulação dos compressores

Pressão máxima dos compressores

Imagem 4: O gráfico mostra a potência requerida específica da instalação antiga (curva superior) e da instalação nova (curva inferior), determinada através da ADA

Imagem 1: Com a ajuda dos modernos siste-mas CAD 3D, é possível planificar estações de compressores até ao último pormenor e adaptá-las com precisão às necessidades do utilizador.

Imagem 2: Um questionário especial serve de guia de dimensionamento para o futuro proprietário. Pode ser descarregado direc-tamente do website da KAESER em www.kaeser.com (menu "Services"/"Planung und Beratung"/"Analyse" ("Serviços"/"Planificação e aconselhamento"/"Análise")).

KAESER e conhecida pela abreviatura ADA (análise da carga de ar compri-mido) tem de considerar diferentes condições estruturais, em função da utilização específica:

a) Planificação de um novo abaste-cimento de ar comprimidoO futuro proprietário recebe um questionário especial relativo ao dimen-sionamento para a planificação da nova estação de compressores (imagem 2).

Este guia, juntamente com a colabo-ração de um conselheiro especializado em ar comprimido e experiente da KAESER, permite determinar o con-sumo de ar comprimido previsto e o equipamento para tal necessário. As perguntas cobrem todos os aspectos importantes para um abastecimento ren-tável e ecológico de ar comprimido.

b) Ampliação emodernização Contraria-mente ao que a c o n t e c e num novoprojecto,

os planos para uma ampliação têm pontos de referência suficientes para um dimensionamento adaptado às necessidades.

A KAESER disponibiliza ao utilizador métodos e aparelhos de medição, que permitem determinar de modo exacto o consumo de ar comprimido nos diferentes postos de trabalho, em deter-minados períodos de tempo. Neste caso, é bastante importante deter-minar não só os valores médios, mas também os valores mínimos e máximos (imagem 3).

c) Verificar a eficiênciadas centrais existentesMesmo no caso das centrais já exis-tentes recomenda-se determinar periodicamente, com a ajuda de um

Actualmente, as centrais de compressores são na sua maioria sistemas complexos. O seu funcionamento rentável só é possível se for considerado de modo adequado na altura da da planificação,ampliação e

modernização. Para esse efeito, a KAESER oferece um conceito abrangente de prestação de ser-viços. Este serviço de assistência combina elementos compro-vados, como os componentes de ar comprimido, aconselha-mento e assistência ao utilizador com as novas possibilidades da tecnologia de informação para a tecnologia de ar comprimido.

11.Planificaçãoadequadade estações de compressores (1) Análise do consumo de ar comprimido (ADA)

sistema de análise por computador, se os com-pressores (ainda) são carregados correcta-mente, se os comandos de nível superior ainda estão correctamente programados ou se o número de fugas ainda se encontra no inter-valo de tolerância. O ADA também deve ser utilizado quando com-

pressores antigos são substituídos por novos. Deste modo,existe a opor-

tunidade de substituir potências eventualmente erradas por potências adequadas, melhorar o comportamento

operacional dos compressores no que diz respeito ás cargas par-

cias e planear um comando de nível superior em conformidade com a apli-cação prevista (imagem 4).

d) Alteração das condições de utilização do ar comprimidoTambém em caso de alteração das condições de utilização deve ser consul-tado um perito. Em muitas situações, é possível conseguir grandes poupanças de custos graças a uma técnica de tratamento adequada ou a uma sincro-nização da pressão.

Imagem 3: Diferentes métodos e aparelhos de medição permitem determinar o consumo de ar comprimido das instalações existentes e as pressões mínimas e máximas. Com base nos resultados de medição, é possível então conceber de modo ideal a central do compressor.

24 25

O sistema de poupança de energia da KAESER (KESS) inclui também um cálculo de optimização por compu-tador, que permite identificar a variante mais apropriada para o utilizador em questão, de entre diversas variantes de abastecimento de ar comprimido. Para a planificação de uma nova central, a base do cálculo é um questionário de dimensionamento, que deve ser pre-enchido cuidadosamente com a ajuda de um conselheiro especializado em ar comprimido experiente e que consi-dere também o consumo esperado de ar comprimido e as respectivas osci-lações possíveis. No caso de centrais de compressores já existentes, a base de cálculo é o funcionamento diário característico, determinado através da análise da carga de ar comprimido (ADA).

