Compressores de Ar de Parafuso PM VSD Resfriados a Óleo de Dois Estágios FPM+-T

O consumo de energia do ar comprimido se resume a uma coisa: comprimir o gás até a pressão alvo. Na compressão de estágio único, toda a taxa de compressão é aplicada a um único par de rotores em uma só etapa. O processo de compressão esquenta rapidamente, a taxa de compressão de estágio único é alta, e o gás que retorna entre os rotores (vazamento interno) aumenta na mesma medida, o que limita a eficiência. Quanto maior a potência, mais acentuado fica esse problema.

O compressor de ar de parafuso PM VSD de dois estágios resfriado a óleo da ESSENCE FPM+-T enfrenta esse problema por meio da compressão escalonada. Ele cobre três modelos — FPM+55A/W-*T, FPM+75A/W-*T e FPM+90A/W-*T — com potência de 55 a 90 kW, pressão de trabalho de 0.7–1.25 MPa e vazão de ar de 3.76–20.80 m³/min, usando partida PM VSD e acionamento por acoplamento.

Compressão de dois estágios: dividir uma etapa de compressão em duas

A compressão de dois estágios significa dividir a compressão do ar em duas etapas e resfriar o ar entre elas. Os benefícios podem ser divididos em três pontos:

• Taxa de compressão menor por estágio: cada estágio lida com uma diferença de pressão menor, então a carga sobre os rotores é mais equilibrada;
• Resfriamento entre estágios: o gás comprimido quente é resfriado antes de entrar no segundo estágio, então o segundo estágio admite ar mais frio e o processo de compressão fica mais próximo do isotérmico;
• Menos vazamento interno: com uma taxa de compressão menor por estágio, o gás que retorna entre os rotores diminui, e a vazão de ar efetiva melhora.

Em outras palavras, a compressão de dois estágios não é uma etapa extra acrescentada por si só; ela faz o mesmo trabalho de uma forma mais suave, recuperando a eficiência que de outro modo se perderia com as altas temperaturas e o refluxo.

Motor PM resfriado a óleo: tratando a sensibilidade ao calor desde o início

A FPM+-T usa partida PM VSD e um projeto resfriado a óleo. Os motores de ímã permanente são sensíveis à temperatura, e a exposição prolongada a calor elevado pode afetar tanto sua eficiência quanto sua confiabilidade. O resfriamento a óleo mantém a elevação de temperatura do motor dentro de uma faixa razoável, de modo que as vantagens do acionamento PM se sustentam durante operação longa e contínua.

Combinado ao controle VSD, a rotação da unidade acompanha a demanda de ar: quando a demanda cai, a rotação e o consumo de energia diminuem; quando a demanda sobe, a rotação aumenta para acompanhar o ar necessário, evitando o desperdício em vazio do modo carga/descarga de uma máquina de velocidade fixa.

Dimensões e peso: o que resolver antes da instalação

Ao contrário das unidades menores, os modelos acima de 55 kW precisam ser planejados na fase de instalação. Os três modelos FPM+-T têm pesos líquidos de 2350 kg, 2520 kg e 2950 kg, com dimensões gerais (C × L × A) de 2250 × 1344 × 1694 mm, 2250 × 1344 × 1694 mm e 2300 × 1450 × 1750 mm, respectivamente.

Isso significa que a capacidade de carga do piso, as rotas de acesso e as condições de içamento precisam ser confirmadas antes da compra. Os três modelos ocupam uma área semelhante, mas o modelo de 90 kW é um pouco maior em comprimento, largura, altura e peso, então o layout deve ser calculado para o modelo real, em vez de estimado a partir do menor da série. Esses detalhes, que parecem não ter relação com o desempenho, muitas vezes são exatamente o que determina se o equipamento pode ser instalado sem contratempos.

Três modelos, uma escada de potência enxuta

A FPM+-T vem em três degraus de potência — 55, 75 e 90 kW — como os modelos FPM+55A/W-*T, FPM+75A/W-*T e FPM+90A/W-*T. A 0.8 MPa, por exemplo, os três modelos entregam 4.80–12.00, 6.60–16.50 e 8.00–20.00 m³/min respectivamente, com degraus bastante uniformes entre potências adjacentes.

Essa linha enxuta tem como alvo uma faixa de operação claramente definida: a faixa de 55–90 kW é exatamente onde ficam os compressores principais de muitas estações de ar de fábricas de porte médio. Em vez de espalhar uma longa lista de modelos, faz mais sentido tornar sólido cada ponto de potência dentro dessa faixa — uma abordagem comum para compressores de dois estágios.

Especificações técnicas

Tomando como exemplo o modelo de 90 kW, a vazão de ar é 8.32–20.80 m³/min a 0.7 MPa, 8.00–20.00 m³/min a 0.8 MPa, 6.76–16.90 m³/min a 1.0 MPa e 5.84–14.60 m³/min a 1.25 MPa. A vazão de ar ainda cai conforme a pressão sobe, e a lógica de seleção é a mesma dos modelos de estágio único: resolva primeiro a pressão, depois a vazão de ar.

Para quem é indicado

• Plantas de médio e grande porte que operam turnos longos e contínuos: as diferenças de eficiência energética se acumulam ao longo de muitas horas de operação;
• Locais onde a eletricidade é uma grande parcela do custo e as metas de economia de energia são explícitas: a compressão de dois estágios e o controle VSD atuam ambos sobre os custos operacionais;
• Linhas de produção com oscilações acentuadas na demanda de ar: o PM VSD faz o suprimento de ar acompanhar a demanda;
• Projetos novos ou de modernização com espaço para planejar a instalação adequadamente: o peso e as dimensões da unidade precisam entrar no layout desde cedo.

Recomendações de seleção

1. Confirme primeiro o nível de pressão: a vazão de ar varia de forma notável na faixa de 0.7–1.25 MPa, então tome o valor que corresponde à demanda real;
2. Verifique as condições de instalação: confirme com antecedência a capacidade de carga do piso, as rotas de acesso e o plano de içamento;
3. Avalie o retorno do VSD: quanto maiores as oscilações da demanda de ar, mais compensa o controle VSD;
4. Inclua o tratamento de ar e a tubulação no projeto geral: a saída é G2 ou flange quadrado DN80, e o dimensionamento da tubulação deve corresponder à unidade.

Conclusão

O valor da compressão de dois estágios não é uma linha a mais na ficha de especificações, mas o fato de ela reduzir as perdas de energia no nível do próprio princípio de compressão. Para unidades de médio e grande porte na faixa de 55–90 kW que operam continuamente o ano todo, essa eficiência economizada na origem é mais direta do que qualquer remédio aplicado depois.

Para equipamentos que operam continuamente no longo prazo, cada quilowatt-hora economizado soma uma diferença significativa com o tempo — o que já é razão suficiente para entender o princípio com clareza na hora de selecionar um modelo.