2. O segredo está na misturaNa maior parte dos casos, uma configuração bem sincronizada de compressores de vários tipos de potência é a solução certa. É composta principalmente por máquinas grandes de carga básica e de standby, que são combinadas com máquinas de pico de carga mais pequenas. A função do comando de nível superior é assegurar uma potência requerida específica que seja o mais equilibrada possível. Para tal, tem de ser possível escolher automaticamente a combinação mais favorável de compressores de carga básica e de pico de carga – para até 16 compressores numa zona de oscilação de pressão de apenas 0,2 bar. Este requisito é satisfeito por sistemas de comando inteligentes, como o "Vesis" e agora também o "Sigma Air Manager" da Kaeser. Os comandos mencionados

1. Determinação por computadorPara optimizar uma central são intro-duzidos num computador os dados técnicos dos compressores instalados e as possíveis novas variantes. O KESS calcula então a variante ideal e as possibilidades de poupança de custos. Este sistema não se limita a calcular o consumo de energia pon-tual para um determinado consumo de ar comprimido, incluindo as perdas por dissipação, proporciona também uma visão detalhada do desempenho específico da central de compressores durante todo o tempo de funcionamento (imagem 1). Deste modo, é possível detectar antecipadamente, e corrigir, eventuais pontos fracos no que diz res-peito às cargas parciais. O resultado final é a indicação clara da poupança de custos e da amortização que se pode alcançar.

podem trocar dados com os compres-sores e outros componentes, como, por exemplo, purgadores de condensação, secadores, etc., através de um sistema de barramento. Também oferecem a possibilidade de ligação a um sistema de controlo central, reencaminhando para aí todos os dados de operação.

3. Optimização de engenhariaA planificação ou modernização de uma central de compressores deve

aproveitar ao máximo as condições espaciais. Os sistemas modernos de planificação, como os utilizados pela KAESER, são uma ajuda preciosa neste caso. Incluem no processo de planifi-cação não só as plantas e os esquemas T + I (fluxograma), mas também repre-sentações e animações em 3D geradas por computador. Deste modo é frequen-temente possível, por exemplo, recorrer à rentável refrigeração a ar mesmo em espaços pequenos. Assim, é possível reduzir os custos em aproximadamente 30 a 40% em relação à refrigeração a água, que é mais dispendiosa. Uma outra vantagem assenta no facto de ser possível detectar e eliminar even-tuais falhas e fontes de anomalias logo na fase de planificação, optimizando assim as estações também em termos de engenharia (imagem 2 a - c).

4. Optimização do funcionamento e controlo de gestão Para assegurar a rentabilidade a longo prazo do abastecimento de ar compri-mido não é só necessária uma relação custo/eficácia ideal, mas também que haja a devida transparência para um controlo de gestão eficaz. A base para tal é o comando de compressor "Sigma Control", um computador industrial com cinco tipos de comando progra-mados e a possibilidade de recolher dados e reencaminhá-los para uma rede de dados. Ao nível do comando de nível superior trata-se de um outro computador industrial, o já mencio-nado "Sigma Air Manager" (imagem

3). Para além do comando adequado ao consumo real e da monitorização da estação, a sua função é recolher todos os dados relevantes e reencaminhá-los para uma rede de computadores (Ethernet). Isto pode ser feito através da Internet ou do software de sistema de controlo "Sigma Control Center". Com o sistema de visualização "Sigma Air Control", o "Sigma Air Manager" ofe-rece uma perspectiva geral de todos os compressores da estação e dos seus dados de operação mais importantes, que podem ser consultados num computador. Deste modo, é possível detectar imediatamente se a estação funciona sem problemas, se existem indicações de manutenção ou de avaria e qual é o valor da pressão de serviço. Aqui é possível escolher o conteúdo da informação. Deste modo é possível, por exemplo, compreender as ocorrên-cias operacionais, criar representações gráficas do consumo de energia, do consumo de ar comprimido e do nível de pressão e estabelecer intervalos de manutenção. Este moderno instru-mento de controlo de gestão também contribui em grande medida para que a estação de compressores forneça sempre a quantidade e a qualidade de ar comprimido necessárias, permitindo optimizar os custos.

Imagem 1: Comparação do consumo de energia de uma estação de compressores existente e de novas variantes de instalações, durante um dia de funcionamento e consoante o consumo de ar comprimido

Imagem 2 a: Planta da estação de compressores numa fábrica de automóveis

Imagem 2 b: Esquema T+I da mesma estação de compressores

Imagem 2 c: As animações 3D geradas por computador permitem, logo na fase de planificação, uma simulação virtual de quase todos os ângulos da futura estação

Imagem 3: Para além de permitir a interacção ideal de todos os componentes, o "Sigma Air Manager" também possibilita uma maior disponibilidade e um controlo de gestão eficaz do abastecimento de ar comprimidoAltura do local 5 m

Conduto de conden-sação

Poço sem fundo ou mealheiro? A produção de ar comprimido pode ser ambos. Aqui a fórmula mágica é "optimização do sis-tema". Ela permite poupar mais do que 30% dos custos de ar comprimido médios verificados

nas indústrias europeias. O con-sumo de energia é responsável pela maior parte, representando aproximadamente 70 a 80%. E a energia eléctrica não vai se tornar mais barata, mas sim cada vez mais cara. Por esta razão, os utilizadores valorizam cada vez mais a determinação do conceito de ar comprimido mais eficiente.

12.Planificaçãoadequadade estações de compressores (2) Determinação do conceito mais rentável

26 27

O requisito fundamental para a análise e consequente sucesso da optimização é uma boa colaboração, baseada na con-fiança, entre o proprietário e o perito em ar comprimido. Para o proprietário isto significa, entre outras coisas, disponibi-lizar previamente todas as informações necessárias.

1. Informações fornecidas pelo proprietárioa) PlantaPara uma orientação geral é necessário ter disponível uma planta das instala-ções (imagem 1). Deve incluir a rede principal de ar comprimido, a rede de ligação e os pontos de abastecimento da central de ar comprimido. Adicional-mente, são necessários dados relativos às dimensões e aos materiais das tuba-

energia, o tipo de refrigeração e, se aplicável, o aproveitamento do calor.

d) Tratamento do ar comprimidoNo que diz respeito ao tratamento de ar comprimido, é importante saber se irá ocorrer de modo central e/ou periférico e quais as classes de quali-dade exigidas. Naturalmente também é necessário mencionar os dados técnicos dos componentes. Um fluxo-grama proporciona a perspectiva geral necessária (imagem 2).

gens, bem como sobre os principais pontos de consumo de ar comprimido e de recolha de ar, especificando se requerem uma determinada pressão ou qualidade.

b) Campos de aplicação do ar comprimidoVisto que o ar comprimido é um agente polivalente, é imprescindível saber mais sobre os seus tipos de aplicação. É necessário saber se o ar comprimido é utilizado, por exemplo, como ar de comando, no revestimento de superfí-cies, para ferramentas rotativas, para fins de limpeza, como ar de processamento, etc.

c) Compressores instaladosPara além do tipo e do modelo dos compressores, é necessário indicar os res-pectivos dados técnicos, como a pressão de serviço, o caudal, o consumo de

e) Comando e monitorização dainstalação Visto que, para além das caracterís-ticas de cada um dos compressores, é sobretudo a sua interacção que tem uma influência decisiva na rentabilidade de uma central, deverá ser também for-necida uma descrição da técnica de comando de monitorização.

2. Conversa entre o proprietárioe o perito em ar comprimidoQuando as informações mencionadas estiverem disponíveis, deve ser tida uma conversa prévia com o perito em ar comprimido, na qual lhe serão apre-sentados os documentos reunidos e serão discutidos os problemas do abastecimento de ar comprimido. Estes problemas podem incluir um nível de pressão baixo ou oscilante, qualidade insuficiente do ar, mau grau de utili-zação dos compressores ou problemas com a refrigeração.

3. Inspecção do sistema de ar comprimidoPor norma, uma inspecção do sistema de ar comprimido é a abordagem mais reveladora. Recomenda-se começar pelas zonas críticas, ou seja, onde são de esperar, por exemplo, fortes

quedas de pressão (imagem 3) ou uma qualidade deficiente do ar. A nossa experiência demonstrou que o problema reside na maioria dos casos nos pontos de recepção finais. Por esta razão deve-se proceder do seguinte modo:

a) Tubos flexíveis de ligação, redu-tores de pressão, separadores de águaEm particular, as ligações por tubos flexíveis aos consumidores de ar apre-sentam frequentemente pontos de fuga. Por esta razão, deve-se verificar

se apresentam danos e fugas. Se esti-verem presentes redutores de pressão, também é necessário verificar a sua regulação (pressão de admissão e final) sob carga (imagem 4). Também é necessário verificar a presença de líquidos e impurezas nos separadores de água instalados antes dos redu-tores de pressão. O mesmo se aplica aos condutos de saída verticais virados para baixo (imagem 5).

b) Dispositivos de vedaçãoO estado da tubagem de ligação deri-vados da rede principal têm também uma grande influência sobre a efici-ência do sistema. Os pontos nevrálgicos incluem os dispositivos de vedação. Por esta razão, é necessário verificar se se trata, por exemplo, de válvulas de esfera com passagem total e que favo-recem o fluxo e de válvulas de fecho, ou se estão instalados acessórios de bloqueio da água que dificultam o fluxo e válvulas em ângulo.

c) Rede de tubagens principalNo que diz respeito à rede de tuba-gens principal, é necessário identificar sobretudo pontos apertados e, conse-quentemente, causadores de quedas de pressão.

d) Sistema de tratamento de ar comprimidoAqui os critérios de verificação mais importantes são o ponto de conden-sação sob pressão (grau de secura) e a respectiva diferença de pressão causada. Dependendo do tipo de utili-zação, poderá ser necessário efectuar outras verificações de qualidade.

e) Centrais de ar comprimidoA própria central de ar comprimido-pode naturalmente apresentar também defeitos significativos. Deve-se verificar ao pormenor a instalação das máquinas, o sistema de ventilação, a refrigeração

e as tubagens. Para além disso, deve-se determinar a diferença total da pressão de comutação dos compres-sores, a capacidade dos reservatórios de ar comprimido e o ponto de medição a partir do qual os compressores são controlados.

f) Determinação dos pontos de mediçãoApós a inspecção, o perito em ar comprimido deve determinar, junta-mente com o proprietário, os pontos de medição para a análise de consumo. O requisito mínimo é uma medição da pressão antes e depois do tratamento e na saída da rede de ar comprimido.

4. Medição da pressão edo consumo de ar (ADA)Para medir a pressão e o consumo de ar, o funcionamento da dos compres-sores e do sistema de ar comprimido é analisado durante, pelo menos, 10 dias com a ajuda da tecnologia moderna de registo de dados. O registador de dados recolhe os valores de medição relevantes e transmite-os a um com-putador que cria um diagrama de consumo detalhado. São detectadas as quedas de pressão, as oscilação de pressão e de consumo, o comporta-mento em vazio, os períodos de carga e de imobilização dos compressores e a relação entre a potência de cada compressor e o respectivo consumo de ar comprimido. Para que a repre-sentação seja perfeita é necessário também determinar as fugas durante a medição. Este processo deve ser efectuado como indicado no capítulo 10 (pág. 22 e seguintes) e exige, entre outras acções, o bloqueio de deter-minadas áreas específicas da rede durante o fim-de-semana.

Imagem 2: Esquema P&I da produção e tratamen-tode ar comprimido (esboço manual)

Imagem 3: Queda de pressão num sistema de ar comprimido

Imagem 4: "Devorador de energia": redutor de pressão periférico com separador de água

Imagem 5: Água no sistema? (teste)

Água no sistema?

Teste abrindo a vál-vula de esfera

Há fugas de água depois de abrir?

Instalações Tratamento

Esquema P+I (esboço) Estação 2

Imagem 1: Plano (planta) do tubagem principal de ar comprimido numa fábrica

Plano com tubagems individuais da rede

Câmara de compressão

Câmara de compressão

Ar comprimido: Vermelho = conduto de 3“ Azul = conduto de 2“ Verde = conduto no chão Castanho = conduto de ¾

São poucas as centrais de com-pressores e os sistemas de ar comprimido que actualmente se podem orgulhar de ter uma estrutura de custos optimizada. Em todos os outros casos, reco-menda-se urgentemente uma

optimização do sistema. A base para tal é uma análise detalhada do consumo de ar comprimido, com o a ADA ("air demand analyse"), cujas características principais já foram apresentadas no capítulo 11 "Planificação adequada de centrais de ar com-primido (1)", pág. 24 e seguintes. Aqui descrevemos como a situ-ação real de uma estação pode ser determinada passo a passo na prática.

13.Planificaçãoadequadade centais de ar comprimido (3) Determinar a situação real e análise do consumo de ar comprimido (ADA)

28 29

O calor residual gerado pelos com-pressores é a melhor forma de poupar energia. A utilização de sistemas de recuperação de calor adequados per-mitem recuperar até 94 por cento da energia aplicada, aproveitá-la e baixar consideravelmente os custos de pro-dução de ar comprimido (consultar o capítulo "Poupar energia através da recuperação de calor", p. 18 e seguintes). No entanto, até mesmo as instalações de ar comprimido com recu-peração de calor devem ter disponível um bom sistema de arrefecimento, que permite igualmente poupar bastante dinheiro. Os custos do arrefecimento a ar podem ser até 30 por cento mais baixos que os do arrefecimento a água. Por conseguinte, hoje em dia deve ser dada preferência ao arrefecimento a ar, sempre que possível.

1. Ambiente indicado para os compressores1.1 Ar limpo e fresco é uma mais valiaA disposição sobre a prevenção de aci-dentes VBG 16 ("13.4 Compressores", § 12, secção 1) estipula que: "Os com-pressores devem ser instalados de

a necessidade de manutenção dos compressores: o ar aspirado e de refri-geração não deve ser nem muito frio (abaixo de +3 °C) nem muito quente (acima de +40 °C)*. Este facto deve ser considerado na planificação e na construção. Deve ser tido em conta que no Verão, por vezes, o aquecimento do

ar é particularmente intenso devido à radiação solar no lado sul, mas também eventualmente no lado oeste, dos edi-fícios industriais. Ocasionalmente, também se podem verificar tempera-turas de +40 ou até +45 °C, mesmo em zonas climatéricas temperadas. Por este motivo, é aconselhável que as aberturas para o ar aspirado e de refrigeração não sejam colocadas em locais sujeitos a forte radiação solar. A dimensão das aberturas deve estar em conformidade com a potência dos com-pressores e com o tipo de ventilação.

2. Ventilação da sala dos compressoresA sala dos compressores, quer se trate de compressores refrigerados a ar ou

modo a permitir um acesso adequado e a garantir a necessária refrigeração." As disposições de execução indicam que a temperatura ambiente para iequi-pamentos arrefecidos a ar e a óleo não deve exceder +40 °C. Além disso, o § 15 indica o seguinte: „... na área de aspiração de compressores não podem ser libertadas substâncias perigosas." Estas disposições são apenas requi-sitos mínimos, que têm como objectivo reduzir o mais possível o risco de acidentes. No entanto, para que um compressor trabalhe de forma rentável e que exija pouca manutenção é pre-ciso muito mais.

1.2 A sala dos compressores não é um armazémA sala dos compressores não deve ser utilizada como um armazém. Ou seja, não deve ter equipamento irrelevante e deve ser mantida sem pó ou outras impurezas. O chão desta sala deve também ser resistente ao desgaste por fricção. Seria ideal que permitisse a lim-peza a húmido. De modo algum deve o ar de arrefecimento (assim como o ar previsto para a compressão) ser aspirado de ambientes com pó, par-tículas de fuligem e semelhantes sem uma filtração intensiva prévia. Mesmo em condições de serviço normais, o ar aspirado e o ar de arrefecimento dos compressores têm de ser limpos através de filtros instalados.

1.3 Condições climatéricas temperadasTambém a temperatura influencia consideravelmente a fiabilidade e

a água, necessita de uma ventilação adequada. Em todos os casos, o calor irradiado no interior do compressor e o calor residual do motor de acciona-mento eléctrico devem ser evacuados. No total correspondem a cerca de 10 por cento da potência de accionamento do compressor.

3. Diferentes métodos de ventilação3.1 Ventilação natural (imagem 1)O ar de refrigeração é aspirado e aquecido pelo compressor, sobe e, devido à sobrepressão predominante, é conduzido para fora da sala através de uma abertura de saída na parte superior. Este método de ventilação é, no entanto, recomendável apenas em casos excepcionais e para com-pressores com potência inferior a 5,5 kW, uma vez que a radiação solar ou vento que sopre na abertura de saída é suficiente para provocar a falha da ven-tilação natural.

3.2 Ventilação artificialEste método frequentemente utilizado recorre a um fluxo controlado do ar de refrigeração. Para evitar tempe-raturas abaixo de +3 °C nas épocas frias do ano, deve estar disponível um comando por termóstato. Temperaturas demasiado baixas podem comprometer a funcionalidade dos compressores e da descarga e tratamento dos con-densados. O controlo através de um termóstato é necessário, uma vez que, sendo utilizado um método de venti-lação artificial, a sala fica sujeita a uma determinada baixa pressão, que impede que o ar aquecido volte a entrar na sala. Existem duas opções para a ventilação artificial:

3.2.1 Ventilação com ventilador externo Um ventilador externo com comando por termóstato (imagem 2) , instalado na abertura de saída do ar da sala dos compressores, remove o ar aquecido. Nesta variante de ventilação, é impor-tante que a abertura de aspiração (na imagem em baixo à direita) não seja demasiado pequena, pois verificar-se-ia uma pressão excessivamente baixa, acompanhada por ruídos incómodos

devido à elevada velocidade do fluxo de ar. Além disso, a refrigeração da central seria também comprome-tida. O sistema de ventilação deve ser concebido de forma que o aumento da temperatura devido ao calor residual do compressor não exceda 7 K. Caso contrário, o calor poderia ficar a circular em curto-circuito, provocando a avaria dos compressores. Deve também ser tido em consideração que os ventila-dores externos resultam em custos de energia adicionais.

3.2.2 Ventilação com canal de saída de ar (imagem 3)Actualmente, os compressores de parafuso totalmente capsulados permitem uma variante de venti-lação quase ideal recorrendo a um canal de saída de ar. O compressor aspira o ar admitido através da respec-tiva abertura e envia o ar aquecido para o canal, que o conduz directamente para fora da sala de compressores. A van-tagem decisiva deste método consiste no facto de o fluxo de ar de refrigeração poder ser mais aquecido, até cerca de 20 K. Deste modo, a quantidade de ar de refrigeração necessária é menor. Normalmente, os ventiladores de série dos compressores são suficientes para transportar o ar para a saída. Ou seja, ao contrário da ventilação com ventilador externo, neste caso não se verificam custos adicionais de energia. Contudo, isto aplica-se apenas se a pressão residual dos ventiladores não for excedida. O canal de saída de ar deve dispor também de uma persiana de circulação de ar controlada por termóstato (imagem 4), para evitar que a sala de compressores arrefeça no Inverno. Se na sala de compres-sores também estiverem instalados secadores refrigerados a ar deve ser considerado o seguinte: os compres-sores e os secadores não se devem influenciar reciprocamente no que diz respeito aos sistemas de ventilação. Em caso de temperaturas superiores a + 25 °C, é ainda aconselhável que o débito de ar de refrigeração seja aumentado através de um ventilador adicional controlado por termóstato.

Imagem 1: Sala de compressores com ventilação-natural – para instalações de menos de 5,5 kW

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Imagem 4: Uma persiana de circulação de ar controlada por termóstato assegura o equilíbrio térmico

Entrada de ar do exte-rior

Persiana de circulação de ar

Imagem 3: Ventilação artificial com canal de saída de ar – para instalações a partir de 11 kW

Entrada de ar , p. ex., do depósito

Imagem 2: Ventilação artificial com ventilador externo – para instalações de 5,5 a 11 kW

Central de ar comprimido com conduta de exaustão de ar quente – a variante mais eficaz da refrigeração a ar

*) Os limites de temperatura indicados dizem respeito às condições climatéricas da Europa Central e ao equipamento de série de uma estação de compressores

Os compressores convertem quase 100 por centro da energia eléctrica que recebem em calor. Até mesmo um compressor rela-tivamente pequeno de 18,5 kW "fornece", praticamente como sub produto, energia suficiente

para aquecer facilmente uma casa unifamiliar. Um sistema de refrigeração eficaz é, por con-seguinte, indispensável para o perfeito funcionamento de uma central de ar comprimido.

14.Planificaçãoadequadade centrais de ar comprimido (4) Arrefecimento eficaz da da central de ar comprimido: refrigeração a ar

30 31

Ao procurar uma elevada eficácia do ar comprimido, as vantagens são a triplicar: consegue-se uma maior segurança do abastecimento e uma redução percep-tível dos custos do ar comprimido e do consumo de energia. O potencial de eficácia é elevado: segundo o estudo da UE "SAVE II", em 2000, os compres-sores de ar comprimido consumiram a nível europeu 80 mil milhões de kWh, sendo que pelo menos 30% deste valor poderia ter sido evitado.

1. O que significa rentabilidadeideal?A rentabilidade de um sistema de ar comprimido reflecte-se na sua estrutura de custos. Os valores ideais alcançáveis dependem do modo de funcionamento e da produção. Decisivos para a renta-bilidade são o tempo de funcionamento dos compressores, o nível de pressão e outros parâmetros comerciais. Exemplo de um sistema optimizado com uma central de ar comprimido com arrefe-

de forma precisa os intervalos de manutenção dos componentes da cen-tral de ar comprimido. Assim, tornou-se possível executar os trabalhos de manu-tenção conforme necessário e de forma preventiva. O resultado: menores custos

de manutenção, maior rentabili-dade e fiabilidade do abastecimento de ar comprimido e, consequen-temente, maior segurança na pro-dução operacional.

2.2 Selecção de consumidores adequados

Não é apenas na produção que existe o perigo de poupar nas coisas erradas, também na escolha de consumidores este é um facto a ter em atenção. Por exemplo, através da compra de máquinas de produção cujo preço de aquisição é baixo, mas que necessitam de uma maior pressão de serviço. O aumento necessário da pressão e/ou a ampliação do sistema de ar comprimido podem rapidamente exceder os custos adicionais que seriam necessários para a aquisição de uma máquina com pressão de serviço menor, por exemplo, de 6 bar. Por conseguinte, devem ser estipuladas directivas para a aquisição de máquinas, que não só tenham em consideração a alimentação eléctrica, mas também o abastecimento de ar comprimido.

cimento a ar: tempo de funcionamento 5 anos, preço da electricidade 8 cên-timos/kWh, taxa de juro 6%, pressão de serviço 7 bar, qualidade do ar com-primido em conformidade com a norma ISO 8573-1: óleo residual classe 1, pó

residual classe 1, água residual classe 4 (imagem 1). O exemplo mostra que, mesmo em condições ideais, o con-sumo de energia representa a parte mais substancial dos custos totais da produção de ar comprimido, com um valor de 70%.

2. Manter a rentabilidadePara garantir uma rentabilidade con-tínua da produção de ar comprimido devem ser observados alguns pontos importantes:

2.1 Manutenção adequada à necessidadeOs modernos comandos internos dos compressores, como o "Sigma Control" e os sistemas de gestão de ar compri-mido "Sigma Air Manager" baseados em computadores industriais, indicam

2.3 Novos requisitos impostospela produção2.3.1 Alteração doconsumo do ar comprimidoa) Modificação da produçãoAs variações de consumo relacionadas com os turnos são muitohabituais. Geral-mente, não se dá a devida importância a essas variações e, consequentemente, verifica-se após uma modificação da produção que determinados compres-sores funcionam num turno com uma carga extremamente baixa, enquanto que noutro turno o consumo de ar é tão elevado que as reservas de segurança acabam por ser gastas. O abasteci-mento de ar comprimido deve, por esse motivo, ser sempre adaptado a estru-turas de produção alteradas.

b) Ampliação da produçãoNeste caso, para além da potência dos compressores, também as tubagens e o tratamento do ar comprimido devem ser adaptados às diferentes condições. Caso se pretenda aumentar a capaci-dade de produção de uma empresa através da ampliação de uma insta-lação já existente, recomenda-se uma medição técnica do consumo de ar comprimido da instalação existente (imagem 2), para obter informações o mais detalhadas possíveis e adaptar o abastecimento respectivamente.

2.3.2 Segurança do abastecimentoÉ habitual as estações de compres-sores incluírem um compressor em modo "standby". Pelo contrário, no tra-tamento do ar comprimido abdica-se frequentemente deste tipo de reservas de segurança. Ao aumentar o consumo de ar,

o compressor em "standby" é activado, verificando-se no entanto uma deterio-ração da qualidade do ar comprimido devido à falta de capacidade de tra-tamento. Por conseguinte, deverá ser sempre incluída uma unidade de tra-tamento (secador/filtro) para cada compressor em "standby" (imagem 3).

2.3.3 Alteração da qualidade do ar comprimidoQuando é necessária uma maior qualidade do ar comprimido, deve determinar-se se a produção será afec-tada total ou apenas parcialmente. No primeiro caso, não é suficiente renovar o tratamento do ar comprimido central. Também as tubagens que até então transportavam o ar de qualidade infe-rior devem ser limpas ou substituídas. No segundo caso, recomenda-se um tratamento em separado, que forneça a qualidade de ar comprimido pretendida (imagem 4). Para garanti-lo, deve ser instalado um dispositivo de limitação do débito. Caso contrário, o sistema de tratamento poderia receber uma quanti-dade excessiva de ar comprimido, visto que não está preparadopara o débito máximo dos compressores.

2.4 Monitorização de fugasPor mais correcta que seja a manutenção encontram-se sempre fugas nas redes de ar comprimido e elas têm ten-dência para aumentar. Ocasionalmente podem causar elevadas perdas de energia. A sua causa principal é o desgaste das ferramentas, das ligações por tubos flexí-veis e dos componentes da máquina. Por isso, é de grande importância ter em atenção este tipo de defeitos e, se for necessário, corrigi-los. Adicionalmente, reco-menda-se que em cada

turno se verifique a existência de fugas, por exemplo, recorrendo a sistemas de controlo e de monitorização modernos como o "Sigma Air Manager". No caso de um aumento das fugas, estas têm de ser localizadas e eliminadas.

3. A gestão de custos garantea rentabilidadeOs dados obtidos através de análises durante a planificação são também interessantes para o funcionamento posterior, contanto que estejam actu-alizados. Já não são, no entanto, necessárias análises separadas para obter esses dados. Sistemas como o "Sigma Air Manager" assumem essa tarefa. Desta forma, garante-se uma base ideal para as auditorias online de ar comprimido e uma gestão de custos eficaz no que diz respeito ao abasteci-mento de ar comprimido (imagem 5). Quantos mais utilizadores conseguirem assim ter uma perspectiva clara dos seus custos com o ar comprimido, des-cobrirem potenciais para a redução das despesas e valorizarem em primeiro lugar a eficiência energética aquando da compra de componentes de ar comprimido, mais perto estão todos os

envolvidos de realizar o objectivo de reduzir amplamente o con-sumo de energia na produção de ar comprimido em 30 % ou ainda mais – tanto pelo balanço financeiro das suas empresas, como pelo nosso ambiente.

Imagem 1: Estrutura de custos de um sistema de ar comprimido optimizado

Imagem 3: Para garantir a qualidade do ar comprimi-do, deve também estara-tribuída uma unidade de tratamento a cada com-pressor em "standby".

Imagem 2: Aparelho para medição do consumo de ar comprimido. O caudal volúmico é determinado através da medição da diferença de pressão, com um tubo de medição, no conduto de pressão.

Imagem 4: Estação com tratamento para duas qualidades de ar comprimido diferentes

Imagem 5: A gestão de custos sistemática possibilita ao utilizador controlar as des-pesas com o ar comprimido.

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Base: 0,08 Euro/kWh Tempo de funcionamento: 5 anos Taxa de juro: 6 %.

Sobrepressão de serviço: 7,5 bar Refrigeração a ar Qualidade do ar comprimido Óleo 1 (segundo ISO 8573-1) Pó 1 Água 4

Baixar o consumo

de energiae os custos

Baixar o consumo

de energiae os custos

Nas páginas 20 a 31 foram indi-cados pontos a considerar para a instalação de novas redes de ar comprimido ou para a renovação das redes existentes e a forma como efectuar a planificação de uma central de ar compri-mido eficaz. Contudo, efectuar

a planificação e a montagem com consciência do consumo de energia e dos custos impli-cados é apenas meio caminho andado. Para garantir a renta-bilidade contínua da produção de ar comprimido é também necessário assegurar um funcio-namento eficaz do sistema de ar comprimido.

15.Funcionamentoeficazdos sistemas de ar comprimido Manter a fiabilidade e a optimização de custos a longo prazo

32 33

Cadavezmaisutilizadores-de ar comprimido optam por compressores KAESER

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Dados da publicaçãoEditor: KAESER KOMPRESSOREN GmbH, Carl-Kaeser-Str. 26, 96450 Coburg, Alemanha Telefone: 09561 640-0; telefax: 09561 640-130; e-mail: [email protected]. Internet: www.kaeser.com Redacção: Michael Bahr (resp.), Erwin RuppeltLayout/gráfica: Martin Vollmer, Ralf Günther Fotografias: Marcel Hunger Impressão: Schneider Printmedien GmbH, Reußenberg 22b, 96279 Weidhausen A cópia total ou parcial desta brochura só é permitida mediante autorização por escrito do editor.

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